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1、 题 目： 压裂技术 摘要低渗透油藏压裂技术已伴随着整体压裂技术的发展而进入到一个新的阶段，朝着优化支撑剂、提高压裂液效率、大型整体优化压裂设计、水平井与水力压裂相结合的方向发展。在“十五”期间，我们通过技术攻关和现场试验，形成了适用于低渗透油气藏和潜山油藏压裂改造比较完整的配套工艺技术，主要有：整体改造开发配套技术、双重介质压裂技术、限流压裂技术、缝高控制压裂技术、潜山油藏交替注入闭合酸压技术；同时研究开发了与上述技术配套的压裂新材料，使得低渗透油藏的开发和潜山油藏的开发水平得到了整体提高。关键词：压裂技术 裂缝 ；目 录（一）、压裂作业的简介3 1、 压裂的定义3 2、压裂的原因3 3、压
2、裂液3 4、支撑剂3 5、压裂选井的原则4（二）整体压裂改造配套技术4 （1）压前地层评估技术4 （2）整体压裂改造数值模拟和优化设计技术4（三）现场中的压裂技术及压裂液体系9（四）现场分析及数据9 （1）压裂技术在新疆克拉玛依油田九区的应用9 （2）压裂的施工设计10 （3）效果分析10 (五) 压裂技术发展趋势11（六）结论与认识12（八）、参考文献13 对现场压裂技术的研究 （一）压裂作业的简介1、压裂的定义利用水力作用，使油层形成裂缝的一种方法，又称油层水力压裂。油层压裂工艺过程是用压裂车，把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂
3、缝，提高油层的渗透能力，以增加注水量(注水井)或产油量(油井)。2、压裂的原因扩大和增加油层裂缝，增大孔隙度，从而提高油层的渗透能力，增加注水井的注水量或者油井的产油量。3、压裂液压裂液是指油田在开采过程中，为了获得高产而借用液体传导力(如水力等)压裂流体层时所用的液体。 压裂液分为两种类型：第一种是以水作分散介质的水基压裂液如稠化水、水冻胶、水包油乳化液、水基泡沫和某些酸性溶液等。第二种是以矿物油作分散介质的油基压裂液如稠化油、油包水乳化液、油基泡沫等。 压裂液的性能要求：黏度高，润滑性好，滤失量小，对被压裂的流体层无堵塞及损害，对流体矿无污染。4、支撑剂压裂增产是石油、天然气低渗透油气井开
4、采增产的重要新技术。支撑剂(proppant)则是压裂施工的关键材料。支撑剂由压裂液带入并支撑在压裂地层的裂隙中，从而有效地将油气导入油气井，大幅度提高油气产量和延长油井寿命。 支撑剂为具有一定粒度和级配的天然砂或人造高强陶瓷颗粒。陶粒支撑剂(ceramic proppant)以铝矾土为原料，通过粉末制粒，烧结而成，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、高强度、高导流能力、低密度、低破碎率等特点，使用最为广泛。在砂粒或陶粒表面涂覆树脂，能够进一步提高支撑剂的强度和导流性能。5、压裂选井的原则压裂选井的原则：压裂技术主要运用在以下情况下的油井或水井：（1）油气层受污染或者堵塞较大的井（2）注不进去水或注水
5、未见效的井。 目前，压裂技术在油田中已相当成熟，油田中最常用的压裂作业的技术就是整体压裂改造配套技术，下面将介绍整体压裂改造配套技术。（二）整体压裂改造配套技术整体压裂改造配套技术主要包括压前地层评估、整体改造数值模拟及优化设计技术、压裂液及添加剂研究、支撑剂筛选、压裂工艺技术配套以及压后评估技术。 （1）压前地层评估技术 压前地层评估技术通常包括小型压裂和射孔优化技术。 (1)应用小型压裂技术，确定天然裂缝的张开压力、滤失系数和裂缝几何参数，为加砂压裂施工设计提供依据。小型压裂分析主要包括：阶梯排量测试、阶段压力降测试、天然裂缝发育特征分析(G函数导数分析)及压力降落分析 (2)对垂向应力剖
6、面进行分析，优化射孔井段，控制缝高延伸。利用常规测井资料解释得到杨氏模量、泊松比、孔隙度、渗透率等岩石力学参数，用以计算垂向应力剖面，通过全三维压裂软件可预测裂缝缝高的延伸。对于上油下水层段，利用应力剖面分布可优化射孔井段，控制缝高延伸。（2）整体压裂改造数值模拟和优化设计技术 整体压裂改造数值模拟和优化设计技术是整体改造开发的核心。通过对油田开发指标的预测和综合经济评价，以油藏工程为基础，优化设计注采井网类型及井网参数、压裂酸化水力裂缝长度及导流能力、注水工艺方案、生产压差等开发参数、整体改造方案，在满足采油速度和较高最终采收率的前提下、以获得最佳开采经济效益为目标。 1)整体压裂改造数值模
7、拟技术 根据低渗透油藏的生产特点和人工裂缝的渗流特征，建立油藏与裂缝的地质模型和数学模型，由人工裂缝和油藏之间的接触面满足压力相等和流量相等，建立裂缝和油藏之间的内边界条件；通过五点井网和反九点井网单元的简化，由对称性而得到油藏的计算单元和外边界条件。 借鉴油藏数模在模型和解法上的成功经验，考虑基岩、天然裂缝、人工压裂裂缝三重介质。建立了油、气、水三维三相以及基岩、天然裂缝、人工压裂裂缝三重介质低渗致密裂缝性气藏整体压裂模拟模型，模型中全面考虑了低渗致密气藏低速非达西型渗流和高速非达西型渗流的影响。通过对井组或区块压裂与不压裂生产状况的模拟，能较好地预测压裂井的增产效果，以及在一段时间内生产动
8、态的变化，能用来编制区块整体压裂改造方案。 模型与油藏数模中的单渗模型一样，最大特点是基质系统的方程组中只包含本点的未知量，而不包含邻点未知量，从而可利用基质系统的方程消去基质系统中的未知量。 2)整体压裂方案的优化设计方法 应用建立的整体压裂油藏数值模拟软件可以计算不同井网和裂缝参数条件下的油水井和油藏开采动态指标，可以分析各种因素对开采指标的影响程度。低渗透油藏整体压裂方案优化的目标是多样的，而影响的因素也是多个的，包括井网类型、井网密度、压裂规模、导流能力、注采强度等诸多方面，这些因素综合或单一的变化都会对开采动态产生一定的影响，因而也影响到方案的优化；另外，除开采指标外，经济效益是关系
9、到方案优劣和能否实施的一个重要指标。 通过近几年的研究，我们建立了整体压裂方案优化的经济评价方法和多变量、压裂方案决策优化方法、多目标优化模型，形成了一套整体压裂方案的优化设计方法。 整体优化多目标方案设计需要考虑井网类型、井网密度、压裂规模、导流能力、注采强度等诸多因素，可组合出很多的方案，选用正交设计方法能够使得有限方案个数的计算结果就可以表征所研究对象的整体情况，并可以在设计同时采取相应的人工干预以在整体研究中强调某一因素的研究。 优选压裂开发方案基本原理是首先确定评价的指标体系，指标体系应选用那些最具有评价意义的指标作为依据，如第30天的产量、第三年的产量、最大采油速度、最终采收率、无
10、水采收期、无水采收率、注水体积倍数、净现值、最大投资利率限度、投资回收期和贷款总额。然后确定理想方案及各方案相对于理想方案的满意度，和确定各指标的权重。确定指标权重的方法比较多，其中主要方法有统计法、专家打分法、特征向量法。最后运用模糊积分评价方法计算压裂方案的评价值，直接表征了该方案的优劣。（三）现场中的压裂技术及压裂液体系（1）压裂液及添加剂在压裂液及其添加剂研究方面，形成了适应于所有低渗透油田的压裂液体系及添加剂系列，可应用于油层温度30150的地层，最大深度可达5800m。近年来发展了有机硼延迟交联体系，降低了深井压裂施工过程的井筒摩阻；研制了低压油气藏化学助排技术，解决了低压地层压后
11、压裂液返排困难的问题；开发了快速破胶技术，能够控制破胶时间在0.58小时之内，适合于高、中、低温地层油井压裂改造以后的快速返排需要。 2）支撑剂 (1)支撑剂筛选评价 支撑剂选择中需要考虑的几个方面是支撑剂的粒度分布和嵌入情况、支撑剂的破碎性能、支撑剂的密度和流体的悬浮性以及导流能力。支撑剂类型和粒度的选择是水力压裂设计中的关键部分，因为支撑剂在施工结束后留在井下，它的性能决定着压裂工作的成败。 目前，胜利采油院已经具备了支撑剂常规评价和短期、长期导流能力评价的综合能力，是国家认证的检测项目。近年来对国内外常用的13种压裂支撑剂进行了全面的导流能力试验研究，包括支撑剂的短期导流能力和长期导流能
12、力试验，制定了适合不同类型储层改造需要的支撑剂的选择标准。 (2)控制支撑剂回流方法 压后返排是水力压裂作业的重要环节，由于这一过程是在裂缝闭合期间进行的，因而适当的返排程序通常是保持裂缝导流能力的关键所在，压后气井的生产能力在很大程度上取决于压后返排的结果。返排程序不当，会导致支撑剂回流到井筒(吐砂)，或在近井筒带破碎，使近井筒带的导流能力下降。支撑剂在宽度大于55倍粒径的裂缝中是不稳定的，这与支撑剂应力无关，在这种情况下，液体的流动会将支撑剂从裂缝内带出，数值模拟和实验表明，裂缝宽度和闭合压力对支撑剂的回流也有影响。在低闭合压力和较宽裂缝宽度的情况下，容易发生支撑剂回流。另一个原因可能是由
13、于裂缝内支撑剂的沉降不均匀，导致裂缝内的闭合压力发生变化，最后的应力变化使得支撑剂在低闭合压力下从裂缝内流出。支撑剂回流控制施工的设计，特别是对多层位和大射孔段，成功地支撑剂回流控制很重要，应该考虑施工和注入的支撑剂体积。目前，我们在现场实施的控制支撑剂回流的技术主要有小排量返排、强化返排、反向脱砂，以及使用树脂包层支撑剂和纤维材料等技术。（3）压裂工艺技术目前已经形成了全三维压裂模拟、三维压裂设计、限流压裂设计等综合设计能力，设计软件包括具有国际领先水平的GOIII砸R 2000、FracproPT、STIMPLAN等，能够进行压裂设计与模拟分析、压裂油藏模拟、压裂净现值分析等工作，裂缝模型
14、可进行水平井压裂、多层压裂、限流压裂、脱砂压裂设计，适合油气田开发压裂设计分析。需要特别是近期引进的GOHFER 2000压裂模拟软件，是目前国际上惟一的采用定向网格描述油藏和裂缝特性的模拟软件，可以通过直接输入测井曲线处理，详尽的描述地层参数，对于在纵向上和横向上储层物性、压力、应力等参数变化可以较好的描述，同时可以描述原有的水力裂缝或天然裂缝影响；同时建立了压力试井、压力降落测量 分析等配套手段，完善了压裂井的地层评价技术，为压裂设计改进和效果评价提供了基础。在引进上述压裂数值模拟技术的基础上，研究和配套形成的主要工艺技术有：分层压裂、限流压裂、脱砂压裂、压裂防砂技术等。（4）压裂后的评估技术 裂缝的测量主要包括对裂缝高度的测量、裂缝延伸方向、裂缝长度以及压裂后裂缝长度和导流能力的试井分析研究，目前主要采用井温测井来对压裂进行后评估。 根据井温测井的一般经验，温度异常反映的仅是近井
