壓裂設(shè)計(jì)步驟

1、12一、壓裂設(shè)計(jì)（一） 地質(zhì)設(shè)計(jì)（二） 工程設(shè)計(jì)3 1. 壓裂施工井的基本情況和動(dòng)態(tài)資料；壓裂施工井的基本情況和動(dòng)態(tài)資料； (1) 施工井的基本數(shù)據(jù)施工井的基本數(shù)據(jù) (2) 壓裂層段基本數(shù)據(jù)壓裂層段基本數(shù)據(jù) (3) 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料(油井生產(chǎn)方式，油咀尺寸（或泵徑），油套壓， 流壓，目前地層壓力，油氣產(chǎn)量，氣油比，含水率等。) 2. 低產(chǎn)原因分析；低產(chǎn)原因分析； 3. 施工目的依據(jù)施工目的依據(jù),效果預(yù)測(cè)；效果預(yù)測(cè)； 4. 確定施工參數(shù)確定施工參數(shù)； 5. 選擇管柱選擇管柱,確定壓裂方式確定壓裂方式,校核管柱強(qiáng)度；校核管柱強(qiáng)度； 6. 成本核算成本核算,效益分析；效益分析； 7. 制定安

2、全措施；制定安全措施；45 水馬力: 在單位時(shí)間內(nèi)將一定量的液體提升或泵送一定距離所需要的功率6n為不小于為不小于n1,n2的整數(shù)的整數(shù) (8) 確定平衡壓力確定平衡壓力78 1. 由由Pc 確定確定(KfWf) (一組數(shù)據(jù)一組數(shù)據(jù)) 2. 由由(KfWf) 及及Jf/J0 確定確定LD (一組數(shù)據(jù)一組數(shù)據(jù)) 3. 確定確定H,A (有效縫面積有效縫面積) 2RAHLA2 4. 確定壓裂液配方確定壓裂液配方(若干若干), 計(jì)算計(jì)算C (一組數(shù)據(jù)一組數(shù)據(jù)) 5. 給定給定Q (若干若干), 計(jì)算縫寬計(jì)算縫寬W (若干組數(shù)據(jù)若干組數(shù)據(jù)) 6. 用試算法確定施工時(shí)間用試算法確定施工時(shí)間 t (若干組

3、數(shù)據(jù)若干組數(shù)據(jù)) 給定給定t,計(jì)算計(jì)算A,將此將此A與步驟與步驟3中的中的A對(duì)比對(duì)比,若不相符若不相符,重定重定t值再試值再試9 7. 確定壓裂液總量確定壓裂液總量 (若干組數(shù)據(jù)若干組數(shù)據(jù)) V=Qt 8. 確定加砂量確定加砂量 (若干組數(shù)據(jù)若干組數(shù)據(jù)) Vs= 裂縫砂濃度裂縫砂濃度(Kg/m2)面積面積A/每方砂重每方砂重 9. 攜砂液量攜砂液量=Vs / 砂比砂比(體積濃度體積濃度) 10. 頂替液量頂替液量=井筒體積井筒體積頂替液量頂替液量10壓裂設(shè)計(jì)舉例：壓裂設(shè)計(jì)舉例： 已知某油井，基本參數(shù)如下：已知某油井，基本參數(shù)如下： 1油層參數(shù)油層參數(shù)： (1) 油層深度油層深度2500m, (

4、2) 油層厚度油層厚度15m, (3) 每米射孔每米射孔10孔，孔徑孔，孔徑10mm, (4) 油層壓力油層壓力26.2MPa， (5) 生產(chǎn)流壓生產(chǎn)流壓15.0MPa, (6)孔隙度孔隙度 10%, (7) 滲透率滲透率2.510-3m2, (8) 地層溫度地層溫度80C11(9) 井徑井徑9”,(10) 油層套管油層套管5”,油管油管 2” ,(11)流體壓縮系數(shù)流體壓縮系數(shù)610-3 (MPa)-1,(12) 巖石彈性模量巖石彈性模量 2.5104MPa, 泊松比值泊松比值0.25 (13) 地層油粘度地層油粘度 210-3 PaS, (14) 井距井距 400400 m2. 12 2.

5、 壓裂液參數(shù)壓裂液參數(shù) (1) 流態(tài)指數(shù)流態(tài)指數(shù) n=1.0, (2) 稠度系數(shù)稠度系數(shù)K=0.03NSn/m2(PaSn), (3)密度密度1000kg/m3,(4) C3=910-3 m/(min), (5) 水摩阻水摩阻650kPa/100m,(6).壓裂液摩阻為水的壓裂液摩阻為水的70% 3.3.施工參數(shù)施工參數(shù) (1) (1) 破裂壓裂梯度破裂壓裂梯度0.018MP0.018MPa a/m,(2) /m,(2) 排量排量1.81.8 m m3 3/min, (3) /min, (3) 砂子粒徑砂子粒徑0.42-0.84mm(40-200.42-0.84mm(40-20目目),),砂砂

6、子密度子密度2650Kg/m2650Kg/m3 3 (4) (4)縫內(nèi)砂濃度：縫內(nèi)砂濃度：4.87Kg/m4.87Kg/m2 2134.4.設(shè)備參數(shù)設(shè)備參數(shù) 壓裂車(chē)單車(chē)功率壓裂車(chē)單車(chē)功率h hp p=530KW, =530KW, 最大壓力最大壓力50.0MPa ,50.0MPa ,壓裂車(chē)效壓裂車(chē)效率率0.85,0.85,泵壓泵壓30.0-40.0MPa30.0-40.0MPa時(shí)時(shí), ,排量排量0.85-0.63m0.85-0.63m3 3/min. /min. 試進(jìn)行壓裂施工設(shè)計(jì)分析試進(jìn)行壓裂施工設(shè)計(jì)分析 此例中既沒(méi)有給定壓裂要達(dá)到的增產(chǎn)倍數(shù)，也沒(méi)有給此例中既沒(méi)有給定壓裂要達(dá)到的增產(chǎn)倍數(shù)，也沒(méi)

7、有給定施工所需的壓裂液和支撐劑用量，因此，既不屬于第一定施工所需的壓裂液和支撐劑用量，因此，既不屬于第一類(lèi)，也不屬于第二類(lèi)，若按第一類(lèi)方法設(shè)計(jì)則應(yīng)首先確定類(lèi)，也不屬于第二類(lèi)，若按第一類(lèi)方法設(shè)計(jì)則應(yīng)首先確定增產(chǎn)倍數(shù)，增產(chǎn)倍數(shù)，P PC C通過(guò)實(shí)驗(yàn)或查圖求出通過(guò)實(shí)驗(yàn)或查圖求出K Kf fW Wf f由由K Kf fW Wf f查圖求出可能的增產(chǎn)查圖求出可能的增產(chǎn)增產(chǎn)倍數(shù)。增產(chǎn)倍數(shù)。 若按第二類(lèi)方法設(shè)計(jì)若按第二類(lèi)方法設(shè)計(jì), ,則應(yīng)首先確定壓裂液總量則應(yīng)首先確定壓裂液總量, ,先假設(shè)先假設(shè)一組不同的壓裂施工排量一組不同的壓裂施工排量: :Q tLQ tLa aWWf fKKf fW Wf fJJf f

8、/J/J0,0,最后確定最優(yōu)方案最后確定最優(yōu)方案. .此題按第一類(lèi)方法設(shè)計(jì)此題按第一類(lèi)方法設(shè)計(jì)14解解: : ( (一一) ) 確定壓裂增產(chǎn)倍數(shù)及縫面面積確定壓裂增產(chǎn)倍數(shù)及縫面面積 1.1.破裂壓力破裂壓力 = 0.018= 0.0182500=45.0MPa2500=45.0MPa 2. 2.閉合壓裂閉合壓裂: : P PC C =P =PF F-P-Pf f=45.0-15.0=30.0MPa =45.0-15.0=30.0MPa 圖圖717 砂子與陶粒的導(dǎo)流能力砂子與陶粒的導(dǎo)流能力 3. 3. 在閉合壓力在閉合壓力P PC C=30.0MPa=30.0MPa條件下，采用粒徑條件下，采用粒

9、徑0.42-0.840.42-0.84的的石英砂進(jìn)行導(dǎo)流能力試驗(yàn)石英砂進(jìn)行導(dǎo)流能力試驗(yàn), ,當(dāng)裂縫單位面積砂濃度為當(dāng)裂縫單位面積砂濃度為4.87Kg/M4.87Kg/M2 2時(shí)，查圖時(shí)，查圖7-177-17，導(dǎo)流能力，導(dǎo)流能力K Kf fW Wf f =50 =50 4. 4.假設(shè)產(chǎn)生垂直縫（假設(shè)產(chǎn)生垂直縫（ =15-18=15-18，地層深度，地層深度2500M2500M，一般產(chǎn)，一般產(chǎn)生垂直縫）。導(dǎo)流能力比：生垂直縫）。導(dǎo)流能力比： HPFcmm 24 . 02001047. 2405 . 210501047. 2402424AKWKff15 取有效縫長(zhǎng)為供油半徑的取有效縫長(zhǎng)為供油半徑的5

10、0%能獲得最理想的增產(chǎn)倍數(shù)能獲得最理想的增產(chǎn)倍數(shù)和較好的經(jīng)濟(jì)效益和較好的經(jīng)濟(jì)效益.供油半徑為井距之半供油半徑為井距之半,則縫長(zhǎng)為則縫長(zhǎng)為: La=20050%=100m 5.確定填砂裂面積確定填砂裂面積 另由測(cè)井資料知道另由測(cè)井資料知道,該油層上下無(wú)遮擋層該油層上下無(wú)遮擋層,裂縫將在油層上裂縫將在油層上下同時(shí)延伸下同時(shí)延伸(假設(shè)上下各超越假設(shè)上下各超越5m),取縫高為取縫高為25m縫面積縫面積: 250001002522mLHAaf ( (二二) ) 確定壓裂液用量及加砂量確定壓裂液用量及加砂量 1.1.壓裂液濾失系度壓裂液濾失系度: : 由流態(tài)指數(shù)由流態(tài)指數(shù)n=1n=1可知可知1635 .

11、0311017. 203. 01 . 0)2 .260 .45(105 . 2171. 0171. 003. 0fafPKCspKmin/m35 .021025.2136.0fCKPCmin/m3108.9Cmin/m2.2.求泵注時(shí)間求泵注時(shí)間: : 設(shè)動(dòng)態(tài)縫長(zhǎng)為設(shè)動(dòng)態(tài)縫長(zhǎng)為110M(110M(比有效縫多比有效縫多10m)10m)17由公式由公式 得得: : 取泵注時(shí)間為取泵注時(shí)間為7373分鐘分鐘3 3求壓裂液用量：求壓裂液用量： 4 4求加砂量：求加砂量：按每平方米含砂按每平方米含砂4.87Kg4.87Kg，每方砂重，每方砂重2650 Kg2650 Kg計(jì)算計(jì)算HCtQL21min738

12、 .1110108 .92522232QHCLt3131738 .1mtQU319.92650500087.4mVs5 5求攜砂液求攜砂液: :采用砂比采用砂比15%15% 9.19/15%=61.3 m 9.19/15%=61.3 m3 3186 6頂替液：頂替液： 采用油管壓裂液時(shí)采用油管壓裂液時(shí) 井筒體積井筒體積= m= m3 3取頂替液取頂替液10M10M3 3 （為防止產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，頂替液體積，一般（為防止產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，頂替液體積，一般不得超過(guò)井筒體積的不得超過(guò)井筒體積的1.51.5倍）倍）前置液：前置液：131-61=70M131-61=70M3 355. 72500062. 042檢驗(yàn)前置液用量：檢驗(yàn)前置液用量： t=V/Q=70/1.8=38.9 mint=V/Q=70/1.8=38.9 min73108.9259.388.1214L19d ds s=0.42-0.84mm=0.42-0.84mm W 2-3d W 2-3ds s 前位置液用量能滿足支撐劑進(jìn)入裂縫的要求前位置液用量能滿足支撐劑進(jìn)入裂縫的要求 mmmHGLQWff5005.0153.0412（三）確定泵壓及壓裂