【正文】 —微差應(yīng)變分析 （ DSCA） （ 3） 有限元計算 第二節(jié) 壓裂液 — 壓裂液及其性能要求 — 壓裂液添加劑 — 壓裂液的流動性 — 壓裂液的濾失性 — 壓裂液對儲層的傷害 — 壓裂液選擇 壓裂液的組成 ? 前置液 ? 攜砂液 ? 頂替液 （完整的壓裂泵注程序中還可以有清孔液、前墊液、預(yù)前置液） 對壓裂液的性能要求 (1) 與地層巖石和地下流體的配伍性； (2) 有效地懸浮和輸送支撐劑到裂縫深部； (3) 濾失少 ； (4) 低摩阻 ； (5) 低殘渣 、 易返排 ； (6) 熱穩(wěn)定性和抗剪切穩(wěn)定性 。普通氧化破膠劑適用溫度 54~93℃ ，延遲活化氧化破膠劑適用溫度 83~116℃ 。 3 乳化壓裂液 常用： 兩份油 + 一份稠化水 (聚合物 ) 油相 50%，壓裂液粘度太低 80%， 不穩(wěn)定或粘度太高 類型：水外相型（水包油） 油外相型（油包水） 4 泡沫壓裂液 組成 液相 + 氣相 + 添加劑 ?泡沫液 液相 : – 清水、鹽水、凍膠水、原油或成品油、酸液 氣相： – 氮?dú)?、二氧化碳、空氣、天然氣? 適用范圍 K1mD， 粘土含量高的砂巖氣藏 – 低壓、低滲淺油氣層壓裂 泡沫質(zhì)量： 泡沫質(zhì)量＝泡沫中氣體體積 / 特點(diǎn)： – 在壓裂時的井底壓力和溫度下，泡沫質(zhì)量 一般為６０％～８５％ – 隨著泡沫質(zhì)量的增加，泡沫壓裂液的粘度增 – 濾失少（氣體本身就是降濾劑） – 排液較徹底，對地層傷害小 – 5 酸基壓裂液 適用范圍； – 碳酸鹽儲層 種類： – 常規(guī)酸 – 稠化酸 – 凍膠酸 – 乳化酸 – 變粘酸 膠聯(lián)酸： 通過對鹽酸的稠化膠聯(lián)，形成膠聯(lián)酸，使用其作為攜砂載體進(jìn)行酸化加砂壓裂。 nDK ???? 本構(gòu)方程 賓漢型液體 在一定的剪切應(yīng)力作用下才能流動，并且流動以后，隨著剪切速率的增大，剪切應(yīng)力增加的程度逐漸降低，最后接近牛頓液體，剪切應(yīng)力與剪切速率成線性關(guān)系。 ? RV系列或 FANN系列旋轉(zhuǎn)粘度計應(yīng)用最廣泛 4 摩阻計算 ? 圓管中壓降 ? 眼中壓降 ? 裂縫中壓降 四、壓裂液濾失的三個過程 濾餅區(qū)的流動 濾餅控制過程 侵入?yún)^(qū)的流動 壓裂液粘度控制過程 地層流體的壓縮 地層流體粘度及壓縮控制過程 壓裂液濾失系數(shù) ? ? 壓裂液粘度影響的濾失系數(shù) ? 地層流體的粘度和壓縮性影響的濾失系數(shù) 1 壓裂液粘度影響的濾失系數(shù) Cv – – 壓裂液呈活塞式侵入，即侵入段地層流體被 – – 壓差 ΔＰ v＝Ｐｗ－Ｐｃ為常數(shù)。 壓裂液固相堵塞 來源 —基液或成膠物質(zhì)的不溶物 —降濾劑或支撐劑中的微粒 —壓裂液對地層巖石浸泡而脫落下來的微粒 —化學(xué)反應(yīng)沉淀物等固相顆粒。 第三節(jié) 支撐劑 ? 支撐劑性質(zhì)及種類 ? 裂縫導(dǎo)流能力及其影響因素 ? 支撐劑的選擇 ? 支撐劑顆粒的沉降 支撐劑特性要求 ? ? ? ? ? ? 一、 支撐劑類型 硬脆性支撐劑 其特點(diǎn)是硬度大，變形很??； —— 石英砂 （ 砂子 ） ——陶粒 ——鋁球 —— 韌性支撐劑 其特點(diǎn)是變形大，在高壓下不易破碎 —— 核桃殼 —— 樹脂包層支撐劑 1 石英砂（砂子） 主要成分： SiO2 和少量雜質(zhì) 主要特點(diǎn) 1) 園球度較好的石英砂破碎后 ， 仍可保持一定的導(dǎo)流能力 。 主要產(chǎn)地 長慶昌潤砂 、 甘肅蘭州砂 、 江西永修砂 、 福建福州砂 、 湖南岳陽砂 、 湖北蒲圻砂 、 山東榮城砂 、 河北承德砂 、 吉林農(nóng)安砂 、 陜西定邊砂及新疆和豐砂等 。 d. 密度較高 (2700~3600kg/m3)， 泵送困難 。 (3) 濁度 (4) 密度 真密度 (或顆粒密度 ) 視密度 (或 體積密度 ) (5) 酸溶解度 (6) 抗壓強(qiáng)度 。 低應(yīng)力情況下，有棱角的支撐劑相互搭接、相互支撐，有更高的孔隙度及滲透率，因此，導(dǎo)流能力更高。 當(dāng)支撐劑強(qiáng)度高時， 支撐劑顆粒嵌入裂縫壁面 是影響導(dǎo)流能力的主要因素。 Sikora (1960)圖版法 —給定閉合壓力下 ， 從現(xiàn)有支撐劑的導(dǎo)流能力入手 ， 得到不同穿透比時期望獲得的增產(chǎn)倍數(shù) (壓后產(chǎn)量 )； —從預(yù)期的產(chǎn)量出發(fā) ，按照不同穿透比時所需要的導(dǎo)流能力選擇支撐劑 。 – – 于液體中的時間 , 即 : – 。 – 。 3 理論基礎(chǔ) ? 運(yùn)用了體積平衡方程 ? 壓降與寬度關(guān)系由泊稷葉理論導(dǎo)出 ? 用 England和 Green公式求縫寬時 , 還運(yùn)用了裂縫平衡延伸理論。 – , 其橫截面最大寬度滿足 Sneddon方程 : – W(x,t)=2(1υ 2 )(pσ)H/E – – – 。 增產(chǎn)倍比 ：指相同生產(chǎn)條件下壓裂后與壓裂前的日產(chǎn)水平之比 。 ? c. 對一定縫長，存在一個最佳裂縫導(dǎo)流能力，超過該值而增加導(dǎo)流能力的效果甚微，例如對 Lf/Le=，當(dāng)導(dǎo)流能力比值為 ，增加裂縫導(dǎo)流力基本上不能增加增產(chǎn)比 Jf/J0。 （ 2）根據(jù)儲層條件選擇壓裂液、支撐劑和加砂濃度，并確定合理用量； （ 3）根據(jù)井下管柱與井口裝置的壓力極限選擇合理的泵注排量與泵注方式、地面泵壓和壓裂車數(shù)； （ 4）確定壓裂泵注程序； （ 5）進(jìn)行壓裂經(jīng)濟(jì)評價，使壓裂作業(yè)最優(yōu)化。 3 儲層條件 地質(zhì)條件 儲量和能量 壓裂侯選井 1) 低滲透地層：滲透率越低 ， 越要優(yōu)先壓裂 ， 越要加大壓裂規(guī)模 。 5) 高污染井：壓裂作業(yè)只能改善受污染的表皮效應(yīng) 。 (4) 對選擇的壓裂液 ， 在室內(nèi)模擬井下溫度 、 剪切速率 、 剪切歷程 、 階段攜砂液濃度來測定其流變性及摩阻系數(shù) ， 并按石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面評定 。 4 壓裂施工設(shè)計計算步驟（逆設(shè)計） ； b. 預(yù)選施工排量 、 前置液量和攜砂液量； c. 計算動態(tài)裂縫幾何尺寸； d. 支撐劑在裂縫中的運(yùn)移與分布 ， 確定支撐裂縫幾何尺寸； e. 計算支撐裂縫長度和導(dǎo)流能力以及增產(chǎn)倍比； f. 如果滿足增產(chǎn)要求則結(jié)束 ， 否則重選液量 、 砂量 ， 返回（ c） 重新計算 。循環(huán)路線是液罐車 — 混砂車 — 壓裂泵 — 高壓管匯 — 液罐車。目的是檢查井下管柱及井下工具是否正常，掌握油層的吸水能力。頂替液不可過量，一般替擠量為地面管線和井筒容積的 。壓裂施工結(jié)束后，井內(nèi)壓裂管柱起出之前，要加深管柱探砂面，然后起出壓裂管柱，按設(shè)計要求下入完井管柱，安裝好井口采油樹，連接生產(chǎn)管線，撈出堵塞器，抽油機(jī)井要蹩掉活堵，調(diào)好防沖距試抽，然后交井。 ? 情況簡介： ? 我們從 96年開始先后和多家研究所及大專院校聯(lián)合攻關(guān)，現(xiàn)已形成適合長慶低壓、低滲、地產(chǎn)油田的改造工藝，已形成了完善的設(shè)計及施工體系，累計施工 228井次，施工成功率 100%、地層改造有效率 %。 ? 裂縫幾何形狀和特性診斷技術(shù)。 去集氣站 上古氣層 滑套 封隔器 下古氣層 生產(chǎn)管柱示意圖 上下古分層合采工藝技術(shù) 為合理高效開發(fā)上下古兩套層系 ， 試驗形成了上下古分層改造 、 分層測試 、 合層開采的工藝體系 ， 試驗 28口 井 單 井 累 計 增 產(chǎn)7 104m3～ 1300 104m3。 多級注入深度酸化技術(shù) ? 多級注入深度酸化技術(shù)： ? 注入高粘液體壓開地層，形 成裂縫。 二氧化碳油氣井壓裂技術(shù) ? CO2壓裂技術(shù) 把液態(tài)二氧化碳和水基壓裂液形成的混合液泵入井中，實施壓裂，達(dá)到增產(chǎn)增注的目的。 ? 利用負(fù)壓作用減少壓實效應(yīng)，搜通