5 – 支撑剂继续进入裂缝到达裂缝端部 ，压裂液滤失 6 – 携砂液泵注完成，压裂液继续滤失
7 – 裂缝闭合，形成一定导流能力的支撑
h 裂缝
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一、压裂基本原理 压裂液滤失的三个过程
滤饼区的流动 滤饼控制过程
侵入区的流动 压裂液粘度控制过程
地层流体的压缩
地层流体粘度及压缩控 制过程
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二、压裂设计方法
压裂施工设计计算步骤（正设计）
• 正设计:根据压裂施工规模预测增产倍数
a.确定前置液量、混砂液量以及砂量； b.选择适当的施工排量、计算施工时间； c.计算动态裂缝几何尺寸； d.支撑剂在裂缝中的运移分布，确定支撑裂缝几何尺寸；
e.预测增产倍比。
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二、压裂设计方法
压裂施工设计计算步骤（逆设计）
a. 根据增产要求确定裂缝长度和导流能力； b. 预选施工排量、前置液量和携砂液量； c. 计算动态裂缝几何尺寸； d. 支撑剂在裂缝中的运移与分布，确定支撑裂缝几何尺寸； e. 计算支撑裂缝长度和导流能力以及增产倍比； f. 如果满足增产要求则结束，否则重选液量、砂量，返回
勘探阶段 增加工业可采储量，扩大勘探成果；
开发阶段
– 油气井增产
– 水井增注
– 调整层间矛盾 改善吸水剖面
– 提高采收率
其它方面：井网结构调整
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一、压裂基本原理 裂缝的形成过程
1 –开始泵入压裂液，地层破裂 2 – 裂缝延伸 3 –支撑剂随压裂液开始进入裂缝
4 – 随着泵注的继续，支撑剂进入裂缝深处
低伤害率：岩芯伤害率小于20%
应用范围：适应于50℃〜80℃的储层。
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测井、录井、岩心物性分析、岩石力学等….）h
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一、压裂基本原理 水力压裂概念
压裂：若液体被泵入井中的速度快于液体在地层中 的扩散速度，将不可避免地使地层压力升高 并在某些点发生破裂。
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一、压裂基本原理
所谓压裂就是利用水力作用，使油层形成裂 缝的一种方法，又称油层水力压裂。油层压裂工 艺过程是用压裂车，把高压大排量具有一定粘度 的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加 入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝，提高油层的 渗透能力，以增加注水量(注水井)或产量(油气井)。 常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状 压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液多种基本类型。
（c）重新计算。
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二、压裂设计方法
常用的压裂设计软件
Shell公司的ENER FRAC，
Meyer & Assocs公司MFRAC，
Reservoir engineering system(RES)公 司的FRACPRO，
Schlumberger公司的FRAC HIT等。
全三维压裂软件有：
Trra Tek inc公司的TERRAFRAC，
延迟胶联压裂液
•低浓度瓜胶压裂液
速溶瓜胶压裂液
•稠化水压裂液
酸基压裂液....
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三、压裂体系
常规压裂液体系
➢ 低温压裂液体系（临界交联）
该压裂液体系是以羟丙基瓜胶为稠化剂、以硼酸盐为交联剂，
加以低温破胶激活剂等添加剂的压裂液配方体系。具有流变性能
好、低温快速彻底破胶、残渣少、伤害小等特点。
主要技术性能指标：
Marathon oil公司的GOHFER，
Lekig University的HYFRAC 3D等。
FracproPT三维压裂设计软件；
FracCADE三维压裂设计软件；
Stimplan(F3D与P3D裂缝模拟)
西南石油学院压裂设计软件；
中石油研究院开发的拟三维压裂软件等
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二、压裂设计方法
压裂施工参数的多级优化技术
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一、压裂基本原理 压裂井场地面布置流程
1.作业机；
2.油井；
3.排污池
4.平衡车
5.消防车
6.压裂车
7.拉砂车
8.混砂车
9.大罐
10.仪表车
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一、压裂基本原理
水力压裂作用
三种原因：
1、穿透近井地带的伤害，使井恢复其自然产能； 2、在地层中延伸有高导流的通道，使产量超过自然水平； 3、改变在地层中的液体流动。
十变优化参数：排量、压裂液类型（黏度）、支撑剂类
型、支撑剂粒径、稠化剂浓度、交联比、破胶剂浓度、 砂液比、压后放喷油嘴尺寸、抽汲及生产期的井底流压 （考虑应力敏感后，不同时期要求不同的值）。
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二、压裂设计方法
压裂多级优化技术示意图 ——“十变”分阶段优化参数
线性胶
深井低浓度稠化剂
压裂液类型
降低稠化剂浓度
压裂液类型
放喷油嘴尺寸
停泵后算起 增 大 方 向
时 间h
稠化剂浓度 支撑剂粒径
破胶剂
砂液比 排量 交联比
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三、压裂体系
压裂液体体系
压裂液体系－不同地层温度系列压裂液（20°C—150°C）
•瓜尔胶压裂液系列
香豆胶压裂液系列
•泡沫压裂液
次生热及次生泡沫压裂液
•清洁压裂液
低分子环保型压裂液
•醇基压裂液
一定延迟交联有机硼为交联剂，加其它添加剂组成的压裂液
配方体系。具有交联时间可调、流变性能好、彻底破胶、残
渣少、伤害小等特点。
主要技术性能指标：
延迟交联时间：3090s可调
稳定性： 170S-1连续剪切1.5h，粘度≥100mPa.s
低摩阻：小于清水的50%
破胶性能：破胶时间23h，水化液粘度≤5.0mPa.s
理论基础：裂缝扩展的精细模拟和裂缝温度场优化结果；
优化形式：每一个优化参数，不应是恒定值，如排量，
随裂缝的扩展，滤失越来越大，只有不断地增加排量后
才能保持裂缝的稳定和恒速扩展。换言之，其实质是将 整个裂缝扩展过程分段，每一段单独进行优化，由于每 一段的温度和裂缝扩展规律不完全一致，因此，每一段 都对应一优化的施工参数；
延迟交联时间：3060s 稳定性： 170S-1连续剪切1h，粘度70100mPa.s
低摩阻：小于清水的50%
破胶性能：破胶时间24h，水化液粘度≤5.0mPa.s
低伤害率：岩芯伤害率小于25%
应用范围：适应于25℃〜50℃的储层。
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中国 . 西安
三、压裂体系
➢ 中温压裂液体系
该压裂液体系是以低浓度的羟丙基瓜胶为稠化剂、具有
油田增产技术—主要涉及的学科 （Hydraulic Fracturing)
— 水力压裂力学
— 水力压裂材料性能与评价
— 水力压裂裂缝延伸模拟
— 支撑剂在裂缝中运移分布
— 水力压裂效果分析
— 水力压裂工艺技术
— 水力压裂诊断评估技术
—压裂地质学（对储层的认识、储层保护、