采油工程-第06章--水力壓裂--湯-展示頁
2024-09-26 21:51本頁面
【正文】 度高則濾失少；在壓裂液中添加防濾失劑，能改善造壁性，大大減少濾失量 。 前置液 攜砂液 頂替液 中間頂替液： 攜砂液、防砂卡 ； 影響壓裂施工成敗的諸多因素中，壓裂液的性能是其中的主演性質(zhì)之一。必須使用交聯(lián)的壓裂液 (如凍膠等 )。一般用未交聯(lián)的溶膠。造縫條件為： vtZ ?? ?? 當(dāng)產(chǎn)生水平裂縫時 ， 井筒內(nèi)注入流體的壓力等于地層的破裂壓力： ???????????1211PPvtzsF???????????1vtzsF PP實驗修正： (三 )破裂壓力梯度 (破裂梯度 ) 破裂梯度 β ：地層破裂壓力與地層深度的比值。造縫條件為： 當(dāng)產(chǎn)生裂縫時，井筒內(nèi)注入流體的壓力即為地層的破裂壓力： ?????????????12123 htxySF PP 由于最小總周向應(yīng)力發(fā)生在 00和 1800的對稱點 上，垂直裂縫也產(chǎn)生在于井筒對應(yīng)的這兩個點上，所以理論上 一般假定垂直裂縫是以井軸為對稱的兩條縫 ，但實際情況由于各種因素的影響，產(chǎn)生的 裂縫往往不對稱 。 ? ? ???? ? ???? 1 21si PPbrCC?? 1?? ? ? ? ?????? ? ??????? 1 213 siixy PPP 由于注入井中的高壓液體在地層破裂前，滲入井筒周圍地層中，形成了另外一個應(yīng)力區(qū)，它的作用是增大了井壁周圍巖石中的應(yīng)力。井筒內(nèi)壓必然導(dǎo)致井壁上產(chǎn)生周向應(yīng)力。這種應(yīng)力分布表明，由于圓孔的存在，產(chǎn)生了圓孔周圍的應(yīng)力集中， 孔壁上的應(yīng)力比遠(yuǎn)處的大得多，則就是地層破裂壓力大于裂縫延伸壓力的一個主要原因。?x?y?(3) 隨著 的增加，周向應(yīng)力迅速降低。 ar ? yx ?? ?? ? ? ? xy ???? ?? ??? 31 8 0,0m i n 。 圖 62無限大平板中鉆一圓孔的應(yīng)力分布 ?????? ? 2co s31212 4422???????? ??????????? ???rara yxyx 彈性力學(xué)給出了平板為固體的、各向同性與彈性材料周向應(yīng)力的計算等式： 圖 62無限大平板中鉆一圓孔的應(yīng)力分布 (1) 當(dāng) ， 時， ， 說明圓孔壁上各點的周向應(yīng)力相等，且與角度無關(guān)。 y?H?? ?? ?SSZHSSZHPEPEPEPE????????????????????????????????????????????????11212111212121m i n21m a x(二 )井壁上的應(yīng)力 在地層上鉆井以后，井壁上及其周圍地層中的應(yīng)力分布受到井筒的影響，這種影響非常的復(fù)雜，為了簡化考慮，將地層中 三維應(yīng)力問題改為二維方法來處理。 圖 61 壓裂過程井底壓力變化曲線 a— 致密巖石 b— 微縫高滲巖石 破裂壓力 延伸壓力 地層壓力 一、油井應(yīng)力狀況 (一 )地應(yīng)力 dzgH SZ ?? 0 ??sZZ P?? ??垂向應(yīng)力：上覆層的巖石重量。 水力壓裂的工藝過程： 憋壓 造縫 裂縫延伸 充填支撐劑 裂縫閉合 第一節(jié) 造縫機(jī)理 裂縫形成條件 裂縫的形態(tài) 裂縫的方位 井網(wǎng)部署 提高采油速度 提高原油采收率 有利的裂縫狀態(tài)及參數(shù)能夠充分發(fā)揮其在增產(chǎn)、增注的作用。 高能氣體壓裂 (2) 降低了井底附近地層中流體的滲流阻力： 裂縫內(nèi)流體流動阻力小。其關(guān)鍵技術(shù)是混合砂子進(jìn)入液體二氧化碳中的二氧化碳混合器。 利用地面高壓泵組，將 高粘液體 以大大超過地層吸收能力的排量 注入井中 ，在井底 憋起高壓 ；當(dāng)此 壓力大于 井壁附近的地應(yīng)力 和 地層巖石抗張強(qiáng)度 時，在井底附近地層 產(chǎn)生裂縫 ；繼續(xù) 注入帶有支撐劑的攜砂液 ，裂縫向前延伸并 填以支撐劑 ，關(guān)井后裂縫閉合在 支撐劑上 ，從而在井底附近地層內(nèi)形成具有 一定幾何尺寸和導(dǎo)流能力的填砂裂縫 ，使井達(dá)到增產(chǎn)增注目的工藝措施。第六章 水力壓裂技術(shù) 主要內(nèi)容： (4) 壓裂設(shè)計 (1) 造縫機(jī)理 (2) 壓裂液 (3) 支撐劑 壓裂的定義： 用 壓力 將地層 壓開 一條或幾條水平的或垂直的裂縫 ，并用 支撐劑 將裂縫 支撐 起來， 減小 油、氣、水的 流動阻力 ，溝通油、氣、水的流動通道，從而達(dá)到 增產(chǎn)增注 的效果。 壓裂的種類： (根據(jù)造縫介質(zhì)不同 ) 干法壓裂 利用特定的發(fā)射藥或推進(jìn)劑在油氣井的目的層段高速燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，壓裂地層形成多條自井眼呈放射狀的徑向裂縫，清除油氣層污染及堵塞物，有效地降低表皮系數(shù)，從而達(dá)到油氣井增產(chǎn)的目的的一種工藝技術(shù)。 水力壓裂： 利用 100%的液體二氧化碳和石英砂進(jìn)行壓裂，無水無任何添加劑，壓后壓裂液幾乎完全排出地層，可避免地層傷害。適用于對驅(qū)替液、凍膠或表面活性劑的傷害敏感的地層，適合的儲層包括滲水層、低壓層及有微粒運移的儲層以及水敏性儲層。 水力壓裂增產(chǎn)增注的原理 : (1) 改變流體的滲流狀態(tài)： 使原來徑向流動改變?yōu)橛蛯优c裂縫近似的單向流動和裂縫與井筒間的單向流動，消除了徑向節(jié)流損失，降低了能量消耗。 造縫條件及裂縫的形態(tài)、方位等與井底附近地層的 地應(yīng)力及其分布、巖石的力學(xué)性質(zhì)、壓裂液的滲濾性質(zhì) 及 注入方式 有密切關(guān)系。 由于油氣層中有一定比例的孔隙壓力，故有效垂向應(yīng)力為： 如果巖石處于彈性狀態(tài)，考慮到構(gòu)造應(yīng)力等因素的影響，可以得到最大、最小水平主應(yīng)力分別為： y?z?x?Z?H? x? 一般情況下，地層中的巖石處于壓應(yīng)力的狀態(tài)，作用在地下巖石某單元體上的應(yīng)力為垂直主應(yīng)力 和水平主應(yīng)力 （ 可分為兩個相互垂直的主應(yīng)力 ， ）。 在這種情況下，與彈性力學(xué)中雙向受力的無限大平板中鉆有一個圓孔的受力情況是很相近的。 ar? Hyx ??? ??Hyx ???? ? 222 ???(2) 當(dāng) ， 時， 說明最小周向應(yīng)力發(fā)生在
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