水力压裂工艺过程仿真.ppt

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一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理三、水力压裂工艺三、水力压裂工艺二、水力压裂的主要设备及材料二、水力压裂的主要设备及材料压裂是目前提高油井采收率的有效措施之一，压裂是目前提高油井采收率的有效措施之一，压裂是目前提高油井采收率的有效措施之一，压裂是目前提高油井采收率的有效措施之一，广泛用于油、气井增产和注水井增注。

压裂已成广泛用于油、气井增产和注水井增注。

压裂已成广泛用于油、气井增产和注水井增注。

压裂已成广泛用于油、气井增产和注水井增注。

压裂已成为改造低渗透油气藏和开发深部油气藏的主要手为改造低渗透油气藏和开发深部油气藏的主要手为改造低渗透油气藏和开发深部油气藏的主要手为改造低渗透油气藏和开发深部油气藏的主要手段。

压裂过程是利用高压流体段。

压裂过程是利用高压流体段。

压裂过程是利用高压流体段。

压裂过程是利用高压流体（压裂液等压裂液等压裂液等压裂液等）在井底在井底在井底在井底生产层造成裂缝或扩展原始裂纹，再用支撑剂生产层造成裂缝或扩展原始裂纹，再用支撑剂生产层造成裂缝或扩展原始裂纹，再用支撑剂生产层造成裂缝或扩展原始裂纹，再用支撑剂（砂砂砂砂子或其它固体颗粒子或其它固体颗粒子或其它固体颗粒子或其它固体颗粒）充填，以形成高渗透率区域。

充填，以形成高渗透率区域。

充填，以形成高渗透率区域。

充填，以形成高渗透率区域。

经过压裂处理后的油井，可得到导流能力强、裂经过压裂处理后的油井，可得到导流能力强、裂经过压裂处理后的油井，可得到导流能力强、裂经过压裂处理后的油井，可得到导流能力强、裂缝长的油、气流通道，最后达到增产油、气的效缝长的油、气流通道，最后达到增产油、气的效缝长的油、气流通道，最后达到增产油、气的效缝长的油、气流通道，最后达到增产油、气的效果。

实践证明，进行压裂后，油、气井的产量可果。

实践证明，进行压裂后，油、气井的产量可果。

实践证明，进行压裂后，油、气井的产量可果。

实践证明，进行压裂后，油、气井的产量可增加几倍至几十倍。

增加几倍至几十倍。

增加几倍至几十倍。

增加几倍至几十倍。

一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一般来说，在原始状态下，油层的结构和性质，除受到一般来说，在原始状态下，油层的结构和性质，除受到一般来说，在原始状态下，油层的结构和性质，除受到一般来说，在原始状态下，油层的结构和性质，除受到沉积特点的影响外，都是致密的。

因而原油从油层向井筒内沉积特点的影响外，都是致密的。

因而原油从油层向井筒内沉积特点的影响外，都是致密的。

因而原油从油层向井筒内沉积特点的影响外，都是致密的。

因而原油从油层向井筒内渗流时，也是比较缓慢的。

当油层没有形成裂缝或裂缝很小渗流时，也是比较缓慢的。

当油层没有形成裂缝或裂缝很小渗流时，也是比较缓慢的。

当油层没有形成裂缝或裂缝很小渗流时，也是比较缓慢的。

当油层没有形成裂缝或裂缝很小时，原油穿过致密的岩层，顺着孔隙或微小裂缝向井筒内渗时，原油穿过致密的岩层，顺着孔隙或微小裂缝向井筒内渗时，原油穿过致密的岩层，顺着孔隙或微小裂缝向井筒内渗时，原油穿过致密的岩层，顺着孔隙或微小裂缝向井筒内渗流。

原油从远处流向井筒时，流通面积较大，而流到井筒附流。

原油从远处流向井筒时，流通面积较大，而流到井筒附流。

原油从远处流向井筒时，流通面积较大，而流到井筒附流。

原油从远处流向井筒时，流通面积较大，而流到井筒附近时，流通面积却很小由于面积缩小，原油流动所遇到的阻近时，流通面积却很小由于面积缩小，原油流动所遇到的阻近时，流通面积却很小由于面积缩小，原油流动所遇到的阻近时，流通面积却很小由于面积缩小，原油流动所遇到的阻力增大，以致流动时的能量大部分消耗在克服岩层阻力上，力增大，以致流动时的能量大部分消耗在克服岩层阻力上，力增大，以致流动时的能量大部分消耗在克服岩层阻力上，力增大，以致流动时的能量大部分消耗在克服岩层阻力上，到达井筒后所剩的能量很少，大大降低了自喷能力，甚至不到达井筒后所剩的能量很少，大大降低了自喷能力，甚至不到达井筒后所剩的能量很少，大大降低了自喷能力，甚至不到达井筒后所剩的能量很少，大大降低了自喷能力，甚至不能自喷，使油井产量上不去，影响油田的生产能力。

（能自喷，使油井产量上不去，影响油田的生产能力。

（能自喷，使油井产量上不去，影响油田的生产能力。

（能自喷，使油井产量上不去，影响油田的生产能力。

（压裂压裂压裂压裂原理将用三维动画配合讲述原理将用三维动画配合讲述原理将用三维动画配合讲述原理将用三维动画配合讲述）一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理为了减少原油流动阻力，使其加速流向井筒，为了减少原油流动阻力，使其加速流向井筒，增加油井产油量，通常在地面采用高压大排量泵，增加油井产油量，通常在地面采用高压大排量泵，利用液体传压原理，将具有一定粘度的液体，以大利用液体传压原理，将具有一定粘度的液体，以大于油层所能吸收的能力注入油层。

当压力增高到大于油层所能吸收的能力注入油层。

当压力增高到大于油层破裂所需要的压力时，油层就会被压开，形于油层破裂所需要的压力时，油层就会被压开，形成一条或数条水平的或垂直的裂缝，原有裂缝亦被成一条或数条水平的或垂直的裂缝，原有裂缝亦被扩大。

扩大。

一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理随着液体的不断注入，裂缝会不断地延伸与扩随着液体的不断注入，裂缝会不断地延伸与扩展，直到液体的注入速度与油层所能吸收的速度相展，直到液体的注入速度与油层所能吸收的速度相等，裂缝的延伸与扩展才会停止。

此时，如果地面等，裂缝的延伸与扩展才会停止。

此时，如果地面高压泵停止泵入液体，由于外来压力消失，油层裂高压泵停止泵入液体，由于外来压力消失，油层裂缝又会重新闭合。

为了维持裂缝始终处于张开状态，缝又会重新闭合。

为了维持裂缝始终处于张开状态，一般在压裂液中掺人较大直径的支撑剂，如石英砂、一般在压裂液中掺人较大直径的支撑剂，如石英砂、核桃壳等，使之沉淀在裂缝中，支撑已形成的裂缝。

核桃壳等，使之沉淀在裂缝中，支撑已形成的裂缝。

这种作业过程称做水力压裂。

这种作业过程称做水力压裂。

一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理压裂液压裂液携砂液携砂液支撑裂缝支撑裂缝动态裂缝动态裂缝一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理油层经水力压裂后，在油层中形成了一条或几油层经水力压裂后，在油层中形成了一条或几油层经水力压裂后，在油层中形成了一条或几油层经水力压裂后，在油层中形成了一条或几条渗透率比原来高得多的裂缝通道，大部分原油通条渗透率比原来高得多的裂缝通道，大部分原油通条渗透率比原来高得多的裂缝通道，大部分原油通条渗透率比原来高得多的裂缝通道，大部分原油通过裂缝侧壁进入裂缝内，再很快流向井筒。

由于裂过裂缝侧壁进入裂缝内，再很快流向井筒。

由于裂过裂缝侧壁进入裂缝内，再很快流向井筒。

由于裂过裂缝侧壁进入裂缝内，再很快流向井筒。

由于裂缝的阻力小，大大减少了原油流动时的能量损耗，缝的阻力小，大大减少了原油流动时的能量损耗，缝的阻力小，大大减少了原油流动时的能量损耗，缝的阻力小，大大减少了原油流动时的能量损耗，使到达井筒的原油得以保持较高的能量。

这就是油使到达井筒的原油得以保持较高的能量。

这就是油使到达井筒的原油得以保持较高的能量。

这就是油使到达井筒的原油得以保持较高的能量。

这就是油井通过水力压裂后，油井产量增加的简单原理。

一井通过水力压裂后，油井产量增加的简单原理。

一井通过水力压裂后，油井产量增加的简单原理。

一井通过水力压裂后，油井产量增加的简单原理。

一般来说，水力压裂只对油层渗透率较低的油井，或般来说，水力压裂只对油层渗透率较低的油井，或般来说，水力压裂只对油层渗透率较低的油井，或般来说，水力压裂只对油层渗透率较低的油井，或由于钻井、修井及完井过程中泥浆等污物浸入井筒由于钻井、修井及完井过程中泥浆等污物浸入井筒由于钻井、修井及完井过程中泥浆等污物浸入井筒由于钻井、修井及完井过程中泥浆等污物浸入井筒附近岩层的孔隙造成局部堵塞，使渗透率降低的油附近岩层的孔隙造成局部堵塞，使渗透率降低的油附近岩层的孔隙造成局部堵塞，使渗透率降低的油附近岩层的孔隙造成局部堵塞，使渗透率降低的油井，才有增产的效果。

井，才有增产的效果。

井，才有增产的效果。

井，才有增产的效果。

一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理油油油油井井井井压压压压裂裂裂裂后后后后增增增增产产产产幅幅幅幅度度度度的的的的大大大大小小小小，与与与与压压压压裂裂裂裂形形形形成成成成的的的的裂裂裂裂缝缝缝缝长长长长度度度度（深深深深度度度度）、宽宽宽宽度度度度（高高高高度度度度）及及及及裂裂裂裂缝缝缝缝的的的的渗渗渗渗透透透透率率率率等等等等有有有有关关关关。

裂裂裂裂缝缝缝缝长长长长度度度度及及及及宽宽宽宽度度度度大大大大，渗渗渗渗透透透透率率率率高高高高，油油油油井井井井的的的的增增增增产产产产幅幅幅幅度度度度就就就就大大大大，反反反反之之之之油油油油井井井井的的的的增增增增产产产产幅幅幅幅度度度度就就就就小小小小。

为为为为了了了了获获获获得得得得较较较较长长长长、较较较较宽宽宽宽的的的的裂裂裂裂缝缝缝缝及及及及较较较较高高高高的的的的渗渗渗渗透透透透率率率率，向向向向井井井井筒筒筒筒内内内内注注注注入入入入足足足足够够够够压压压压力力力力和和和和排排排排量量量量且且且且含含含含砂砂砂砂量量量量较较较较多多多多的的的的液液液液体体体体，则则则则是是是是首首首首要要要要的的的的条条条条件件件件，这样就对压裂设备提出了很高的要求。

这样就对压裂设备提出了很高的要求。

这样就对压裂设备提出了很高的要求。

这样就对压裂设备提出了很高的要求。

二、水力压裂的主要设备及材料二、水力压裂的主要设备及材料1.1.施工设备施工设备2.2.施工管柱施工管柱3.3.下井原材料下井原材料二、水力压裂的主要设备及材料二、水力压裂的主要设备及材料压裂施工时液体的流动过程压裂施工时液体的流动过程压裂液储罐地面管线井口管汇加压泵混砂装置支撑剂储罐射孔炮眼油套环空喷砂器井下管线地层1.1.施工设备施工设备施工设备由施工设备由压裂车组压裂车组和和地面设地面设备备两部分组成。

两部分组成。

（11）压裂车组压裂车组：

包括压裂泵车、：

包括压裂泵车、混砂车、罐车（液罐车、砂罐车、混砂车、罐车（液罐车、砂罐车、添加剂罐车）、仪表车、水泥车。

添加剂罐车）、仪表车、水泥车。

（22）地面设备地面设备：

包括压裂管汇、：

包括压裂管汇、蜡球管汇、压裂井口装置；蜡球管汇、压裂井口装置；压裂车组压裂车组混砂车混砂车压裂泵车压裂泵车仪表车仪表车管汇车管汇车运砂车运砂车混混砂砂车车的的作作用用一是一是把支撑剂与压裂液充分混合把支撑剂与压裂液充分混合,二是二是为泵车提供充足的液体。

为泵车提供充足的液体。

最大排量最大排量15.915.9mm33/min,/min,最大输最大输送砂量送砂量8165Kg8165Kg/min,8/min,8个泵车个泵车接口。

接口。

混砂车混砂车混砂车的组成混砂车的组成“BENZ”3331“BENZ”33316X46X4DDC60DDC60柴油机柴油机管汇系统管汇系统液气控制系统液气控制系统仪表及控制系统仪表及控制系统螺旋输砂器螺旋输砂器混砂车混砂车压压裂裂泵泵车车的的作作用用一是一是泵送液体泵送液体二是二是使液体升压使液体升压目前使用的目前使用的20002000型压裂车最高施工压型压裂车最高施工压力力105MPa,105MPa,最大单车排量最大单车排量2.33m2.33m33/min/min。

在在1900r/min1900r/min转速、转速、45.945.9MPaMPa条件下，单车排条件下，单车排量可达量可达1.87m1.87m33/min/min。

完成一般油层压裂