压裂工艺技术课件

压裂施工参数及工艺交流工程技术研究院二〇一二年十月1压裂施工参数及工艺交流工程技术研究院1整体概述概述二点击此处输入相关文本内容概述一点击此处输入相关文本内容概述三点击此处输入相关文本内容2整体概述概述二概述一概述三2汇报提纲一、概况二、压裂设备三、压裂材料四、压裂参数五、压裂工艺六、砂堵及出砂原因3汇报提纲一、概况3

1949.3在美国俄克拉荷马州的维尔玛进行了第一次商业性的压裂施工

最早进行压裂工作的是1947年在美国的湖果顿气田克列帕1号井进行的，苏联是1954年开始的，而我国是1952年在延长油矿开始的。

40年代末水力压裂常作为一口井的增产措施来对待，但发展至今在油气田开发中的意义，已远远超过了一口井的增产增注作用。在一定条件下能起到改善采油或注水剖面，提高注水效果，加快油田开发速度和经济效果的作用。一、概况41949.3在美国俄克拉荷马州的维尔玛进行了第一次商业什么是水力压裂?

利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压；当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注目的工艺措施。一、概况5什么是水力压裂?利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超

降低渗流阻力，增加渗流面积水力压裂增产机理压裂作用(1)提高勘探含油气评价，增加可采储量Wattenberg气田陕北安塞特低渗油田H=1000-1300m，h=12.2m，=12.4%,kair=1-2md,ke<0.5md,So=55-57%,pr=8.3-9.8MPa一、概况6降低渗流阻力，增加渗流面积水力压裂增产机理压裂作用(1)提(2)油气井增产、水井增注(3)调整层间矛盾，改善产油、吸水剖面(4)提高采收率电模拟和数模表明；大庆小井距试验证实。(5)其它方面（工业排污W4、废核处理）压裂作用一、概况7(2)油气井增产、水井增注压裂作用一、概况7压裂液储罐支撑剂.搅拌添加剂泵车组压裂指挥套管加压井常规施工泵入装置简图

循环、试挤、压裂、加砂、顶替、压力扩散、施工结束压裂施工工艺流程一、概况8压裂液储罐支撑剂.搅拌添加剂泵车组压裂指挥套管加压井常规施压裂施工时液体的流动过程一、概况9压裂施工时液体的流动过程一、概况9水力裂缝生长过程1234567123456710水力裂缝生长过程1234567123456710汇报提纲一、概况二、压裂设备三、压裂材料四、压裂参数五、压裂工艺六、砂堵及出砂原因11汇报提纲一、概况11泵车的作用

一是泵送液体

二是使液体升压

主要设备就是压裂泵车、混砂车、仪表车、管汇车和液氮泵车，除此之外还有混配车、平衡车、背罐车、运酸车、输砂车等其他辅助设备。压裂设备二、压裂设备12泵车的作用一是泵送液体

二是使液体升压主要设备就混砂车的作用

一是把支撑剂与压裂液充分混合；二是为泵车提供充足的液体。二、压裂设备13混砂车的作用一是把支撑剂与压裂液充分混合；二、压裂设备13仪表车的作用一是控制泵车和混砂车的运行参数；二是适时记录及监测分析施工参数。

二、压裂设备14仪表车的作用一是控制泵车和混砂车的运行参数；二、压裂设备1砂罐有效容积：11m3液氮车二、压裂设备15砂罐有效容积：11m3液氮车二、压裂设备15汇报提纲一、概况二、压裂设备三、压裂材料四、设计参数五、压裂工艺六、砂堵及出砂原因16汇报提纲一、概况16

压裂液在压裂过程中起传递压力压开地层、携带支撑剂到地层预定的位置以及降低地层温度，减缓酸液与碳酸岩层反应的速度，有利于更好地沟通储集层等作用。压裂液胶联效果达到标准时的状态压裂材料由压裂液和支撑剂组成按作用分类：前置液、携砂液、顶替液。按配置材料和液体形状分类：水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、二氧化碳泡沫压裂液。三、压裂材料17压裂液在压裂过程中起传递压力压开地层、携带支撑剂到地前置液作用造缝降温减少携砂液滤失防砂卡携砂液作用将支撑剂代入裂缝继续扩张裂缝冷却地层要求粘度高携砂能力强要求一定粘度足够用量顶替液作用中间顶替液尾注顶替液要求精确计算避免过量顶替三、压裂材料18前置液作用携砂液作用要求要求顶替液作用要求三、压裂材料18压裂液性能要求低滤失性高携砂性热稳定性抗剪切性压裂液性能检测要求

常温下使用六速旋转粘度计170s-1剪切，基液粘度60-70mPa.s；使用交联剂，延迟交联时间60～150s可调，形成冻胶具可挑性；170s-1剪切速率下连续剪切120min，粘度≥150mPa.s；破胶剂用胶囊和过硫酸铵，破胶时间不超过2.0小时，破胶液粘度≤5mPa.s。三、压裂材料19压裂液性能要求低滤失性压裂液性能检测要求支撑剂：在裂缝中铺置排列后支撑裂缝，形成储集层渗透率的支撑裂缝带，使流体在支撑裂缝中有较高的流通性，减少流体的流动阻力，达到增产、增注的目的。支撑剂分为：天然的和人造的两类，天然的为石英砂，人造的为陶粒砂。支撑剂样品三、压裂材料20支撑剂：在裂缝中铺置排列后支撑裂缝，形成储集层渗透率的支撑主要指标抗压强度、破碎率圆球度粒径密度（视密度、体积密度）导流能力支撑剂选择：主要根据地层的闭合压力大小三、压裂材料21主要指标支撑剂选择：主要根据地层的闭合压力大小三、压裂材料2汇报提纲一、概况二、压裂设备三、压裂材料四、压裂参数五、压裂工艺六、砂堵及出砂原因22汇报提纲一、概况22裂缝方位指垂直裂缝延伸的方位，可用东、南、西、北等方向表示。铺砂浓度单位面积裂缝内所含支撑剂的质量。破裂压力在井中，当地层压力达到某一值时会使地层破裂，这个压力称为地层破裂压力。延伸压力在压裂过程中,地层破裂后,使裂缝不断向前延伸所需要的井底压力。四、压裂参数23裂缝方位四、压裂参数23裂缝形态及方位四、压裂参数

人工裂缝的形态取决于油藏地应力的大小和方向。裂缝类型与地层中的垂向应力和水平应力的相对大小有关。一般认为，人工裂缝垂直于地层最小主应力，平行于地层最大主应力。24裂缝形态及方位四、压裂参数人工裂缝的形态取决于油藏地四、压裂参数xzy当z最小时，形成水平裂缝。

裂缝方向总是垂直于最小主应力25四、压裂参数xzy当z最小时，形成水平裂缝。xzyyxz当z>x>y，形成垂直裂缝，裂缝面垂直于y方向；当z>y>x，形成垂直裂缝，裂缝面垂直于x方向；

四、压裂参数26xzyyxz当z>x>y，形成垂直裂缝，裂理想形态水平裂缝示意图

油层隔层隔层理想形态垂直缝示意图四、压裂参数27理想形态水平裂缝示意图油层隔层隔层理想形态垂直缝示意图四、裂缝长度水力裂缝长度地层被压裂开后，液体进入地层后延伸的长度。支撑裂缝长度携砂液进入地层后在水力裂缝延伸的长度。通常说的裂缝长度只是裂缝半长，在均质地层中，裂缝沿着最小主应力方向在井筒双向延伸。支撑缝长水力缝长四、压裂参数28裂缝长度水力裂缝长度通常说的裂缝长度只是裂缝半长，在均质地层裂缝导流能力定义：裂缝导流能力是指裂缝传导（输送）流体的能力。填砂裂缝的导流能力定义为支撑后的裂缝渗透率Ｋｆ与支撑后的裂缝宽度Ｗｆ之积。即填砂裂缝导流能力（ＫＷ）ｆ或ＦＲＣＤ＝ＫｆＷｆ裂缝导流能力裂缝导流能力的影响因素：地层的闭合压力支撑剂性质其它地层岩石硬度支撑剂在裂缝中分布四、压裂参数29裂缝导流能力定义：裂缝导流能力裂缝导流能力的影响因素：地层的为了在井底憋起高压，选择施工排量要考虑的因素有以下几点：地层的吸液速度施工排量Ｑ必须大于地层吸液速度Ｑ′，即最小极限排量。摩阻压力排量越大，产生的射孔孔眼摩阻和井筒摩阻越高，因此所需的井底施工压力愈大，对设备的要求就越高。裂缝高度施工排量太大，极有可能导致裂缝窜层。液体性能施工排量太小，液体携砂性能差，极易发生脱砂导致砂堵。此外，要注意对设备能力的要求施工排量受管材和井口装置所能承受的压力的限制施工排量受压裂设备处理支撑剂的能力的限制，施工排量大，易导致砂子传送带或混砂装置超过负荷施工排量大，压裂车不易达到要求，即使满足要求，也需更多台压裂车施工排量四、压裂参数30为了在井底憋起高压，选择施工排量要考虑的因素有以下几点：施工施工规模施工规模主要说的加砂量；影响施工规模的因素有以下几个方面：储层厚度人工裂缝体积裂缝导流能力四、压裂参数前置液比例前置液比例=前置液量/（前置液+携砂液）*100%；影响前置液比例的因素有以下几个方面：储层渗透率天然裂缝发育程度31施工规模施工规模主要说的加砂量；影响施工规模的因素有平均砂比四、压裂参数砂子总量与携砂液的比值；为了保证人工裂缝的顺利延伸，起始砂比应从较低值开始添加，如果一开始就高砂比加入，会发生砂堵。32平均砂比四、压裂参数砂子总量与携砂液的比值；为了保证人工裂缝汇报提纲一、概况二、压裂设备三、压裂材料四、压裂参数五、压裂工艺六、砂堵及出砂原因33汇报提纲一、概况33（一）直井分层水力压裂工艺序号分层压裂工艺优点缺点1“填砂＋桥塞或水泥塞”分层①隔离封堵性能极好②工艺简单①作业周期长

②压井、冲砂施工过程易造成伤害2封隔器分层①分层隔离针对性好②施工连续管柱节流多，施工压力相对较高，易出现井下事故3投球分层简单易行①要求层间破裂压力差异大②施工中途不能停泵③封堵存在一定的盲目性4限流压裂简单易行不能保证每层均衡改造，有一定的盲目性5滑套水力喷射简单易行受工具限制，改造强度低6连续油管水力喷射简单易行①施工排量受限②施工费用较高

水力压裂分为笼统压裂和分层压裂五、压裂工艺34（一）直井分层水力压裂工艺序号分层压裂工艺优点缺点1“填砂＋1、“填砂＋桥塞或水泥塞”分层—逐层上返优点：①隔离封堵性能极好②工艺简单缺点：①作业周期长

②压井、冲砂施工过程易造成伤害五、压裂工艺351、“填砂＋桥塞或水泥塞”分层—逐层上返优点：①隔离封堵性能2、机械分层分段压裂低密度球第3段第2段滑套喷砂器优点：①分层隔离针对性好②施工连续缺点：管柱节流多，施工压力相对较高，易出现井下事故五、压裂工艺362、机械分层分段压裂低密度球第3段第2段滑套喷砂器优点：①3、投球压裂

优点：

◆简单易行、安全方便；◆成本低廉；◆适用范围较广。缺点：储层不能均衡改造，根据改造目的层破裂压力存在差异，首先压开破裂压力小的层位，然后投球将压开层位的射孔孔眼堵住，提高施工压力压开破裂压力高的层位。五、压裂工艺373、投球压裂优点：◆简单易行、安全方便；根据4、限流压裂

优点：◆简单易行、安全方便；◆成本低廉；◆适用范围较广。

缺点：储层工程特征预测困难，实际布孔不易实现储层均衡改造。是当一口井中具有多层而各层之间的破裂压力有一定差别时，通过严格控制各层的孔眼数及孔径的办法，限制各层的吸水能力以达到逐层压开的目的，最后一次加砂同时支撑所有裂缝。五、压裂工艺384、限流压裂优点：◆简单易行、安全方便；是当一口井

5、滑套封隔水力喷射压裂优点：一趟管柱改造多层的目的，施工简单缺点：施工费用高，对工具性能要求高1）不用封隔器及桥塞等封隔工具，可实现自然封隔转层，施工风险小；2）一次管柱可进行多段压裂，缩短施工周期，有利于降低储层伤害；五、压裂工艺395、滑套封隔水力喷射压裂优点：一趟管柱改造多层的目的，1）不用封隔器及桥塞等封隔工具，可实现自然封隔转层，施工风险小；2）可用于裸眼、套管等多种完井方式；3）一次管柱可进行多段压裂，缩短施工周期，有利于降低储层伤害；6、连续油管水力喷砂射孔压裂工艺优点：简单易行缺点：①施工排量受限②施工费用较高五、压裂工艺401）不用封隔器及桥塞等封隔工具，可实现自然封隔转层，施工风险水平井分段压裂技术水平井分压工具适用完井方式与性能不足裸眼封隔器+滑套分段压裂技术套管与裸眼完井，封隔器耐压差70.0MPa，耐温176℃，分压24段①裂缝起裂位置无法控制②封隔器无法取出③工具成本高裸眼遇油膨胀封隔器分段压裂技术裸眼完井封隔器耐压差70.0MPa，耐温204℃①封隔器膨胀时间长（7-10天）②密封可靠性差可钻式桥塞分段压裂技术套管完井桥塞耐压差86.0MPa，耐温232℃①对套管和套管头抗压要求高②配套技术要求高连续油管喷砂射孔环空加砂压裂技术套管完井工具耐压差50.0MPa，耐温120℃①要求套管和套管头抗压强②井场道路要求高③要求配套带压作业井口国外水平井分段压裂主体技术（二）水平井分段压裂工艺五、压裂工艺41水平井分段压裂技术水平井分压工具适用完井方式与性能不足裸眼封水平井分段压裂技术水平井分压工具适用完井方式与性能不足裸眼封隔器+滑套分段压裂技术套管与裸眼完井，封隔器耐压差50.0MPa，耐温120℃，分压10段①裂缝起裂位置无法控制②封隔器无法取出③未形成技术系列双封隔器双封单压分段压裂技术套管完井封隔器耐压差70.0MPa，耐温100℃，拖动压裂10段，总加砂145m3①拖动压裂施工时间长②施工规模受限环空封隔器分段压裂技术套管完井耐压等级70MPa，耐温120℃①对套管和套管头抗压要求高②分压段数少滑套封隔器分段压裂技术耐压等级70MPa，耐温120℃，一趟管柱分压3段①分压段数少②只能用于27/8″油管压裂水力喷射分段压裂技术套管完井工具耐压差50.0MPa，耐温120℃，应用150口井以上①单段加砂规模有限②深井应用难度大国内水平井分段压裂主体技术五、压裂工艺42水平井分段压裂技术水平井分压工具适用完井方式与性能不足裸眼封1、机械封隔分段压裂工艺优点缺点1.各段之间隔离可靠2.可进行分段试油3.加砂规模大1.施工工序较多2.只适应套管固井射孔完井3.井下事故风险大，作业困难4.施工时间长油层一油层二DP35-1水平井分段压裂管柱图扶正器SPK344封隔器SP注入阀SP单流阀SPK344封隔器压力、温度测试仪器扶正器SP安全接头SP水力锚（1）下入压裂管柱；（2）小排量替前置液（一般排量﹤1m3）；（3）坐封封隔器：一般排量≧1m3；（4）大排量压裂油层一；（5）压裂完油层一后，反洗井解封SPK344封隔器。五、压裂工艺431、机械封隔分段压裂工艺优点缺点1.各段之间隔离可靠1.2、预置管柱分段压裂工艺密封回接筒裸眼封隔器多层压裂滑套裸眼封隔器措施层措施层措施层悬挂封隔器裸眼封隔器1、下入水平井分段压裂管柱至施工位置，替出井筒内压井液；2、从油管内投球至坐封滑套，蹩压坐封所有封隔器并封闭管柱；3、验封，丢手，起出坐封管柱；4、下入插管管柱，与丢手管柱对接；坐封球座多层压裂滑套压差滑套浮鞋密封插管五、压裂工艺442、预置管柱分段压裂工艺密封回接筒裸眼封隔器多层压裂滑套裸眼悬挂器投球滑套裸眼封隔器压差滑套引鞋多级分段压裂完井工具管柱性能：耐温120℃、耐压差70MPa，分段能力达到25段以上。五、压裂工艺45悬挂器投球滑套裸眼封隔器压差滑套引鞋多级分段压裂完井工具管柱3、可打捞、可开关双滑套分段压裂工艺技术特点：可实现井筒全通径，滑套可开、可关适用井眼：裸眼完井，完井方式与裸眼封隔器分段压裂工艺相同施工方式：与裸眼封隔器分段压裂相同，通过投球打滑套实现转层压裂，施工作业时间短。工艺技术特点五、压裂工艺463、可打捞、可开关双滑套分段压裂工艺技术特点：可实现井筒全通可捞式、可开关滑套打捞工具接头打捞出的球座五、压裂工艺47可捞式、可开关滑套打捞工具接头打捞出的球座五、压裂工艺474、连续油管拖动管柱定点压裂工艺技术原理：根据伯努利方程把压能转变为动能，集射孔、压裂、隔离一体化的压裂方式，可实现定点喷砂压裂。压裂管柱组合：盲堵+花管+下球座+扶正器+喷射工具+丢手工具+油管技术特点：适合裸眼完井、筛管完井、套管射孔等多种完井方式集射孔、压裂、隔离一体化，可实现定点喷砂压裂一趟管柱完成多段压裂，无需机械封隔适应不同井眼的多喷嘴喷射工具组合：工具外径3.06”、2.9”，7个喷嘴，直径6.4mm，油管排量达2.2m3/min，平均砂比≥20%配套不压井装置，降低砂卡管柱风险提高施工效率。油管注入、环空补液五、压裂工艺484、连续油管拖动管柱定点压裂工艺技术原理：油管注入、环空补液井口装置图防喷管，长度11米。封顶器注入密封脂技术特点：套管压裂，桥塞封隔，封隔可靠，不

限级数，压裂针对性强，利于后期水平井治理适用井眼：套管完井桥塞输送方式：泵送、连续油管、油管最新纪录：42级分段压裂5、泵送桥塞射孔联作分段压裂工艺五、压裂工艺49井口装置图防喷管，长度11米。封顶器注入密封脂技术特点：套管桥塞工具图桥塞座封工具图五、压裂工艺50桥塞工具图桥塞座封工具图五、压裂工艺506、连续油管带底封水力喷砂射孔环空加砂压裂工艺技术特点：水力喷砂射孔，油套环空压裂，底部封隔器封隔，封隔可靠，不限级数，压裂针对性强，利于后期水平井治理适用井眼：套管完井转层方式：连续油管拖动，封隔器重复坐封五、压裂工艺516、连续油管带底封水力喷砂射孔环空加砂压裂工艺技术特点：水力连接头+丢手喷砂射孔端口扶正器平衡阀/反向循环端口机械套管接箍定位器隔离/固定锚系统井下压力表工具组成五、压裂工艺52连接头+丢手喷砂射孔端口扶正器平衡阀/反向循环端口机械套管接将工具下井后，用机械定位器定位校深。精确定位在某位置上坐封对封隔器进行压力测试五、压裂工艺53将工具下井后，用机械定位器定位校深。五、压裂工艺53在正式泵注含砂射孔液前，先小流量在连续油管内建立微循环。五、压裂工艺54在正式泵注含砂射孔液前，先小流量在连续油管内建立微循环。五、泵入含砂液进行喷射射孔。一般需要10分钟的喷射射孔时间。将含砂液顶替出井口五、压裂工艺55泵入含砂液进行喷射射孔。五、压裂工艺55DisplacetheabrasiveslurryoutofthecoiledtubingAbrasiveslurryisthencirculatedupholeoroutofthewell根据压裂设计的要求开始进行压裂，环空主压裂，摩阻小，排量大。五、压裂工艺56DisplacetheabrasiveslurryoExecutefracturetreatmentaspertheprogrammedtreatmentscheduledowntheannulusMonitorcoilasadeadlegpressure(RealTimeBHpressure)打开平衡阀，将封隔器解封将工具提升至下一个压裂作业深度，坐封

五、压裂工艺57Executefracturetreatmentas打压测试封隔器重复进行以上步骤，对每一级进行封隔，射孔和压裂。

五、压裂工艺58打压测试封隔器五、压裂工艺58适用范围：8½″井眼、4½″套管固井完井技术优势：无限级数TAP阀可关闭，实现堵水、重复压裂等后期作业减少完井时间，降低完井费用7、TAP套管投镖无限级压裂技术五、压裂工艺59适用范围：7、TAP套管投镖无限级压裂技术五、压裂工艺59破裂盘阀：技术参数和优势：①目前可选3.5寸，4.5寸和5.5寸；②耐压68Mpa，162degC；③最大流量可达每分钟120桶；④双破裂盘设计，确保滑套顺利打开；⑤提高了操作效率降低了操作成本；⑥破裂盘压力精度高。五、压裂工艺60破裂盘阀：技术参数和优势：①目前可选3.5寸，4.5寸和5.液控管线连接开下阀同时激活上级阀上级阀被激活，可落标TAP阀：五、压裂工艺61液控管线连接TAP阀：五、压裂工艺61汇报提纲一、概况二、压裂设备三、压裂材料四、压裂参数五、压裂工艺六、砂堵及出砂原因62汇报提纲一、概况62六、砂堵及出砂原因（一）砂堵原因

加砂过程中，压力大幅度上升说明有砂堵迹象，应立即停砂或降低砂比。如压力继续上升可能发生端部脱砂或砂堵。原因是：（1）泥质含量高，泥质含量较高，地应力高，塑性强；（2）裂缝发育，压裂液滤失严重；（3）前置液量过少，造缝不充分；（4）砂比过高或提的过快；（5）压裂液携砂性或抗剪切性差；（6）压裂液破胶过快。

处理方法：发生砂堵后应立即进行放喷、返排，在管柱允许条件下进行反洗。63六、砂堵及出砂原因（一）砂堵原因加砂过程中，压力大幅1、泥质含量高，泥质含量较高，地应力高，塑性强以HH12P6井为例：第1、2段均为高泥质层段，第一段前置液打入3个段塞，携砂液在10%砂比段压力逐渐上涨至砂堵；第二段先后注入4个段塞，压力仍逐渐上涨至砂堵。

从测井曲线上看，HH12P6井第1段GR值在100-125API，第二段GR值在125API左右。施工压裂均在40MPa以上，反应储层应力值高，造缝困难。六、砂堵及出砂原因641、泥质含量高，泥质含量较高，地应力高，塑性强以HH2、裂缝发育，压裂液滤失严重以HH36P97井第6段为例：从施工曲线上看，该段前期施工压力正常，在38%砂比段进入地层后，压力突然快速上涨，导致砂堵。从测井曲线上看，该段位于裂缝发育段，声波跳跃，平均声波时差达到250μm/s以上。

初步分析：储层裂缝发育，漏失大，造缝不够（排量2.8-2.9m3/min,排量偏低），导致高砂比无法进入，携砂液在近井地带或井筒脱砂，导致砂堵。六、砂堵及出砂原因652、裂缝发育，压裂液滤失严重以HH36P97井第6段为例：3、前置液量过少，造缝不充分前置液段塞阶段砂堵

以JH32P6井第一段为例：地层无破裂显示，加入前置液40m3后开始加入2个段塞，当段塞刚入地层（前置液量27m3左右），压力开始升高，最高升至49MPa，停泵放喷，放喷出液小，甚至不出液。

初步分析：储层泥质含量高，前置液阶段段塞未进地层就开始加第二个段塞，造缝不充分，导致砂堵。六、砂堵及出砂原因663、前置液量过少，造缝不充分前置液段塞阶段砂堵以JH4、砂比过高或提的过快；以HH74P14井第13段为例：

该段完成加砂，在顶替17m3时砂堵(21.1m3），该段设计最高砂比38%，但现场实际施工最高砂比达到了48%。原因分析：砂比提的过快且砂比过高，导致砂堵。六、砂堵及出砂原因674、砂比过高或提的过快；以HH74P14井第13段为例：5、压裂液问题以HH36P68井第七段为例：该段完成加砂，在顶替时砂堵。从施工曲线看，该段施工压力一直处于正常状态。从测井解释图看，该段砂岩较纯，物性较好。原因分析：可能为压裂液破解过快，近井筒脱砂，导致砂堵。六、砂堵及出砂原因685、压裂液问题以HH36P68井第七段为例：该段完成压后出砂，也称为压后支撑剂回流，是指人工裂缝中的支撑剂在地层能量的作用下被压裂液或地层流体从裂缝中带入井筒的过程。（二）压后出砂支撑剂在地层中的聚集主要依靠流体附着力、地层压实力、自身重力等作用力来实现。如果填砂裂缝中的压力梯度过大，支撑剂的压实力降低或拖曳力增大,必将导致支撑剂的回流。六、砂堵及出砂原因69压后出砂，也称为压后支撑剂回流，是指人工裂缝中1、出砂原因（1）压后测试排液工艺不当，排液速度陡然加快、开关井放喷过频过猛(裂缝中压力激动过频过快,导致支撑剂松动移位)。大牛地气田水平井压后出砂情况六、砂堵及出砂原因701、出砂原因（1）压后测试排液工艺不当，排液速度陡然加快、开（2）现场施工破胶剂加入不规范，导致排液时压裂液破胶不彻底，返排液带出支撑剂。如果压裂液破胶不彻底，则支撑剂的临界出砂流速很低(裂缝刚闭合时小于2ml/min)，压裂井必定出砂。DPT-34井六、砂堵及出砂原因71（2）现场施工破胶剂加入不规范，导致排液时（3）采气、输气工艺不当，生产压差、气流流速等生产作业制度。出砂造成气嘴、阀针、阀座受损（4）孔隙度较高，渗透率较好，储层砂岩胶结程度不高的微小砂粒很容易随气流运移，造成采气过程中出砂。据统计，中国大多数区域砂岩气藏的出砂临界取值为∆tc>295μs/m时,正常生产的气井开始出砂，因此地层出砂情况在大牛地气田基本不存在。六、砂堵及出砂原因72（3）采气、输气工艺不当，生产压差、气流流速等生产作业制度。2、压后出砂预防措施优化压裂工艺技术措施优化破胶剂加量并规范现场操作优化排液测试工艺提高支撑剂在人工裂缝中的固定强度压裂中后期尾追树脂涂层支撑剂工艺纤维+支撑剂压裂工艺技术可变性支撑剂防砂技术制定完善的气井生产制度六、砂堵及出砂原因732、压后出砂预防措施优化压裂工艺技术措施六、砂堵及出砂原因7优化破胶剂加量及规范现场操作严格规范现场操作，严格按照设计比例加入破胶剂。六、砂堵及出砂原因74优化破胶剂加量及规范现场操作严格规范现场操作，严格按照设计比优化排液测试工艺制度根据编制的考虑了压裂液虑失及支撑剂回流的水平井压后返排软件，制定“一井一案”的排液制度。现场推广无间歇沉降式油气井井口捕球器的应用，确保排液过程的连续。六、砂堵及出砂原因75优化排液测试工艺制度根据编制的考虑了压裂液虑失及支撑剂回流的树脂涂层支撑剂压裂工艺每段压裂施工中后期，尾追树脂涂层支撑剂支；表面包覆的树脂在地层温度、压力下发生固化反应，使涂层砂固结而形成具有中等强度的可渗滤的人工井壁，成为阻挡地层砂进入井筒的防砂屏障。技术特点闭合压力分布在面积较大的树脂层上，砂子的承压能力得以提高；压碎了的砂子包裹在树脂层内，也使裂缝的导流能力得以保持；树脂涂层支撑剂的固化需要较长的关井时间。DPH-78即将现场试验。六、砂堵及出砂原因76树脂涂层支撑剂压裂工艺每段压裂施工中后期，尾追树脂涂层支撑剂纤维+支撑剂压裂工艺技术特点：化学稳定性、耐热、耐老化性较好；增加纤维长度可增强支撑剂填充层的稳定性；对裂缝导流能力影响较小；施工工艺易控制，返排工艺可设计性好，允许初始高速返排。纤维支撑剂压裂工艺是在加砂压裂携砂液阶段将专用纤维加入纤维泵，经过处理后进入地层，在井筒附近的裂缝中形成复合型支撑剂，支撑剂是基体，纤维是增强相。其作用原理是以物理而非化学的方式稳定支撑剂充填层。六、砂堵及出砂原因77纤维+支撑剂压裂工艺技术特点：纤维支撑剂压裂可变性支撑剂防砂技术可变形支撑剂由树脂和惰性填充物包裹在一起而形成，与普通支撑剂混合泵送到井底，在一定闭合压力下将发生变形。变形产生的小窝和凹陷可以稳定和锁住周围的支撑剂。技术特点：内核具有较好的柔韧性，外涂层具有较好的抗腐蚀能力；适用于闭合压力为5～50MPa、温度低于185℃的地层条件；用量一般是支撑剂总量的10％～15％。六、砂堵及出砂原因78可变性支撑剂防砂技术可变形支撑剂由树脂制定完善的气井生产制度控生产压差生产

生产压差越大，地层压力下降越快快，施加在压裂砂上的力变大，导致其破碎，被携至井底，引起出砂。

控流量生产

流量较大时，压裂砂在气流的粘滞拖曳力、重力、惯性力的综合作用下进入井筒，带出地层。出砂临界流量。减少频繁开关井气井生产过程中,突然开关井或改变工作制度,使井底产生一个瞬时激动生产压差,该压差值越大,井周地层受到的冲击力就越强。当地层所产生的瞬时生产压差大于气井出砂临界生产压差时,压裂缝中的砂拱形成了松散砂而被地层流体带出,造成气井出砂。六、砂堵及出砂原因79制定完善的气井生产制度控生产压差生产六、砂堵及出砂原因7汇报提纲压裂的发展方向及趋势80汇报提纲压裂的发展方向及趋势80压裂的发展方向及趋势Barnett页岩4500m3清水压裂产生的压裂体积（SRV）：裂缝半长Xf=1750ft区域宽度Fw=785ft压裂高度h=400ftTheSRV=641000000ft3Xf=44（bbl）1/3压裂面积=Xf（FW）(π)/2FW=Xf/2

压裂体积=4/3（FW/2）h/2(Xf)

页岩储层极低的渗透率决定了其一般采取缝网压裂技术，这就涉及到“压裂体积”的概念，它可定义为裂缝网所能沟通区域的整体储层体积。1、体积压裂81压裂的发展方向及趋势Barnett页岩4500m3清水压裂页岩压裂的复杂性理论上直井、水平井压裂裂缝形状实际可能形成压裂裂缝形状压裂的发展方向及趋势82页岩压裂的复杂性理论上直井、水平井压裂裂缝形状实际可能形成压2、清水压裂

所谓的清水压裂，除了早期用清水不带砂外，多数是用化学处理剂，如减阻剂、活性剂、防膨剂处理过的清水或线性胶，这种水也常常称作滑溜水（slickwater-frac)。作业中带有少量砂的，但也有加砂量较多的，砂比常为3.5%。用水量多，排量大是它们的共性，至于造缝导流能力的大小与储层物性有关。压裂的发展方向及趋势832、清水压裂所谓的清水压裂，除了早期用清水不带砂外，多数

最近几年，美国Barnett等页岩气藏应用的清水压裂技术（加入降阻剂和阻垢剂）的主要特点可归纳为大规模、大排量、不加砂或低砂比（0.1-0.5lb/gal,20/40或40/70目砂），但近期也出现了一些服务公司在施工后期加入2lb/gal（15%）浓度的砂比。压裂的发展方向及趋势84最近几年，美国Barnett等页岩气藏应用的清水压裂3、超轻支撑剂超轻陶粒又叫轻质陶粒，是通过高温煅烧而得到的陶瓷颗粒，超轻密度陶粒一般是指300～500kg/m3的陶粒。超轻支撑剂比重小，沉降慢LiteProp-125BradySand压裂的发展方向及趋势853、超轻支撑剂超轻陶粒又叫轻质陶粒，是通过高温煅烧而得到的陶压裂的发展方向及趋势86压裂的发展方向及趋势864、同步压裂与单井压裂比较，油藏整体压裂具有以下四方面特征：(1)它立足于油藏地质、开发现状与开发要求，从宏观上对全油藏压裂作出规划部署，用来指导规范每一单井压裂的优化设计与现场施工；(2)它以获得全油藏最大的开发与经济效益为目标，强调水力裂缝必须与注采井网达到最佳匹配关系，在注水开发条件下提高全油藏的最终采收率。(3)它是一项系统工程。需由多学科的渗透融合并与工程上各项配套技术进步相辅相成。(4)它由研究、设计、实施与评价四个主要环节组成。四个环节不断循环深化。在相邻的两口水平井同时进行压裂作业，使压裂液及支撑剂在高压下从一口井向另一口井运移距离最短的方法，来增加水力压裂裂缝网络的密度及表面积。目前已发展成三口井同时压裂，甚至四口井同时压裂。压裂的发展方向及趋势874、同步压裂与单井压裂比较，油藏整体压裂具有以下四方面特征：DP43井组施工现场压裂的发展方向及趋势88DP43井组施工现场压裂的发展方向及趋势88为什么需要监测裂缝？通过优化射孔孔眼间距、改善储层连通性而提高完井效果更好地了解你的压裂是否100%有效无流动5、裂缝监测-井下微地震、地面测斜仪压裂的发展方向及趋势89为什么需要监测裂缝？通过优化射孔孔眼间距、改善储层连通性而提

地震地球介质的一种声发射现象..

岩石声发射:岩石变形时，局部地区应力集中，可能会发生突然的破坏，从而向周围发射出弹性波，这就是岩石的声发射现象.（陈颙等，1984）。

水力压裂时，大量高粘度高压流体被注入储层,使孔隙流体压力迅速提高,高孔隙压力以剪切破裂和张性破裂两种方式引起岩石破坏。岩石破裂时发出地震波，储存在岩石中的能量以波的形式释放出来。诱发微震以剪切破裂为主要诱因。微地震监测原理压裂的发展方向及趋势90地震地球介质的一种声发射现象..水力压裂实施要求（1）需监测井---套管固井，空井筒，1200m内；（2）需检波器---8级检波器，下入位置：仪器下到目的层上部300-350m即可；（3）需震源井---套管固井，空井筒，4km内，压前方位校正压裂的发展方向及趋势91实施要求压裂的发展方向及趋势91问题提问与解答问答HERECOMESTHEQUESTIONANDANSWERSESSION92问题提问与解答问答HERECOMESTHEQUESTI结束语

CONCLUSION

感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边，来自于您的声音是对我们最大的鼓励和帮助，大家在填写评估表的同时，也预祝各位步步高升，真心期待着再次相会！93结束语

CONCLUSION

感谢参与本课程，也感激大家对我感谢您的观看与聆听本课件下载后可根据实际情况进行调整94感谢您的观看与聆听本课件下载后可根据实际情况进行调整94压裂施工参数及工艺交流工程技术研究院二〇一二年十月95压裂施工参数及工艺交流工程技术研究院1整体概述概述二点击此处输入相关文本内容概述一点击此处输入相关文本内容概述三点击此处输入相关文本内容96整体概述概述二概述一概述三2汇报提纲一、概况二、压裂设备三、压裂材料四、压裂参数五、压裂工艺六、砂堵及出砂原因97汇报提纲一、概况3

1949.3在美国俄克拉荷马州的维尔玛进行了第一次商业性的压裂施工

最早进行压裂工作的是1947年在美国的湖果顿气田克列帕1号井进行的，苏联是1954年开始的，而我国是1952年在延长油矿开始的。

40年代末水力压裂常作为一口井的增产措施来对待，但发展至今在油气田开发中的意义，已远远超过了一口井的增产增注作用。在一定条件下能起到改善采油或注水剖面，提高注水效果，加快油田开发速度和经济效果的作用。一、概况981949.3在美国俄克拉荷马州的维尔玛进行了第一次商业什么是水力压裂?

利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压；当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注目的工艺措施。一、概况99什么是水力压裂?利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超

降低渗流阻力，增加渗流面积水力压裂增产机理压裂作用(1)提高勘探含油气评价，增加可采储量Wattenberg气田陕北安塞特低渗油田H=1000-1300m，h=12.2m，=12.4%,kair=1-2md,ke<0.5md,So=55-57%,pr=8.3-9.8MPa一、概况100降低渗流阻力，增加渗流面积水力压裂增产机理压裂作用(1)提(2)油气井增产、水井增注(3)调整层间矛盾，改善产油、吸水剖面(4)提高采收率电模拟和数模表明；大庆小井距试验证实。(5)其它方面（工业排污W4、废核处理）压裂作用一、概况101(2)油气井增产、水井增注压裂作用一、概况7压裂液储罐支撑剂.搅拌添加剂泵车组压裂指挥套管加压井常规施工泵入装置简图

循环、试挤、压裂、加砂、顶替、压力扩散、施工结束压裂施工工艺流程一、概况102压裂液储罐支撑剂.搅拌添加剂泵车组压裂指挥套管加压井常规施压裂施工时液体的流动过程一、概况103压裂施工时液体的流动过程一、概况9水力裂缝生长过程12345671234567104水力裂缝生长过程1234567123456710汇报提纲一、概况二、压裂设备三、压裂材料四、压裂参数五、压裂工艺六、砂堵及出砂原因105汇报提纲一、概况11泵车的作用

一是泵送液体

二是使液体升压

主要设备就是压裂泵车、混砂车、仪表车、管汇车和液氮泵车，除此之外还有混配车、平衡车、背罐车、运酸车、输砂车等其他辅助设备。压裂设备二、压裂设备106泵车的作用一是泵送液体

二是使液体升压主要设备就混砂车的作用

一是把支撑剂与压裂液充分混合；二是为泵车提供充足的液体。二、压裂设备107混砂车的作用一是把支撑剂与压裂液充分混合；二、压裂设备13仪表车的作用一是控制泵车和混砂车的运行参数；二是适时记录及监测分析施工参数。

二、压裂设备108仪表车的作用一是控制泵车和混砂车的运行参数；二、压裂设备1砂罐有效容积：11m3液氮车二、压裂设备109砂罐有效容积：11m3液氮车二、压裂设备15汇报提纲一、概况二、压裂设备三、压裂材料四、设计参数五、压裂工艺六、砂堵及出砂原因110汇报提纲一、概况16

压裂液在压裂过程中起传递压力压开地层、携带支撑剂到地层预定的位置以及降低地层温度，减缓酸液与碳酸岩层反应的速度，有利于更好地沟通储集层等作用。压裂液胶联效果达到标准时的状态压裂材料由压裂液和支撑剂组成按作用分类：前置液、携砂液、顶替液。按配置材料和液体形状分类：水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、二氧化碳泡沫压裂液。三、压裂材料111压裂液在压裂过程中起传递压力压开地层、携带支撑剂到地前置液作用造缝降温减少携砂液滤失防砂卡携砂液作用将支撑剂代入裂缝继续扩张裂缝冷却地层要求粘度高携砂能力强要求一定粘度足够用量顶替液作用中间顶替液尾注顶替液要求精确计算避免过量顶替三、压裂材料112前置液作用携砂液作用要求要求顶替液作用要求三、压裂材料18压裂液性能要求低滤失性高携砂性热稳定性抗剪切性压裂液性能检测要求

常温下使用六速旋转粘度计170s-1剪切，基液粘度60-70mPa.s；使用交联剂，延迟交联时间60～150s可调，形成冻胶具可挑性；170s-1剪切速率下连续剪切120min，粘度≥150mPa.s；破胶剂用胶囊和过硫酸铵，破胶时间不超过2.0小时，破胶液粘度≤5mPa.s。三、压裂材料113压裂液性能要求低滤失性压裂液性能检测要求支撑剂：在裂缝中铺置排列后支撑裂缝，形成储集层渗透率的支撑裂缝带，使流体在支撑裂缝中有较高的流通性，减少流体的流动阻力，达到增产、增注的目的。支撑剂分为：天然的和人造的两类，天然的为石英砂，人造的为陶粒砂。支撑剂样品三、压裂材料114支撑剂：在裂缝中铺置排列后支撑裂缝，形成储集层渗透率的支撑主要指标抗压强度、破碎率圆球度粒径密度（视密度、体积密度）导流能力支撑剂选择：主要根据地层的闭合压力大小三、压裂材料115主要指标支撑剂选择：主要根据地层的闭合压力大小三、压裂材料2汇报提纲一、概况二、压裂设备三、压裂材料四、压裂参数五、压裂工艺六、砂堵及出砂原因116汇报提纲一、概况22裂缝方位指垂直裂缝延伸的方位，可用东、南、西、北等方向表示。铺砂浓度单位面积裂缝内所含支撑剂的质量。破裂压力在井中，当地层压力达到某一值时会使地层破裂，这个压力称为地层破裂压力。延伸压力在压裂过程中,地层破裂后,使裂缝不断向前延伸所需要的井底压力。四、压裂参数117裂缝方位四、压裂参数23裂缝形态及方位四、压裂参数

人工裂缝的形态取决于油藏地应力的大小和方向。裂缝类型与地层中的垂向应力和水平应力的相对大小有关。一般认为，人工裂缝垂直于地层最小主应力，平行于地层最大主应力。118裂缝形态及方位四、压裂参数人工裂缝的形态取决于油藏地四、压裂参数xzy当z最小时，形成水平裂缝。

裂缝方向总是垂直于最小主应力119四、压裂参数xzy当z最小时，形成水平裂缝。xzyyxz当z>x>y，形成垂直裂缝，裂缝面垂直于y方向；当z>y>x，形成垂直裂缝，裂缝面垂直于x方向；

四、压裂参数120xzyyxz当z>x>y，形成垂直裂缝，裂理想形态水平裂缝示意图

油层隔层隔层理想形态垂直缝示意图四、压裂参数121理想形态水平裂缝示意图油层隔层隔层理想形态垂直缝示意图四、裂缝长度水力裂缝长度地层被压裂开后，液体进入地层后延伸的长度。支撑裂缝长度携砂液进入地层后在水力裂缝延伸的长度。通常说的裂缝长度只是裂缝半长，在均质地层中，裂缝沿着最小主应力方向在井筒双向延伸。支撑缝长水力缝长四、压裂参数122裂缝长度水力裂缝长度通常说的裂缝长度只是裂缝半长，在均质地层裂缝导流能力定义：裂缝导流能力是指裂缝传导（输送）流体的能力。填砂裂缝的导流能力定义为支撑后的裂缝渗透率Ｋｆ与支撑后的裂缝宽度Ｗｆ之积。即填砂裂缝导流能力（ＫＷ）ｆ或ＦＲＣＤ＝ＫｆＷｆ裂缝导流能力裂缝导流能力的影响因素：地层的闭合压力支撑剂性质其它地层岩石硬度支撑剂在裂缝中分布四、压裂参数123裂缝导流能力定义：裂缝导流能力裂缝导流能力的影响因素：地层的为了在井底憋起高压，选择施工排量要考虑的因素有以下几点：地层的吸液速度施工排量Ｑ必须大于地层吸液速度Ｑ′，即最小极限排量。摩阻压力排量越大，产生的射孔孔眼摩阻和井筒摩阻越高，因此所需的井底施工压力愈大，对设备的要求就越高。裂缝高度施工排量太大，极有可能导致裂缝窜层。液体性能施工排量太小，液体携砂性能差，极易发生脱砂导致砂堵。此外，要注意对设备能力的要求施工排量受管材和井口装置所能承受的压力的限制施工排量受压裂设备处理支撑剂的能力的限制，施工排量大，易导致砂子传送带或混砂装置超过负荷施工排量大，压裂车不易达到要求，即使满足要求，也需更多台压裂车施工排量四、压裂参数124为了在井底憋起高压，选择施工排量要考虑的因素有以下几点：施工施工规模施工规模主要说的加砂量；影响施工规模的因素有以下几个方面：储层厚度人工裂缝体积裂缝导流能力四、压裂参数前置液比例前置液比例=前置液量/（前置液+携砂液）*100%；影响前置液比例的因素有以下几个方面：储层渗透率天然裂缝发育程度125施工规模施工规模主要说的加砂量；影响施工规模的因素有平均砂比四、压裂参数砂子总量与携砂液的比值；为了保证人工裂缝的顺利延伸，起始砂比应从较低值开始添加，如果一开始就高砂比加入，会发生砂堵。126平均砂比四、压裂参数砂子总量与携砂液的比值；为了保证人工裂缝汇报提纲一、概况二、压裂设备三、压裂材料四、压裂参数五、压裂工艺六、砂堵及出砂原因127汇报提纲一、概况33（一）直井分层水力压裂工艺序号分层压裂工艺优点缺点1“填砂＋桥塞或水泥塞”分层①隔离封堵性能极好②工艺简单①作业周期长

②压井、冲砂施工过程易造成伤害2封隔器分层①分层隔离针对性好②施工连续管柱节流多，施工压力相对较高，易出现井下事故3投球分层简单易行①要求层间破裂压力差异大②施工中途不能停泵③封堵存在一定的盲目性4限流压裂简单易行不能保证每层均衡改造，有一定的盲目性5滑套水力喷射简单易行受工具限制，改造强度低6连续油管水力喷射简单易行①施工排量受限②施工费用较高

水力压裂分为笼统压裂和分层压裂五、压裂工艺128（一）直井分层水力压裂工艺序号分层压裂工艺优点缺点1“填砂＋1、“填砂＋桥塞或水泥塞”分层—逐层上返优点：①隔离封堵性能极好②工艺简单缺点：①作业周期长

②压井、冲砂施工过程易造成伤害五、压裂工艺1291、“填砂＋桥塞或水泥塞”分层—逐层上返优点：①隔离封堵性能2、机械分层分段压裂低密度球第3段第2段滑套喷砂器优点：①分层隔离针对性好②施工连续缺点：管柱节流多，施工压力相对较高，易出现井下事故五、压裂工艺1302、机械分层分段压裂低密度球第3段第2段滑套喷砂器优点：①3、投球压裂

优点：

◆简单易行、安全方便；◆成本低廉；◆适用范围较广。缺点：储层不能均衡改造，根据改造目的层破裂压力存在差异，首先压开破裂压力小的层位，然后投球将压开层位的射孔孔眼堵住，提高施工压力压开破裂压力高的层位。五、压裂工艺1313、投球压裂优点：◆简单易行、安全方便；根据4、限流压裂

优点：◆简单易行、安全方便；◆成本低廉；◆适用范围较广。

缺点：储层工程特征预测困难，实际布孔不易实现储层均衡改造。是当一口井中具有多层而各层之间的破裂压力有一定差别时，通过严格控制各层的孔眼数及孔径的办法，限制各层的吸水能力以达到逐层压开的目的，最后一次加砂同时支撑所有裂缝。五、压裂工艺1324、限流压裂优点：◆简单易行、安全方便；是当一口井

5、滑套封隔水力喷射压裂优点：一趟管柱改造多层的目的，施工简单缺点：施工费用高，对工具性能要求高1）不用封隔器及桥塞等封隔工具，可实现自然封隔转层，施工风险小；2）一次管柱可进行多段压裂，缩短施工周期，有利于降低储层伤害；五、压裂工艺1335、滑套封隔水力喷射压裂优点：一趟管柱改造多层的目的，1）不用封隔器及桥塞等封隔工具，可实现自然封隔转层，施工风险小；2）可用于裸眼、套管等多种完井方式；3）一次管柱可进行多段压裂，缩短施工周期，有利于降低储层伤害；6、连续油管水力喷砂射孔压裂工艺优点：简单易行缺点：①施工排量受限②施工费用较高五、压裂工艺1341）不用封隔器及桥塞等封隔工具，可实现自然封隔转层，施工风险水平井分段压裂技术水平井分压工具适用完井方式与性能不足裸眼封隔器+滑套分段压裂技术套管与裸眼完井，封隔器耐压差70.0MPa，耐温176℃，分压24段①裂缝起裂位置无法控制②封隔器无法取出③工具成本高裸眼遇油膨胀封隔器分段压裂技术裸眼完井封隔器耐压差70.0MPa，耐温204℃①封隔器膨胀时间长（7-10天）②密封可靠性差可钻式桥塞分段压裂技术套管完井桥塞耐压差86.0MPa，耐温232℃①对套管和套管头抗压要求高②配套技术要求高连续油管喷砂射孔环空加砂压裂技术套管完井工具耐压差50.0MPa，耐温120℃①要求套管和套管头抗压强②井场道路要求高③要求配套带压作业井口国外水平井分段压裂主体技术（二）水平井分段压裂工艺五、压裂工艺135水平井分段压裂技术水平井分压工具适用完井方式与性能不足裸眼封水平井分段压裂技术水平井分压工具适用完井方式与性能不足裸眼封隔器+滑套分段压裂技术套管与裸眼完井，封隔器耐压差50.0MPa，耐温120℃，分压10段①裂缝起裂位置无法控制②封隔器无法取出③未形成技术系列双封隔器双封单压分段压裂技术套管完井封隔器耐压差70.0MPa，耐温100℃，拖动压裂10段，总加砂145m3①拖动压裂施工时间长②施工规模受限环空封隔器分段压裂技术套管完井耐压等级70MPa，耐温120℃①对套管和套管头抗压要求高②分压段数少滑套封隔器分段压裂技术耐压等级70MPa，耐温120℃，一趟管柱分压3段①分压段数少②只能用于27/8″油管压裂水力喷射分段压裂技术套管完井工具耐压差50.0MPa，耐温120℃，应用150口井以上①单段加砂规模有限②深井应用难度大国内水平井分段压裂主体技术五、压裂工艺136水平井分段压裂技术水平井分压工具适用完井方式与性能不足裸眼封1、机械封隔分段压裂工艺优点缺点1.各段之间隔离可靠2.可进行分段试油3.加砂规模大1.施工工序较多2.只适应套管固井射孔完井3.井下事故风险大，作业困难4.施工时间长油层一油层二DP35-1水平井分段压裂管柱图扶正器SPK344封隔器SP注入阀SP单流阀SPK344封隔器压力、温度测试仪器扶正器SP安全接头SP水力锚（1）下入压裂管柱；（2）小排量替前置液（一般排量﹤1m3）；（3）坐封封隔器：一般排量≧1m3；（4）大排量压裂油层一；（5）压裂完油层一后，反洗井解封SPK344封隔器。五、压裂工艺1371、机械封隔分段压裂工艺优点缺点1.各段之间隔离可靠1.2、预置管柱分段压裂工艺密封回接筒裸眼封隔器多层压裂滑套裸眼封隔器措施层措施层措施层悬挂封隔器裸眼封隔器1、下入水平井分段压裂管柱至施工位置，替出井筒内压井液；2、从油管内投球至坐封滑套，蹩压坐封所有封隔器并封闭管柱；3、验封，丢手，起出坐封管柱；4、下入插管管柱，与丢手管柱对接；坐封球座多层压裂滑套压差滑套浮鞋密封插管五、压裂工艺1382、预置管柱分段压裂工艺密封回接筒裸眼封隔器多层压裂滑套裸眼悬挂器投球滑套裸眼封隔器压差滑套引鞋多级分段压裂完井工具管柱性能：耐温120℃、耐压差70MPa，分段能力达到25段以上。五、压裂工艺139悬挂器投球滑套裸眼封隔器压差滑套引鞋多级分段压裂完井工具管柱3、可打捞、可开关双滑套分段压裂工艺技术特点：可实现井筒全通径，滑套可开、可关适用井眼：裸眼完井，完井方式与裸眼封隔器分段压裂工艺相同施工方式：与裸眼封隔器分段压裂相同，通过投球打滑套实现转层压裂，施工作业时间短。工艺技术特点五、压裂工艺1403、可打捞、可开关双滑套分段压裂工艺技术特点：可实现井筒全通可捞式、可开关滑套打捞工具接头打捞出的球座五、压裂工艺141可捞式、可开关滑套打捞工具接头打捞出的球座五、压裂工艺474、连续油管拖动管柱定点压裂工艺技术原理：根据伯努利方程把压能转变为动能，集射孔、压裂、隔离一体化的压裂方式，可实现定点喷砂压裂。压裂管柱组合：盲堵+花管+下球座+扶正器+喷射工具+丢手工具+油管技术特点：适合裸眼完井、筛管完井、套管射孔等多种完井方式集射孔、压裂、隔离一体化，可实现定点喷砂压裂一趟管柱完成多段压裂，无需机械封隔适应不同井眼的多喷嘴喷射工具组合：工具外径3.06”、2.9”，7个喷嘴，直径6.4mm，油管排量达2.2m3/min，平均砂比≥20%配套不压井装置，降低砂卡管柱风险提高施工效率。油管注入、环空补液五、压裂工艺1424、连续油管拖动管柱定点压裂工艺技术原理：油管注入、环空补液井口装置图防喷管，长度11米。封顶器注入密封脂技术特点：套管压裂，桥塞封隔，封隔可靠，不

限级数，压裂针对性强，利于后期水平井治理适用井眼：套管完井桥塞输送方式：泵送、连续油管、油管最新纪录：42级分段压裂5、泵送桥塞射孔联作分段压裂工艺五、压裂工艺143井口装置图防喷管，长度11米。封顶器注入密封脂技术特点：套管桥塞工具图桥塞座封工具图五、压裂工艺144桥塞工具图桥塞座封工具图五、压裂工艺506、连续油管带底封水力喷砂射孔环空加砂压裂工艺技术特点：水力喷砂射孔，油套环空压裂，底部封隔器封隔，封隔可靠，不限级数，压裂针对性强，利于后期水平井治理适用井眼：套管完井转层方式：连续油管拖动，封隔器重复坐封五、压裂工艺1456、连续油管带底封水力喷砂射孔环空加砂压裂工艺技术特点：水力连接头+丢手喷砂射孔端口扶正器平衡阀/反向循环端口机械套管接箍定位器隔离/固定锚系统井下压力表工具组成五、压裂工艺146连接头+丢手喷砂射孔端口扶正器平衡阀/反向循环端口机械套管接将工具下井后，用机械定位器定位校深。精确定位在某位置上坐封对封隔器进行压力测试五、压裂工艺147将工具下井后，用机械定位器定位校深。五、压裂工艺53在正式泵注含砂射孔液前，先小流量在连续油管内建立微循环。五、压裂工艺148在正式泵注含砂射孔液前，先小流量在连续油管内建立微循环。五、泵入含砂液进行喷射射孔。一般需要10分钟的喷射射孔时间。将含砂液顶替出井口五、压裂工艺149泵入含砂液进行喷射射孔。五、压裂工艺55DisplacetheabrasiveslurryoutofthecoiledtubingAbrasiveslurryisthencirculatedupholeoroutofthewell根据压裂设计的要求开始进行压裂，环空主压裂，摩阻小，排量大。五、压裂工艺150DisplacetheabrasiveslurryoExecutefracturetreatmentaspertheprogrammedtreatmentscheduledowntheannulusMonitorcoilasadeadlegpressure(RealTimeBHpressure)打开平衡阀，将封隔器解封将工具提升至下一个压裂作业深度，坐封

五、压裂工艺151Executefracturetreatmentas打压测试封隔器重复进行以上步骤，对每一级进行封隔，射孔和压裂。

五、压裂工艺152打压测试封隔器五、压裂工艺58适用范围：8½″井眼、4½″套管固井完井技术优势：无限级数TAP阀可关闭，实现堵水、重复压裂等后期作业减少完井时间，降低完井费用7、TAP套管投镖无限级压裂技术五、压裂工艺153适用范围：7、TAP套管投镖无限级压裂技术五、压裂工艺59破裂盘阀：技术参数和优势：①目前可选3.5寸，4.5寸和5.5寸；②耐压68Mpa，162degC；③最大流量可达每分钟120桶；④双破裂盘设计，确保滑套顺利打开；⑤提高了操作效率降低了操作成本；⑥破裂盘压力精度高。五、压裂工艺154破裂盘阀：技术参数和优势：①目前可选3.5寸，4.5寸和5.液控管线连接开下阀同时激活上级阀上级阀被激活，可落标TAP阀：五、压裂工艺155液控管线连接TAP阀：五、压裂工艺61汇报提纲一、概况二、压裂设备三、压裂材料四、压裂参数五、压裂工艺六、砂堵及出砂原因156汇报提纲一、概况62六、砂堵及出砂原因（一）砂堵原因

加砂过程中，压力大幅度上升说明有砂堵迹象，应立即停砂或降低砂比。如压力继续上升可能发生端部脱砂或砂堵。原因是：（1）泥质含量高，泥质含量较高，地应力高，塑性强；（2）裂缝发育，压裂液滤失严重；（3）前置液量过少，造缝不充分；（4）砂比过高或提的过快；（5）压裂液携砂性或抗剪切性差；（6）压裂液破胶过快。

处理方法：发生砂堵后应立即进行放喷、返排，在管柱允许条件下进行反洗。157六、砂堵及出砂原因（一）砂堵原因加砂过程中，压力大幅1、泥质含量高，泥质含量较高，地应力高，塑性强以HH12P6井为例：第1、2段均为高泥质层段，第一段前置液打入3个段塞，携砂液在10%砂比段压力逐渐上涨至砂堵；第二段先后注入4个段塞，压力仍逐渐上涨至砂堵。

从测井曲线上看，HH12P6井第1段GR值在100-125API，第二段GR值在125API左右。施工压裂均在40MPa以上，反应储层应力值高，造缝困难。六、砂堵及出砂原因1581、泥质含量高，泥质含量较高，地应力高，塑性强以HH2、裂缝发育，压裂液滤失严重以HH36P97井第6段为例：从施工曲线上看，该段前期施工压力正常，在38%砂比段进入地层后，压力突然快速上涨，导致砂堵。从测井曲线上看，该段位于裂缝发育段，声波跳跃，平均声波时差达到250μm/s以上。

初步分析：储层裂缝发育，漏失大，造缝不够（排量2.8-2.9m3/min,排量偏低），导致高砂比无法进入，携砂液在近井地带或井筒脱砂，导致砂堵。六、砂堵及出砂原因1592、裂缝发育，压裂液滤失严重以HH36P97井第6段为例：3、前置液量过少，造缝不充分前置液段塞阶段砂堵

以JH32P6井第一段为例：地层无破裂显示，加入前置液40m3后开始加入2个段塞，当段塞刚入地层（前置液量27m3左右），压力开始升高，最高升至49MPa，停泵放喷，放喷出液小，甚至不出液。

初步分析：储层泥质含量高，前置液阶段段塞未进地层就开始加第二个段塞，造缝不充分，导致砂堵。六、砂堵及出砂原因1603、前置液量过少，造缝不充分前置液段塞阶段砂堵以JH4、砂比过高或提的过快；以HH74P14井第13段为例：

该段完成加砂，在顶替17m3时砂堵(21.1m3），该段设计最高砂比38%，但现场实际施工最高砂比达到了48%。原因分析：砂比提的过快且砂比过高，导致砂堵。六、砂堵及出砂原因1614、砂比过高或提的过快；以HH74P14井第13段为例：5、压裂液问题以HH36P68井第七段为例：该段完成加砂，在顶替时砂堵。从施工曲线看，该段施工压力一直处于正常状态。从测井解释图看，该段砂岩较纯，物性较好。原因分析：可能为压裂液破解过快，近井筒脱砂，导致砂堵。六、砂堵及出砂原因1625、压裂液问题以HH36P68井第七段为例：该段完成压后出砂，也称为压后支撑剂回流，是指人工裂缝中的支撑剂在地层能量的作用下被压裂液或地层流体从裂缝中带入井筒的过程。（二）压后出砂支撑剂在地层中的聚集主要依靠流体附着力、地层压实力、自身重力等作用力来实现。如果填砂裂缝中的压力梯度过大，支撑剂的压实力降低或拖曳力增大,必将导致支撑剂的回流。六、砂堵及出砂原因163压后出砂，也称为压后支撑剂回流，是指人工裂缝中1、出砂原因（1）压后测试排液工艺不当，排液速度陡然加快、开关井放喷过频过猛(裂缝中压力激动过频过快,导致支撑剂松动移位)。大牛地气田水平井压后出砂情况六、砂堵及出砂原因1641、出砂原因（1）压后测试排液工艺不当，排液速度陡然加快、开（2）现场施工破胶剂加入不规范，导致排液时压裂液破胶不彻底，返排液带出支撑剂。如果压裂液破胶不彻底，则支撑剂的临界出砂流速很低(裂缝刚闭合时小于2ml/min)，压裂井必定出砂。DPT-34井六、砂堵及出砂原因165（2）现场施工破胶剂加入不规范，导致排液时（3）采气、输气工艺不当，生产压差、气流流速等生产作业制度。出砂造成气嘴、阀针、阀座受损（4）孔隙度较高，渗透率较好，储层砂岩胶结程度不高的微小砂粒很容易随气