【优选】采油工艺原理教学课件+第六章油层水力压裂PPT文档.ppt
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目录绪论第一节压裂机理第二节压裂液第三节支撑剂绪论二、油气井增产、水井增注途径2)当闭合压力一定(即确定的油层,在一定是时间内),同时选定了支撑剂后(产地、粒径、园度、强度等),增加砂子在裂缝中的排列层数是提高其的主要途径。特点:高粘度、低摩阻、地层破胶、其它添加剂。深层可考虑选用粒径较小的石英砂,铺砂浓度取大一些;(1)假定地层为均匀的水平应力场;支撑剂在水平裂缝中的运移沉降规律是:社,1995年一般说来,压裂液质量不佳(滤失系数大),提高排量以达到延长裂缝的目的,常会使摩阻增大,泵压升高,给施工带来困难,这是不经济的。由于砂堆不断增高,使携砂液流动的通道逐渐变小,流速加快,沉积在砂堆面上的砂子又被卷起来继续向前运动。由广义虎克定律:该定律描述了在三向应力状态下,主线应变与主应力之间的关系。当x、y>z:产生水平裂缝;a──园孔(井眼)半径,m;逆断层或构造褶皱带受压部分:把井筒看成是一个具有无限壁厚的厚壁园筒,由弹性力学中的拉梅公式给出其周向应力的计算公式:是在哪些前提条件下推导出来的。在此流速下,颗粒的沉降与卷起处于动平衡状态。对均质地层,则于最大周向应力发生在θ=00、1800的对称点(θ=00、2700的对称点),因此,产生垂直缝时,总是对称延伸。“所谓高粘液体”-相对于地层流体高得多的液体(例如用原油作压裂液压气层)υ/(1-υ)-称为侧压系数,它反映了水平应力接近垂向应力的程度。四、各类储层中增产方法的使用五、水力压裂、酸化的作用七、水力压裂控制井喷水力压裂参考文献水力压裂是油田开发中一项重要的增产增注措施。它利用水力传压作用,使油层产生裂缝,从而解除井底堵塞,改善低渗透地层的渗流条件,达到增产增注目的。图6-1裂缝形成过程示意图a—形成井底高压b—产生裂缝c—注入支撑剂d—压裂前为径向流e—压裂后为单向流压裂施工曲线分析二、地层岩石的应力及其分布(二)地应力:地层岩石单位面积上存在的内力。正应力:垂直于单元体截面的应力分量。(通常称为主应力或轴应力)剪应力:相切于单元体截面的应力分量。在地层中的岩石单元体主要受到三对相互垂直的主应力作用。一旦把这三对主应力大小和方向搞清楚,就明白压开裂缝所需的力和其方向了。压裂地层主要是克服正应力(也叫主应力或轴应力,当然也要克服抗张强度即拉应力,但要小得多)=1.垂向应力作用于地层岩石单元体上的垂向主应力来自上覆岩层的重力。岩石相对密度一般为:2300;有效垂向应力:Ps---地层压力或流体压力同理:由于周围岩石的应力作用:υ─岩石波松比(通常取υ=~)υ/(1-υ)-称为侧压系数,它反映了水平应力接近垂向应力的程度。分析(6-4),υ/(1-υ)<1,得到:结论:垂向主应力总是大于侧向应力。结论的前提条件:(1)假定地层为均匀的水平应力场;(2)忽略了地质构造力的影响。3.地质构造力对地应力的影响构造应力是指构造运动引起的地应力增量。构造变动:由地壳运动所引起的岩层变形和变位的结果。非构造变动:由重力、流水、冰川等外力作用所引起的岩层变形和变位的结果。图6-3断层形成示意图形成断层的条件:(二)井眼引起的井壁上应力集中地层在钻开之前,处于受力平衡状态。钻开之后,这种平衡就被打破了。并在井壁上出现应力集中现象,如图6-4所示。例:一堆砖,当抽掉A砖后,原来三块砖承受的重力改由两块砖承受,因此在留下两块砖上压应力增加了。同样的道理,当一块板原来承受均布压应力,如果在板上钻一孔,由于孔内材料被挖掉,它所承受的应力当然也要转移到两侧,即产生孔附近的应力集中。图6-4应力集中现象示意图rx=Y时=2Y=2x此时说明什么问题?当x>y时()0,180=()min()90,270=()max此时又说明了什么?()max发生在何处?当r增加时,如何变化?这种变化又说明什么,在水力压施工中有何实际意义?讨论:在园孔壁上(r=a处):(1)x=Y时,=2Y=2x即:1)孔壁上各点的周向应力相等,与θ值无关。2)井壁处为地层深部的两倍,即出现了应力集中。(2)x=Y时当θ=0°、180°时:σθ=3σY-σX当θ=90°、270°时:σθ=3σX-σY1)若σX>σY,则最小的周向应力发生在X轴上,最大的周向应力发生在Y轴上。(σθ)0°、180°=(σθ)min,(σθ)90°、180°=(σθ)maxA2)若σY>σX,则最小周向应力发生在Y轴上,最大周向应力发生在X轴上。(σθ)0°、180°=(σθ)max,(σθ)90°、270°=(σθ)min记:水平应力谁