储层改造技术专题交流石油工程学院李小刚交流提纲第一部分储层改造技术概述第一节油气井增产方法油气井产量低的主要原因油气井增产途径各类储层中增产方法的使用第二节水力压裂概述水力压裂发展概况水力压裂的作用水力压裂的作用水力压裂的作用水力压裂的作用第二节酸化技术概述1、1895，赫曼佛拉施(HermanFrasch)发明；2、早期的除垢处理，吉普石油公司，盐酸作为除垢剂；3、1932，酸化新时代：普尔石油公司与道化学公司的磋商,HCl正式用于油气井处理，酸化形成正常应用的技术－－酸化作业公司的形成；5、1933，Wilson与印第安那标准石油公司申请HF处理砂岩工艺专利；6、1940Dowell公司，土酸的首次工业性应用；7、至今，全面工业化应用。酸化工艺分类酸化工艺的特点及适用情况对照表*酸洗：清除井筒中的酸溶性结垢物，或疏通射孔孔眼的工艺。两种方式：将酸液注入预定井段，让其静置反应，在无外力搅拌的情况下溶蚀结垢物或射孔孔眼中的堵塞物；酸液通过正反循环，使酸液沿井筒、射孔孔眼或地层壁面流动反应，借助冲刷作用溶蚀结垢物或堵塞物。特点：酸液局限于井筒和孔眼附近，一般不进入地层或很少进入，地面不用加压或加压很小。不能改善地层渗流条件。*原理：不压破地层的情况下将酸液注入地层孔隙(晶间，孔穴或裂缝)的工艺。利用酸液溶解砂岩孔隙及喉道中胶结物和堵塞物,改善储层渗流条件,提高油气产能。目的：解堵。特点：不压破地层。压裂酸化----原理：酸或酸的前置液以高于储层所能承受的排量从套管或油管中注入，使之在井筒中迅速建立压力，直至超过地层的压缩应力及岩石的抗张强度，从而压破地层，形成裂缝，连续注酸使裂缝延伸、酸刻蚀裂缝形成酸蚀裂缝，该裂缝具有比原地层更高的导流能力，因此能提高油气井产能。目的：增产（解堵是必然结果）。特点：大排量、高泵压（压破地层）。第一节水力压裂造缝机理第二节压裂液第三节支撑剂及裂缝导流能力第四节单井压裂设计第五节压裂工艺压裂施工典型曲线地应力存在于地壳内部的应力，是由于地壳内部的垂直运动和水平运动及其它因素综合作用引起介质内部单位面积上的作用力。原地应力：重力应力构造应力孔隙流体压力热应力。其中：r(h)为上覆岩层密度，由密度测井曲线获得。由广义虎克定律计算总应变由于泊松效应，垂向应力产生的侧向压力(2)构造应力特点构造应力属于水平的平面应力状态挤压构造力引起挤压构造应力张性构造力引起拉张构造应力构造运动的边界影响使其在传播过程中逐渐衰减。断层和裂缝发育区—正断层，水平应力x可能只有垂向应力z的1/3。(3)热应力2人工裂缝方位显裂缝地层很难出现人工裂缝。微裂缝地层—垂直于最小主应力方向；—基本上沿微裂缝方向发展，把微裂缝串成显裂缝二、水力压裂造缝机理1井壁最终应力分布（1）井筒处应力分布当x=y＝2y=2x说明周向应力相等，与无关当x>y()0,180=()min()90，270=()max分析随r增加，迅速降低(平方次)应力集中Pf>PE钻井引起的井壁诱导应力场（2）向井筒注液产生的应力分布弹性力学拉梅公式(拉应力为负)(3)压裂液渗入地层引起的井壁应力(4)井壁上的总周向应力(应力迭加原理)＝地应力+井筒内压+渗滤引起的周向应力2水力压裂造缝条件有液体渗滤无液体渗滤(2)形成水平缝3破裂压力梯度三、地应力的测量及计算压裂液及其性能要求压裂液对储层的伤害及保护（一）压裂液及其性能要求1、压裂液组成(按功能分)前置液携砂液顶替液*2压裂液性能要求性能表证内容及指标（以水基冻胶压裂液为例）粘度性能：未交联液的粘度、交联后的耐温抗剪切性、流变指数滤失性能：初滤失、造壁系数、滤失速度破胶性能：破胶时间、破胶液粘度、残渣量助排性能：滤液及破胶液的表面张力、界面张力和接触角配伍性能：破乳率（流体配伍）、防膨率（岩石配伍）岩心伤害率：渗透率递减百分数3、压裂液类型压裂液发展压裂液发展水基压裂液水基压裂液油基压裂液乳化压裂液乳化压裂液之特点泡沫压裂液泡沫质量：泡沫质量＝泡沫中气体体积/泡沫总体积特点:在压裂时的井底压力和温度下，泡沫质量一般为６０％～８５％随着泡沫质量的增加，泡沫压裂液的粘度增加、摩阻增大、滤失减少、压裂液效率增加滤失少（气体本身就是降滤剂）排液较彻底，对地层伤害小悬砂能力特别强，砂比可高达７０％液化汽压裂液酸基压裂液液态CO2压裂液醇基压裂液醇基压裂液之甲醇压裂液具有甲醇压裂液的所有优点，而目乙醇无毒。乙醇价格比甲醇更贵;乙醇易燃，易挥发；稠化剂中的大分子集团和压裂液残渣对储层有一定伤害。4、压裂液添加剂降滤剂防膨剂防膨剂种类A防膨剂种类B杀