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第二章 油层压裂酸化技术 一．油层压裂技术 （一）压裂的目的与原理 1．油层压裂的目的 (1)改造低渗透油层的物理性质，降低流动阻力，提高油井的产油能力； (2)减缓层间矛盾，使高、中、低渗透率的油层都能合理开采，提高油井利用率 (3)压裂可以解除近井地带的堵塞和油层污染； (4)压裂是油井增产的主要措施。 2．油层压裂基本原理 油层压裂是利用液体传递压力，把压裂车产生的高压传递到井底附近。当具有一定粘度 的压裂液注入井底附近后，压力有一个持续升高的过程，压力较低时油层吸人液体，当注入 速度大于油层吸人速度时，多余的液体就在油层附近憋成高压。当此压力超过地层破裂压力 后，油层就会在最薄弱的地方开始破裂形成一条或数条裂缝，继续注入携带有高强度固体颗 粒的压裂液扩展裂缝并使之充填。当停泵卸压后，由于固体颗粒——支撑剂的支撑作用，裂 缝不闭合或不完全闭合，在地层中形成一条有足够长度、宽度和高度的填砂裂缝，裂缝具有 很高的渗透能力，扩大了油气水的渗滤面积，油气可畅流入井，同样注入水也可顺利注入地 层中。 (二)相关技术术语 (1)破裂压力：是指油层压开时的井底压力。它取决于油层深度、油层性质、油层原始 裂缝发育情况等因素。 (2)含砂比：支撑剂与携砂液之比。含砂比过高或过低，对压裂效果都有不良影响。 比的大小主要根据砂粒直径、携砂液性能、裂缝渗透性及液体流速等因素确定。 (3)压裂液用量：它是指前置液、携砂液、顶替液三部分液量的总和。 前置液：压开裂缝之前所用液体。其作用为压开地层延伸裂缝，并保持裂缝具有足够的 长度和宽度，同时起降温冷却地层作用。其用量应从液体性质、地层吸收能力以及压裂方式 等面考虑。 携砂液：指携带支撑剂进入裂缝，并扩展和延伸裂缝的液体。其用量可根据砂量、含砂 比计算出来。 顶替液(后置液)：指将注入井筒内的携砂液顶替入地层的液体。其用量如果不足会造成 砂子在管柱内沉积，形成砂堵；用量过多，会将砂子推向地层深处，是近井地带的裂缝失去 支撑闭合，影响压裂效果。其用量应是压裂泵、地面管汇、压裂管柱内容积之和。 (4)压裂方式：指单层压裂(分层压裂)或笼统压裂(合层压裂)等几种管柱形式。在发挥 现有设备能力，取得最好效果的原则下，应根据地层破裂压力、固并质量、套管强度及本油 区的现场经验确定采取何种压裂方式。 (5)压裂车组：根据压裂施工的设计压力和排量所需的功率确定使用乐裂车数量。混砂 车数量根据压裂排量、压裂方式等确定。  (6)最高施工泵压：根据压裂设备、地面管线、井口设备、井下封隔器及套管抗压强度 等确定的最大施工压力。原则是既要保证施工的安全，又要最大限度利用现有的条件达到压 裂增产的目的。 (7)压裂液：压裂施工中的所有使用的入井流体统称压裂液。压裂液种类有油基 酸基和气化(co2)压裂液等四种类。 (8)支撑剂：指用来支撑裂缝的固体颗粒。支撑剂要有一定抗压强度，颗粒要有 度、粒度，还要有一定的密度。支撑剂主要有石英砂、陶粒砂、核桃壳等。 (三)压裂设备 水力压裂设备主要包括压裂车组、混砂车、仪表车、管汇车 做介绍。 (四)压裂工具 运液罐车和砂罐车等。这里不压裂井下工具主要有封隔器和水力锚，地面有压裂高压井口。 器等工具。这些工具的结构、原理请看上册有关章节。 (五)压裂施工步骤及安全注意事项 1．压裂施工步骤 另外分层压裂还使用喷砂 (1)循环。目的是鉴定各种设备的性能，检查管线、井口是否畅通。 (2)试压。检查井口总闸门以上设备、井口、地面连接管线是否能承受施工所需高压。 (3)试挤。用来估计最高破裂压力和油层吸水指数。试挤压裂车数开始由 1～2台进行， 并逐渐增加至压力、排量平稳为止。 (4)压裂。试挤正常后，按设计加大排量，使井底压力迅速上升，直到压开油层并造缝， 加砂。注意按设计要求砂比逐渐增大，且加砂均匀，尽量加大排量，中途不得停泵。 (5)顶替。按设计加完砂量后，立即泵人顶替液，替挤时保持压裂时的排量和压力不变。 (6)关井扩散压力。并测压降曲线。 (7)放喷。用油嘴控制放喷，进行返排液和求产。 2．安全注意事项 (1)施工现场严禁用明火，严禁吸烟。高压区严禁非岗人员接近。 (2)为防损坏设备，压裂车安全销子不准超过最高工作压力，在处理刺漏时必须放空压 力。 (3)施工中要注意防砂堵、防卡管。要注意： ①压裂管柱结构必须合理，喷砂器必须与井下封隔器相连，尾管长度必须大于 8m，严 禁用压裂管柱进行替喷和打捞作业。 ②必须严格检查下井工具，要灵活好用，无损伤，符合质量标准要求。 ③压裂液、压裂砂必须在现场进行抽样检查，合格后方可使用。 ④压裂时作业车(包括备用车)不准熄火，以备必要时及时活动管柱。 ⑤严禁在正常压裂施工时套管放喷。 ⑥现场所有人员必须服从压裂现场指挥人员指令。 (4)压裂管柱螺