压裂基础知识(2007.9.6)

1、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

2、,(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,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

3、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，

4、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

5、、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

6、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,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,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,代号说明,分类代号：用分类名称第一个汉字的汉

7、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。,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,代号说明,坐封方式代号： 用阿拉伯数字表示，见表3。,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,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,坐封方式代号： 用阿拉伯数字表示，见表3。,20,钢体最大外径：用阿拉伯数字表示，单位为毫米（mm）,工作温度：用阿拉伯数字表示，单位为摄氏度（）,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

8、具,(2)封隔器型号编制,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： SM102型水力锚、SM115型水力锚

9、 SM150型水力锚、SM208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。,24,2、中深井压裂管柱,常规压裂管柱介绍,(1)中深井任意

10、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

11、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。,26,3、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

12、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SSG14276JT管柱伸缩补偿器、KG11470HT-K1反循环压井洗井开关、Y(5)241-14676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