压裂基础知识(2007.9.6)

1汇报内容：压裂基础知识学生：学号：专业：学院：时间：指导教师：2目录水力压裂概述压裂设备压裂施工基本程序压裂施工常用井下工具常规压裂管柱介绍高温高压酸化压裂管柱3水力压裂概述垂直井单相油流产量公式：对具体井，地层条件(ko,h)、流体性质(o,Bo)和井特性(re,rw)已经确定。提高产量的措施:注水保持地层压力;人工举升降低井底流动压力;对于低渗透储层：水力压裂。一、背景4(2)油气井增产、水井增注(1)提高勘探含油气评价，增加可采储量(5)其它方面（工业排污、废核处理）(3)调整层间矛盾，改善产油、吸水剖面(4)提高采收率二、水利压裂作用水力压裂概述5水力压裂概述三、水力压裂增产机理(1)沟通油气储集区，增加单井控制储量（连通透镜体和裂缝带）、扩大渗流面积(2)变径向流动为线性流动(3)解除污染井裂缝井6四、现场施工作业水力压裂概述压裂材料：压裂液和支撑剂施工参数：排量和压力压裂设备：泵车(组)、液罐、砂车、仪表车压裂施工现场7目录水力压裂概述压裂设备压裂施工基本程序压裂施工常用井下工具常规压裂管柱介绍高温高压酸化压裂管柱8压裂施工设备主要由地面设备和压裂车组两部分组成。压裂设备压裂用地面工具设备主要有封井器、井口球阀、投球器、活动弯头、油壬、蜡球管汇、压裂管汇等，为井口以上地面控制类工具。1、地面工具设备压裂管汇9压裂车是压裂的主要设备，它的作用是向井内注入高压、大排量的压裂液，将地层压开，把支撑剂挤入裂缝。压裂车主要由运载、动力、传动、泵体等四大件组成，压裂泵是压裂车的工作主机。2、压裂车组压裂设备现场施工对压裂车的技术性能要求很高，压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点混砂车的作用是按一定的比例和程序混砂，并把混砂液供给压裂车。它的结构主要由传动、供液和输砂系统三部分组成。(1)压裂车(2)混砂车10压裂设备平衡车的作用是保持封隔器上下的压差在一定的范围内，保护封隔器和套管。另外，当施工中出现砂堵、砂卡等事故时，平衡车还可以立即进行反洗或反压井，排除故障。仪表车的作用是在压裂施工远距离遥控压裂车和混砂车，采集和显示施工参数，进行实时数据采集、施工监测及裂缝模拟并对施工的全过程进行分析。管汇车的作用是运输管汇，如：高压三通、四通、单流阀、控制阀等。(3)平衡车(4)仪表车(5)管汇车11目录水力压裂概述压裂设备压裂施工基本程序压裂施工常用井下工具常规压裂管柱介绍高温高压酸化压裂管柱12将压裂液由液罐车打到压裂车再返回液罐车。循环时要逐车逐档进行，以出口排液正常为合格。1、循环压裂施工基本程序关死井口总闸，对地面高压管线、井口、连接丝扣、油壬等憋压30-40Mpa，保持2-3min不刺不漏为合格。2、试压试压合格后，打开总闸门，用1-2台压裂车将试剂液挤入油层，直到压力稳定为止。3、试挤13在试挤压力和排量稳定后，同时启动全部车辆向井内注入压裂液，使井底压力迅速升高，并形成裂缝。4、压裂压裂施工基本程序5、加支撑剂预计加砂量完全加完后，就立即泵入顶替液，把地面管线及井筒中的携砂液全部顶替到裂缝中去，防止余砂沉积井底形成砂卡。6、泵入顶替液顶替后立即反洗井或活动管柱防止余砂残存在井筒封隔器卡距之内，造成砂卡。7、反洗或活动管柱14压裂施工基本程序15目录水力压裂概述压裂设备压裂施工基本程序压裂施工常用井下工具常规压裂管柱介绍高温高压酸化压裂管柱16封隔器在压裂中的用途是分层压裂和保护套管。我国各油田使用的压裂封隔器主要有两种类型，即水力压差式和水力机械式封隔器。1、封隔器压裂施工常用井下工具(1)油田常用封隔器分类封隔器支撑式封隔器水力扩张式封隔器水力压缩式封隔器卡瓦式封隔器水力密闭式封隔器按封隔器封隔件实现密封的方式进行分类，有以下几种：17压裂施工常用井下工具(2)封隔器型号编制①编制方法按封隔器分类代号、固定方式代号、坐封方式代号、解封方式代号及封隔器钢体最大外径、工作温度/工作压差六个参数依次排列，进行型号编制，其形式如下：18压裂施工常用井下工具(2)封隔器型号编制②代号说明I.分类代号：用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母表示，组合式用各式的分类代号组合表示，见表1。II.固定方式代号：用阿拉伯数字表示，见表2。19压裂施工常用井下工具(2)封隔器型号编制②代号说明III.坐封方式代号：用阿拉伯数字表示，见表3。IV.解封方式代号：用阿拉伯数字表示，见表4。压裂施工常用井下工具(2)封隔器型号编制III.坐封方式代号：用阿拉伯数字表示，见表3。压裂施工常用井下工具(2)封隔器型号编制III.坐封方式代号：用阿拉伯数字表示，见表3。20V.钢体最大外径：用阿拉伯数字表示，单位为毫米（mm）VI.工作温度：用阿拉伯数字表示，单位为摄氏度（℃）VII.工作压差：用阿拉伯数字表示，单位为兆帕（MPa）压裂施工常用井下工具(2)封隔器型号编制②代号说明(3)应用举例Y211-114-120/15型封隔器，表示该封隔器为压缩式，单向卡瓦固定，提放管柱坐封，提放管柱解封，钢体最大外径为114mm，工作温度为120℃，工作压力为15MPa。21喷砂器主要分为弹簧式和喷嘴式两种。压裂施工时喷砂器与封隔器配套使用，使压裂液通过它喷向井壁，逐级分层压裂。2、喷砂器压裂施工常用井下工具3、水力锚压裂时为了防止因压力波动而引起的封隔器上下蠕动，避免因上下封隔器不协调或下封隔器损坏而引起的油管上顶，可下入水力锚来固定井下管柱，以保证施工正常进行。压裂工艺常用水力锚有：SM—102型水力锚、SM—115型水力锚SM—150型水力锚、SM—208型水力锚22目录水力压裂概述压裂设备压裂施工基本程序压裂施工常用井下工具常规压裂管柱介绍高温高压酸化压裂管柱23压裂管柱按井深区分常用的有三种，即浅井、中深井、深井。1、滑套式分层压裂管柱常规压裂管柱介绍该管柱用于浅井不动管柱分压多层，结构如图所示。压裂施工中先压最下第一层（无套），泵注液体压力经喷砂器节流产生压差，封隔器坐封，地层进行压裂，压开后投球封上一级滑套，并蹩压剪断销钉，使滑套下行，打开上一级喷砂器孔，封堵下一层喷砂器孔。压开第二层后，用以上同样方法压开第三层。242、中深井压裂管柱常规压裂管柱介绍(1)中深井任意井段单层压裂管柱该管柱用于中深井坐压单层,通过逐层上提可压多层，结构如图所示。工作原理是坐压最下第一层时,泵注液体压力经导压喷砂器喷嘴节流产生压差，封隔器坐封，地层进行压裂，压后经扩散压力，油管泄压，上提管柱坐压第二层，重复以上方法施工多层。25常规压裂管柱介绍(2)中深井尾喷嘴压裂管柱该管柱多用于新开发井压裂，结构如图所示。最下第一层采用尾喷嘴笼统压裂，投堵打套后完成坐压第二层。工作原理是压裂施工时，先笼统压裂最下第一层，压开后关闭井口球阀，地面管线放空，卸下井口管柱顶端丝堵，投入喷嘴总成后，拧紧管柱丝堵，打开井口球阀，用不大于0.6m3/min排量打套,在液压作用下,喷嘴总成坐于导压喷砂器滑套上,并推滑套下行打开导压喷砂器长方形喷砂孔,同时喷嘴总成剪钉被剪断,上堵头坐堵于导压喷砂器下端,下堵头坐堵于尾喷嘴封堵住下通道,而后进行第二层压裂。263、深井压裂管柱常规压裂管柱介绍(1)深井任意井段单层压裂管柱该管柱用于深井坐压单层,通过逐层上提可压多层，结构如图所示。工作原理同中深井任意井段单层压裂管柱。注意事项：该管柱最多允许上提两次。27常规压裂管柱介绍(2)深井尾喷嘴压裂管柱尾喷嘴压裂管柱是深井底部笼统压裂管柱，只能用于笼统压单层。结构如图所示,该压裂管柱特点是施工简单、方便可靠。缺点是不能进行任意井段压裂。28目录水力压裂概述压裂设备压裂施工基本程序压裂施工常用井下工具常规压裂管柱介绍高温高压酸化压裂管柱29高温高压酸化压裂管柱1、用途用于高温高压深井超深井的任意层酸化压裂施工。2、管柱结构主要由SSG142×76JT管柱伸缩补偿器、KG114×70HT-K1反循环压井洗井开关、Y(5)241-146×76酸化压裂封隔器（带水力锚）、ZHT-114坐封滑套、安全接头等工具组成。管柱结构示意图如下图所示。30高温高压酸化压裂管柱3、工作程序(1)下完施工管柱，安装完施工井口(2)替液(3)投球进行全管柱正替前置液替液完成后，从井口将坐封钢球投入油管，等待钢球下落至坐封滑套。(4)坐封继续加液压，封隔器坐封坐卡，水力锚和管柱伸缩补偿器等相继进入工作状态后，提高泵压打掉坐封滑套中的球座。31高温高压酸化压裂管柱(5)完成上述过程后即可进行压裂酸化施工(6)投球杆(7)起管柱施工完成后，拆开施工井口，上提施工管柱，封隔器解封解卡，继续上提即可顺利起出施工管柱。酸压完后，从井口投入球杆，待球杆下落到位后，从油管加液压打开反循环压井洗井开关。可压井洗井，也可起管柱泄液入井。32高温高压酸化压裂管柱4、技术特点(1)整体性能优良，管柱配套工具能耐高温高压；(2)在密闭状态下调整管柱工作状态，提高了施工的安全性和施工效果；(3)既能承上压又能承下压，具备双向锚定管柱的功能；(4)实现反循环洗井压井；(5)能有效补偿油管在压力和温度作用下引起的长度变化；(6)可防止投入球或球杆落入井底。33