支撑剂导流能力实验装置改进

⑴ 压裂工艺优化措施

(一)传统水力压裂的不足

1.压裂过程中产生煤粉

在煤层气井内压裂过程中,煤储层破裂及压裂砂容打磨会造成大量煤粉的生成,前置液阶段,煤层破裂产生少量的煤粉;携砂液阶段,压裂液与压裂砂冲刷产生大量煤粉,一是压裂造缝使煤储层破裂产生较多煤粉,二是压裂砂的磨蚀作用产生大量煤粉。因此,在整个压裂过程中都存在煤粉产生问题。

2.压裂过程中产生煤泥

在压裂液与煤层相互作用过程中,煤层的泥质胶结物和水敏矿物遇水膨胀,形成煤泥,与煤粉共同产出。此外,煤系地层中的泥岩、煤层中泥质夹矸和泥质胶结物等同样会遇水生成煤泥。其综合影响造成煤层中的气水难以通过裂缝壁面进入高渗通道,经过一段时间的煤层气排采生产后,更多的煤粉煤泥进入支撑裂缝中,堵塞渗流通道。

(二)间接压裂原理

间接压裂是指在煤层及煤层与顶板砂岩界面射孔压裂。间接压裂时,裂缝可以在砂岩中延伸,产生的裂缝长度更长,支撑剂可以更有效支撑,储层裂隙导流能力得以增强,同时可以有效降低煤粉产出。

⑵ 求问一个导流能力的单位怎么理解

裂缝渗透率关键是看用的支撑剂在闭合应力下的渗透率，通常几百个达西没问题的

⑶ 保德区块中低阶煤压裂存在的问题及技术对策

彭少涛 刘川庆 朱卫平 孙 斌 刘学鹏

( 煤层气开发利用国家工程研究中心，北京 100095)

摘 要: 鄂尔多斯盆地东缘保德区块以中低阶煤为主，分布十分广阔，虽然其含气量不高，但其煤岩厚度大，渗透性好，机械强度高，具有高产潜质。目前，保德区块压裂施工中面临压裂液滤失极大，造缝不充分，加砂困难的问题，易导致施工失败，影响压裂效果。本文针对 2010 年压裂施工中所遇到的难题，开展了煤层气井地质与压裂施工资料的统计与分析，总结了问题的原因，提出了从优选压裂液体系、优化支撑剂组合、调整施工工艺入手的技术对策; 该研究成果可为今后保德区块中低阶高渗煤层的压裂工作提供可参考的依据，从而为储量目标的完成与产能建设提供技术保障。

关键词: 保德区块 中低阶煤 压裂 技术对策

The Problems and the Corresponding Technical Strategies of Low Rank Coal Fracture in Baode Block

PENG Shaotao LIU Chuanqing ZHU Weiping SUN Bin

( China United CoalBed Methane National Engineering Research Center，Beijing 100095，China)

Abstract: Low rank coal is the main kind of coal in Baode block of Ordos Basin，which is very broadly dis- tributed. Though the gas content is not high，it has a high yield potential for big coal thickness，good permeability and high mechanical intensity. Currently，it easily leads to fracturing failure for enormous filtration and insufficient fracture extension，which affect the gas proction greatly. In this article，aiming at the fracturing problems in 2010，we started statistics and analysis of geological and fracturing data. After summarizing the reasons，we pres- ented some technical strategies，which include preferring fracturing fluid，proppant portfolio optimization and process adjustment. The research fruit in this article will provide a basis for reference of low rank coal fracture， and also offer technical support for proction capacity building.

Keywords: Baode block; low rank coal; fracturing strategy

作者简介: 彭少涛，男，1970 年 11 月生，2007 年获西南石油大学硕士学位，现为高级工程师、煤层气开发利用国家工程研究中心储层改造所所长，长期从事石油、天然气、煤层气勘探开发技术研究与管理工作，通信地址:北京市海淀区中关村环保科技园地锦路 7 号 1 幢，邮编: 100095，E mail: pengst@ nccbm. com. cn

1 前言

煤层气是一种非常规的天然气资源，是成煤过程中生成的以甲烷为主要成分的各种烃类气体，经运移、散失后，仍保留在煤层和顶底板岩石中的部分。煤层中游离气很少，煤层甲烷主要以吸附状态(70%～90%)附在煤层微孔隙内表面上。煤层吸附甲烷的能力随着压力升高而增大，饱和后以游离态存在，少量溶于水中^［1］。煤层的裂隙系统是煤层甲烷运移的主要通道，但其连通性差、渗透率低，难以形成具有高导流能力的通道。为了开采这种气体，必须采出大量的水，降低裂隙系统的压力，气体从煤层表面上解吸进入裂隙系统。为了使气体从裂隙系统流入井筒，必须在煤层的天然裂隙与井筒之间建立起有效的连通孔道，而产生这种连通孔道的最有效的方式是对煤层进行压裂。

2 保德区块中低阶煤特性

保德区块位于鄂尔多斯盆地东北缘，晋西挠褶带的北端;总体形态为向西缓倾的大型单斜构造，地层倾角较为平缓;构造简单，走向近北东。区内煤岩Ro介于0.68%～1.1%，平均0.72%，煤阶较低，以气煤为主，次为肥煤，属于中低阶煤。虽然煤阶较低，含气量不高，但其埋藏较浅，渗透性好，具有高产潜质。

通常情况下，中低阶煤具有割理发育，渗透率较高，机械强度相对高，含气量低的特点。通过查阅相关资料，证实:

(1)保德区块煤岩割理较为发育，面割理密度在5～13条/5cm，渗透率较高，介于0.3～12mD，一般在2.5～8mD;

(2)根据煤芯岩石力学参数实验，弹性模量为10501.9MPa，泊松比为0.23;对比韩城、吉县区块(弹性模量在1355～9755，泊松比在0.22～0.45)来说，保德区块机械强度相对高;

(3)区内发育两套主力煤层，从含气量来看:X1^#煤层平均含气量为3.45m³/t，X2^#煤层平均含气量为4.23m³/t;相比于韩城区块(约15m³/t)和大宁—吉县区块(约11.5m³/t)来说，保德区块含气量较低。

此外，保德区块煤岩还具有其他一些特点，如:

(1)厚度大、夹矸多;保德区块主要含煤地层为二叠系山西组和石炭系太原组，煤层厚度大、分布稳定。X1^#煤层平均厚6.83m，含夹矸1～5套，平均3.6套;X2^#煤层平均厚6.94m，含夹矸0～3套，平均2套;

(2)部分煤层段具有软煤岩特征;通过对保德区块测井资料统计分析发现，大部分井X1^#煤层上部、X2^#煤层下部呈现低密度、低电阻、高声波时差，为软煤特征。

3 保德区块中低阶煤压裂存在的问题

3 保德区块中低阶煤压裂存在的问题

根据保德区块煤岩特征，结合压裂液评价实验结果，2010年优选了活性水作为保德区块主要采用的压裂液体系，并提出了大排量、大液量、射孔避开软煤层等压裂思路。

从施工情况来看，成功率仅为80%。说明2010年采用的压裂工艺不能完全满足保德区块煤层改造的需要。因此，有必要开展影响保德区块活性水压裂成功率的原因分析，并提出针对性强的技术对策，提高压裂施工成功率;同时，也为今后其他区块中低阶煤开发提供技术储备。

为了找到影响压裂成败的因素，提高施工成功率，我们对2010年压裂失败层的原因进行了分类统计(见图1)。

图1 2010年保德区块压裂失败原因分类统计

从图1可以看出，煤层因素占66.67%，主要表现为加砂困难，是影响保德区块压裂一次成功率低的主因。煤层因素涉及的面比较广，只有对其进行更为细化的分析，找到影响一次成功率的关键性因素，才能提出针对性强的压裂工艺改进措施。

3.1 渗透率高造成压裂液滤失大

保德区块渗透率较高，一般在2.5～8mD，远高于其他区块的煤层渗透率。因此，施工成功率较低的原因很可能是压裂液滤失大，造缝效率低，引起缝内脱砂，导致砂堵失败。为了验证是否由于滤失过大造成砂堵的原因，我们引入了压后压降分析技术，通过G函数曲线计算压裂液滤失效率。

G函数压降分析法最早由Nolte^［2］提出，20世纪80年代中期在国内外油田得到了广泛的应用。压后关井裂缝闭合期，压力动态在很大程度上有压裂液滤失特征以及裂缝形态所决定，所以可用来确定裂缝几何参数，压裂液滤失系数以及液体效率。图2是我们根据A井X2^#煤层压后压力实时数据绘制的G函数曲线图，然后根据压力曲线的斜率可计算出7.5m³/min排量的活性水滤失系数为7.1×10^－3m/min^0.5;同理，对其他一些层的压降数据进行计算，得到其滤失系数在(4.2～9.6)×10^－3m/min^0.5。由此说明，保德区块采用活性水压裂滤失非常大，是造成成功率低的一个重要原因。

3.2 割理发育、煤层非均质性强造成压裂时产生多裂缝

保德区块割理发育，面割理密度为5～8条/5cm。割理发育，就会影响并局部改变煤层气藏中的地应力分布格局，水力裂缝不再是沿最大地应力方向扩展的单一裂缝，而是形成复杂的多裂缝(俗称菊花缝)，难以形成主裂缝，造成地层加砂困难，易砂堵。

这是因为，煤层割理发育，割理处表现出的是一种弱面胶结，依据水力压裂人工裂缝的启裂机理是弱面破裂的理论，煤层压裂过程中将产生大量的分支裂缝，同时由于保德地区X1^#夹矸较多，射孔时人为将X1^#分为多段，这同时加剧了多裂缝产生的几率。

多裂缝的产生一方面消耗了驱动裂缝扩展的部分能量，另一方面将严重影响人工裂缝的宽度，造成支撑剂难以进入人工裂缝，形成砂堵。因此对于易于产生多裂缝的井，选择合适的支撑剂是压裂成功的关键。为了进一步了解保德区块压裂过程中多裂缝形成的情况，对B井和C井进行了压后净压力分析，见图4，图5。

图2 A井X2^#煤层压后压降G函数曲线

图3 多裂缝形态示意图

图4 B井净压力分析

图5 C井净压力分析

通过净压力分析得到B井和C井压裂过程中多裂缝的形成趋势:

B井开缝因子:3～5条(48min～98min)

C井开缝因子:5～7条(90min～140min)

开缝因子:指有多少条平行裂缝在争夺同一开启的裂缝空间。

因此，从以上两口井的开缝因子分析，保德区块煤层气井压裂过程中多裂缝产生严重，由于多裂缝的影响，裂缝宽度较小，往往造成压裂加砂过程中砂堵。从这一点出发尝试较小粒径支撑剂，以提高压裂一次成功率。

3.3 其他因素对压裂成败影响的分析

通过对压裂煤层数据的统计发现，扩径率是影响保德煤层压裂成败的突出因素，因为出现了支撑剂堵塞的煤层平均扩径率超过20%，而未出现砂堵的煤层平均扩径率不到12%。进一步分析认为:扩径率大，反映煤质较软，压裂时容易产生大量煤粉，堵塞在裂缝前端，影响裂缝的延伸与扩展。

另外，根据压裂工艺因素(如:液量、砂比、排量等)对煤层压裂成败影响的分析，发现:施工排量的大小及其变化也是影响煤层压裂成败的重要因素。2010年，保德区块压裂的核心理念是“低伤害、大排量、大液量”，其施工排量为7.0～8.2m³/min左右。从统计结果看，排量在7.8m³/min以上的，施工成功率约84.5%;排量在7.8m³/min以下的，施工成功率约76.1%，由此证明，适当增加排量可提高成功率。此外，排量的稳定性也是不容忽视的重要因素，因为在压裂过程中出现了支撑剂堵塞的压裂中，施工排量不稳定的占60%，稳定不变的占40%;而在压裂施工过程中未出现支撑剂堵塞的施工中，排量波动较大的占16.67%，排量有较小起伏的占25%，稳定不变的占58.33%。从这个情况来看，施工排量稳定也有利于减少支撑剂堵塞。

综上所述，影响保德区块煤层压裂施工成败因素如下:

(1)保德区块渗透性较好，导致低粘压裂液滤失大，造缝效率低;

(2)保德区块割理发育，煤层压裂过程中多裂缝产生严重，人工裂缝宽度狭小，“吃”砂能力弱，易产生砂堵;

(3)扩径率大，反映煤岩软，压裂时产生的大量煤粉堵塞在裂缝前端，影响裂缝的扩展与延伸;

(4)排量(7.0m³/min)偏小，导致活性水有效利用率低，携砂能力差，易引起砂堵;

(5)排量不稳定，尤其是中途停泵，必然导致沉砂，引起支撑剂堵塞。

4 保德区块中低阶煤压裂技术对策

针对上面分析的几个影响保德区块煤层压裂施工成败的因素，通过反复认真的思考，提出了相应的技术对策。

4.1 压裂液的优选

2011年采用的活性水作为保德区块煤层压裂的主体压裂液是基本可行的。但是，基于中低阶煤层具有渗透性好、滤失大以及其他方面的需求(例如，利于造缝和携砂，加大砂量，提高前置液百分数和砂比，降低滤失等)，可考虑引入低伤害且具有较高携砂能力的TD1清洁压裂液^［3］。根据压裂液评价实验来看，TD1清洁压裂液对保德区块煤芯的平均伤害率约为15.79%，可完全满足保德区块煤层压裂改造的需要。

另外，对于扩径率大的煤层，其煤岩软，压裂时产生的大量煤粉堵塞在裂缝前端，影响裂缝的扩展与延伸。针对这种类型的煤层，可在压裂液中加入煤粉分散剂，使煤粉在压裂液中均匀分布，避免其在裂缝前端聚集。从前期在韩城区块的试验情况来看，使用煤粉分散剂活性水压裂液，可有效降低施工压力，提高施工成功率。

4.2 支撑剂的优化组合

考虑到中低阶煤压裂时易形成扭曲的缝宽较窄的多裂缝形态，造成加砂困难，建议2011年保德区块煤层压裂时，加大40/70目中细砂的用量，以保证支撑剂更易被携带到裂缝的深部。同时开展小粒径支撑剂压裂试验，将目前常规的20～40目和16～20目支撑剂均缩小一个粒径等级，即用30～50目替代20～40目支撑剂，以20～40目替代16～20目支撑剂进行施工。从2010年底所做的裂缝内的支撑剂优化组合实验来看，适当降低支撑剂粒径，不会造成裂缝导流能力的明显下降。

4.3 提高施工排量，保证排量稳定性

通过排量的提升来降低相对滤失量，提高活性水携砂能力;同时，考虑到设备承受能力及井场实际情况，施工排量从7.0～8.0m³/min提升至8.5～9.0m³/min;此外，要求泵车在40MPa的压力下，排量能够稳定在9.0m³/min，正常工作2小时以上。

5 现场应用

5.1 概况

截止到2011年6月20日，中石油煤层气公司综合应用上述几项压裂技术对策，在保德区块施工29井次，成功率93.10%。相比2010年的施工成功率(80%)来说，有了明显提高。从压后产气效果来看，虽然投产井数少(8口)且时间较短(不足70天)，但已有4口井见气，2口井见套压，显示了良好的潜力。

5.2 应用实例

A井钻井井深750m，煤层埋深610～680m，X1^#煤层厚度8.5m，X2^#煤层14.1m，含气量6.1m³/t。2011年3月，先用102枪127弹射开X1^#，X2^#煤层，然后以8.7m³/min排量注入煤粉分散剂活性水879m³，加石英砂51.2m³(40/70目8m³，30/50目30m³，20/40目13.2m³)。压后投产55天，执行连续、稳定、缓慢、长期的排采原则，目前产气量610m³/d，且呈现出良好的上升势头。

6 认识与结论

(1)保德区块煤层渗透性好，压裂液滤失大是影响压裂成败的重要因素;

(2)保德区块割理发育，非均质性强，这些特征改变了煤层气藏地应力分布形态，使压裂时裂缝扩展呈现多裂缝形态;多裂缝的产生严重影响了人工裂缝的宽度，造成支撑剂难以进入人工裂缝，形成砂堵;

(3)优选压裂液体系，优化支撑剂组合，选择合适稳定的排量是解决保德区块煤层压裂成功率低的有效途径。

参考文献

［1］王红霞，戴凤春，钟寿鹤.2003.煤层气井压裂工艺技术研究与应用.油气井测试.12(1):51～52

［2］EconomidesMJ，NolteKG.2002.油藏增产技术(第三版).张保平等译.北京:石油工业出版社

［3］李曙光，李晓明等.2008.新型煤层气藏压裂液研究.2008年煤层气学术研讨会论文集.317～334

⑷ 物理模拟实验仪器选用

根据煤粉产出物理模拟实验的原理及目的,需要设计可以满足该实验要求的仪器装置。这些要求包括:

(1)满足模拟地层流体在煤储层裂隙之间的流动要求;

(2)满足模拟煤储层经储层改造后的裂隙展布效果要求;

(3)满足模拟煤储层在含煤地层中的赋存状态要求;

(4)满足模拟煤层气井排水→降压→采气的生产模式要求。

通过一系列的摸索与尝试,确定了该物理模拟实验仪器装置的主体系统结构,其中包括计算机监控系统、样品制备系统、泵送驱替系统、物理模拟系统、煤粉储集系统、煤粉分析系统、电力动力系统等。

(1)计算机监控系统:主要由计算机操控平台和驱替导流监测平台等组成。计算机操控平台提供半自动半人工化功能服务,通过计算机实现对驱替导流监测平台的操控,可以满足不同条件下物理模拟实验的要求。同时,驱替导流监测平台实现流体相态驱替模式、自动调控驱替流速及压力、实时监测导流状况及实时记录排出产物状况等。

表5-3 煤体结构差异对煤粉产出的影响研究实验方案

(2)样品制备系统:主要由制样模具、升降施压油缸、平台支架等组成。制备样品的前期准备工作需要碎样机、标准样品筛、电子天平等辅助设备。首先使用碎样机将煤岩样品破碎,经过标准样品筛的筛选,选用一定粒度的煤粉颗粒,依据制样模具的尺寸形状,在升降施压油缸的挤压作用下,制作煤砖样,用于煤粉产出物理模拟实验。该系统需要通过计算机监控系统控制升降施压油缸,为制样提供稳定的压力。

(3)泵送驱替系统:主要由平流泵、储液容器、驱替液、导流室、无缝钢导管、法兰等组成。该系统的工作原理是通过调整平流泵的泵送功率,使其提供一定流速的稳定流体,该流体将储液容器内的驱替液以同等速率注入导流室内,对导流室中的煤砖进行驱替作用,同时,需要导流室的左右两侧分别安装进出液孔道,并在进出口端部安装测压孔道及相应法兰。在此过程中,通过驱替导流监测平台调控平流泵的泵送功率、设置驱替作用的周期及数据记录频率等参数。

(4)物理模拟系统:主要由煤砖样、石英砂、导流室、金属垫片、塑料密封圈、差压传感器、升降施压油缸、平台支架等组成。该系统的工作原理是通过在两块煤砖中夹持石英砂颗粒进行人工造缝,模拟煤储层经过储层改造后的裂隙延展状态;由泵送驱替系统向导流室内提供一定流速的驱替液,模拟地层流体在煤储层裂隙之间的流动过程;由计算机监控系统调控升降施压油缸,使其对导流室内的煤砖产生稳定围压,模拟煤储层在含煤地层中的赋存状态。该系统是在计算机监控系统、泵送驱替系统及物理模拟系统的相互配合下进行的,由平流泵提供驱替流体,由升降施压油缸提供挤压力,由驱替导流监测平台调控记录驱替液流速、油缸压力等参数,由金属垫片和塑料密封圈来保证导流室中煤砖处于密封状态。

(5)煤粉储集系统:主要由电子天平、无缝钢导管、烧杯等组成。该系统的工作原理是收集由物理模拟系统排出的液体及其中煤粉,同时通过驱替导流监测平台对排出液进行实时称重并储存数据结果。

(6)煤粉分析系统:主要由激光粒度仪、滤纸、过滤器、恒温烘干机、电子天平、显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等组成。该系统的工作原理是采用激光粒度仪对不同实验条件中产出的煤粉进行粒度分布测试;采用过滤器及恒温烘干机将排出液中的煤粉进行过滤烘干;采用电子天平对干燥的煤粉颗粒进行精密称重;采用显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析煤粉的显微形态及物质成分。从煤粉的粒度、质量、显微状态和物质成分等角度研究煤粉的产出物性特征。

(7)电力动力系统:主要由配电箱和电动机等组成。该系统为物理模拟实验设备装置的其他系统提供电力及动力保障。

图5-1 煤粉产出物理模拟实验仪器设计示意图

根据上述物理模拟实验仪器装置功能要求,实验仪器设计如图5-1所示。通过调研,在综合考虑物理模拟实验的可行性情况下,采用HXDL-Ⅱ型酸蚀裂隙导流仪作为测试仪器。该仪器可以在标准实验条件下模拟地层压力及温度状态,可以实现气、液两相驱替过程,并能评价裂缝的导流能力。其装置流程如图5-2所示。根据上述物理模拟实验装置的说明,选用的酸蚀裂隙导流仪的主体系统均达到开展实验的要求,各个装置部件可以满足实验的需求。该仪器的各项参数是参照《SY-T 6302—1997 压裂支撑剂充填层短期导流能力评价推荐方法》标准而设定的。

图5-2 酸蚀裂缝导流仪流程示意图

⑸ 油田系统效率评价中区块中的d，e，f，g是指什么

探砂面 冲砂 探砂面是下入管柱实探井内砂面深度的施工。通过实探井内的砂面深度，可以为下步下入的其它管柱提供参考依据，也可以通过实探砂面深度了解地层出砂情况。如果井内砂面过高，掩埋油层或影响下步要下入的其它管住，就需要冲砂施工。 冲砂是向井内高速注入液体，靠水力作用将井底沉砂冲散，利用液流循环上返的携带能力，将冲散的砂子带到地面的施工。冲砂方式一般有正冲砂、反冲砂和正反冲砂三种。 洗井 洗井是在地面向井筒内打入具有一定性质的洗井工作液，把井壁和油管上的结蜡、死油、铁锈、杂质等脏物混合到洗井工作液中带到地面的施工。洗井是井下作业施工的一项经常项目，在抽油机井、稠油井、注水井及结蜡严重的井施工时，一般都要洗井。 正洗井 洗井工作液从油管打入，从油套环空返出。正洗井一般用在油管结蜡严重的井。 反洗井 洗井工作液从油套环空打入，从油管返出。反洗井一般用在抽油机井、注水井、套管结蜡严重的井。 通井 、刮蜡、刮削 用规定外径和长度的柱状规，下井直接检查套管内径和深度的作业施工，叫做套管通井。套管通井施工一般在新井射孔、老井转抽、转电泵、套变井和大修井施工前进行，通井的目的是用通井规来检验井筒是否畅通，为下步施工做准备。通井常用的工具是通井规和铅模。 下入带有套管刮蜡器的管柱，在套管结蜡井段上下活动刮削管壁的结蜡，再循环打入热水将刮下的死蜡带到地面，这一过程叫刮蜡（套管刮蜡）。 套管刮削是下入带有套管刮削器的管柱，刮削套管内壁，清除套管内壁上的水泥、硬蜡、盐垢及炮眼毛刺等杂物的作业。套管刮削的目的是使套管内壁光滑畅通，为顺利下入其它下井工具清除障碍。 油井（检泵）作业 从地层中开采石油的方法可分为两大类：一类是利用地层本身的能量来举升原油，称为自喷采油法；另一类是由于地层本身能量不足，必须人为地用机械设备给井内液体补充能量，才能将原油举升到地面，称为人工举升采油法或机械采油法。目前，油田人工举升方式主要有气举、有杆泵采油和无杆泵采油。 有杆泵采油包括抽油机有杆泵和地面驱动螺杆泵。无杆泵采油包括电动潜油泵、水力活塞泵、射流泵等。无论采用什么举升采油方式，由于油田开发方案调整、设备故障等原因，需要进行检（换）泵作业。本章着重介绍抽油机有杆泵（简称抽油泵）、地面驱动螺杆泵（简称螺杆泵）、电动潜油泵（简称电潜泵）、水力活塞泵的作业方法。 检（换）抽油泵 抽油机有杆泵采油是将抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给抽油泵，抽油泵活塞上下运动带出井内液体的采油方式，是目前各油田应用最广泛的一种人工举升采油方式，约占人工举升井数的90%左右。它主要由抽油机、抽油泵、抽油杆及配套工具所组成。 由于井下抽油泵发生故障应进行检泵。两次检泵之间的时间间隔称为检泵周期。油井的产量、油层压力、油层温度、出气出水情况、油井的出砂结蜡、原油的腐蚀性、油井的管理制度等诸多因素都会影响检泵周期的长短。 抽油井由于事故检泵的原因一般有以下几种： 1、油井结蜡造成活塞卡、凡尔卡，使抽油泵不能正常工作或将油管堵死。 2、砂卡、砂堵检泵。 3、抽油杆的脱扣造成检泵。 4、抽油杆的断裂造成检泵。 5、泵的磨损漏失量不断增大，造成产液量下降，泵效降低，需检泵施工。 6、抽油杆与油管发生偏磨，将油管磨坏或将接箍、杆体磨断，需检泵施工。 7、油井的动液面发生变化，产量发生变化，为查清原因，需检泵施工。 8、根据油田开发方案的要求，需改变工作制度换泵或需加深或上提泵挂深度等。 9、其它原因：如油管脱扣、泵筒脱扣、衬套乱、大泵脱接器断脱等造成的检泵施工等。 检泵作业施工主要包括以下施工工序： 施工准备、洗井、压井、起抽油杆柱、起管柱、刮蜡、通井、探砂面、冲砂、配管柱、下管柱、下抽油杆柱、试抽交井、编写施工总结等。 潜油电泵井作业 潜油电泵全称电动潜油离心泵，简称电泵，是将潜油电机和离心泵一起下入油井内液面以下进行抽油的井下举升设备。潜油电泵是井下工作的多级离心泵，同油管一起下入井内，地面电源通过变压器、控制柜和潜油电缆将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把油井中的井液举升到地面。近些年来，国内外潜油电泵举升技术发展很快，在油田生产中，特别是在高含水期，大部分原油是靠潜油电泵生产出来的。电潜泵在非自喷高产井或高含水井的举升技术中将起重要的作用。 典型的潜油电泵井的系统它主要由三部分组成： （1）地面部分：地面部分包括变压器、控制柜、接线盒和特殊井口装置等。 （2）中间部分：中间部分主要有油管和电缆。 （3）井下部分：井下部分主要有多级离心泵、油气分离器、潜油电机和保护器。 上述三部分的核心是离心泵、油气分离器、潜油电机、保护器、潜油电缆、变压器和控制柜七大部件。 潜油电泵井的系统组成 1-变压器；2-控制柜；3-电流表；4-接线盒； 5-地面电缆；6-井口装置；7-圆电缆； 8-泄油阀；9-电缆接头；10-单流阀；11-扁电缆；12-油管；13-泵头；14-泵；15-电缆护罩； 16-分离器；17-保护器；18-套管；19-潜油电机；20-扶正器 潜油电泵井作业程序 1、下泵作业 起原井管柱、套管刮蜡、洗井冲砂、探人工井底、测井径、通井、下丢手管柱、换套管头、井下机组下井前的地面检查、井下机组联接、电机和保护器注油、相序检查、电缆安装和下井、单流阀和泄油阀的安装、井口安装、安装电泵井口流程、启泵投产。 2、电泵起出施工 起机组前的准备、起出油管、起出电缆、起出机组、起出设备评价和运回设备。 第四章 常规注水井作业 分层注水工艺原理 油田注水是保持油层压力，使油井长期高产稳产的一项重要措施，目前我国各油田大部分都采用注水的方法，给油层不断补充能量，取得了较好的开发效果。油田注水的目的是提高地层压力，保持地层能量，以实现油田稳产高产，提高最终采收率。由于不同性质的油层吸水能力和启动压力有很大差别，采用多层段笼统注水，将使高渗透层与低渗透层之间出现层间干扰。 通过矿场试验证实，在长期笼统注水条件下，就单井而言，每口井都有干扰现象；就层段而言，大部分层段有干扰现象。注水要求是分层定量注水，在注水井通过细分层段实行分层配注，有利于减少层间干扰，解决层间和平面矛盾，改善吸水剖面，提高驱油效率，以便合理控制油井含水和油田综合含水上升速度，提高油田开发效果。 分层注水管柱 分层配水管柱是实现同井分层注水的重要技术手段。分层注水的实质是在注水井中下入封隔器，将各油层分隔，在井口保持同一压力的情况下，加强对中低渗透层的注入量，而对高渗透层的注入量进行控制，防止注入水单层突进，实现均匀推进，提高油田的采收率。我国油田大规模应用的分层配水管柱有同心式和偏心式两种。前者可用于注水层段划分较少较粗的油田开发初期，后者适用于注水层段划分较多较细的中、高含水期。此外，还有用于套管变形井的小直径分层配水管柱。 注水井井下工具 封隔器：扩张式封隔器、压缩式封隔器 配水器：固定式分层配水器、活动式配水器、偏心配水器 压 裂 压裂是指在井筒中形成高压迫使地层形成裂缝的施工过程。通常指水力压裂,水力压裂是指应用水力传压原理，从地面泵入携带支撑剂的高压工作液，使地层形成并保持裂缝，是被国内、外广泛应用的行之有效的增产、增注措施。由于被支撑剂充填的高导流能力裂缝相当于扩大了井筒半径，增加了泄流面积，大大降低了渗流阻力，因而能大幅度提高油、气井产量，提高采油速度，缩短开采周期，降低采油成本。 压裂设备及管柱 一、地面设备 1、压裂井口 压裂井口一般可分为两类： ①用采油树压裂井口。 ②采用大弯管、投球器、井口球阀与井口控制器的专 用压裂井口。 2、压裂管汇 目前压裂管汇种类很多，承压和最大过砂能力也不相同。常用的有压裂管汇车和专用的地面管汇。专用的地面管汇有8个连接头，压裂车可任选一个连接。高压管线外径Ф76mm，内径Ф60mm，最高压力可达100MPa。 3、投球器 投球器有两种，一种是前面井口装置中用于分层压裂管柱中投钢球的投球器，另一种是选压或多裂缝压裂封堵炮眼用投球器。美国进口投球器，最大工作压力100MPa，一次装Ф22mm的堵球200个，电动旋转投球每分钟12圈，每圈投4个球。 二、压裂车组 压裂设备主要包括压裂车、混砂车、仪表车、管汇车等。 1、压裂泵车 压裂车是压裂的主要动力设备，它的作用是产生高压，大排量的向地层注入压裂液，压开地层，并将支撑剂注入裂缝。它是压裂施工中的关键设备，主要由运载汽车、驱泵动力、传动装置、压裂泵等四部分组成。 2、混砂车 混砂车的作用是将支撑剂、压裂液及各种添加剂按一定比例混合起来，并将混好的携砂液供给压裂车，压入井内。目前混砂车有双筒机械混砂车、风吸式混砂车和仿美新型混砂车。混砂车主要由供液、输砂、传动三个系统组成。 3、其它设备 除了压裂车、混砂车主要设备外，还有仪表车、液罐车、运砂车等。仪表车是用于施工时，记录压裂过程各种参数，控制其它压裂设备的中枢系统，又称作压裂指挥车。 三、压裂管柱 压裂管柱主要由压裂油管、封隔器、喷砂器、水力锚等组成。目前井下管柱可分为笼统压裂管柱和分层压裂管柱。 1、压裂油管 压裂应使用专用油管。抗压强度应满足设计要求。浅井、低压可用J55钢级，内径Ф62mm油管（外径φ73mm）；中深井和深井使用N80或P105的内径Ф62mm或Ф76mm外加厚油管，最高限压分别是70Mpa和90Mpa。 2、封隔器 目前压裂用封隔器种类较多，浅井使用扩张式或压缩式50℃低温胶筒封隔器。深井使用扩张式、压缩式或机械式90℃以上胶筒封隔器。深井大通径CS-1封隔器，工作压力105Mpa，工作温度可达177℃。 3、喷砂器 喷砂器主要作用一是节流，造成压裂管柱内外压差，保证封隔器密封；二是通往地层的通道口，使压裂液进入油层，三是避免压裂砂直接冲击套管内壁造成伤害。 4、压裂管柱 压裂管柱一般分为笼统压裂管柱和分层压裂管柱。 1）笼统压裂管柱 笼统压裂管柱结构为：油管+水力锚+封隔器+喷嘴。 2）分层压裂管柱 分层压裂管柱包括： ①双封卡单层：Ф73mm或Ф88.9mm外加厚油管+水力锚+封隔器+喷砂器+封隔器+死堵。压裂之后可以用上提的方法压裂其它卡距相同层段。 ②三封卡双层：Ф73mm或Ф88.9mm油管+水力锚+封隔器+喷砂器（带套）+封隔器+喷砂器（无套）+封隔器+死堵。可以不动管柱压裂二层。 ③四封卡三层：Ф73mm或Ф88.9mm油管+封隔器+喷砂器（甲套）+封隔器+喷砂器（乙套）+封隔器+喷砂器（丙无套）+封隔器+死堵。可以不动管柱压裂三层。 在压裂管柱的丈量和组配过程中要考虑到油管由于温度效应、活塞效应、膨胀效应、弯曲效应引起的油管长度变化。 第二节 压裂液 压裂液的主要作用，是将地面设备的能量传递到油层岩石上，将油层岩石劈开形成裂缝，把支撑剂输送到裂缝中。压裂液在施工中按不同阶段的作用可分为前置液、携砂液、顶替液三种。 为了压裂施工的顺利实施，要求压裂液具有低滤失性、高携砂性、降阻性、稳定性、配伍性、低残渣、易返排等性能。随着石油工业的发展，压裂施工的规模越来越大，压裂液用量越来越大，因而压裂液还应具备货源广、成本低，配制简单等特点，以满足大型压裂和新井压裂施工。 压裂液主要分为水基压裂液、油基压裂液、乳化压裂液、泡沫压裂液、醇基压裂液、表面活性剂胶束压裂液（清洁压裂液）和浓缩压裂液等。水基压裂液成本低、使用安全，因而应用广泛。目前世界上约有70％以上的压裂作业采用的胍胶和羟丙基胍胶水基压裂液，泡沫压裂液约占总用量的25％，而油基压裂液使用很少，占5％。 支撑剂 支撑剂是水力压裂时地层压开裂缝后，用来支撑裂缝阻止裂缝重新闭合的一种固体颗粒。它的作用是在裂缝中铺置排列后形成支撑裂缝，从而在储集层中形成远远高于储集层渗透率的支撑裂缝带。使流体在支撑裂缝中有较高的流通性，减少流体的流动阻力，达到增产、增注的目的。 为了适应各种不同地层以及不同井深压裂的需要，人们开发了许多种类的支撑剂，大致可分为天然和人造两大类。支撑剂性能主要是物理性能和导流能力。 目前常用的支撑剂有天然石英砂和人造支撑剂陶粒 石英砂多产于沙漠、河滩或沿海地带。如美国渥太华砂、约旦砂和国内兰州砂、承德砂、内蒙砂等。天然石英砂的矿物组分以石英为主。石英含量（质量百分比）是衡量石英砂质量的重要指标，我国压裂用石英砂中的石英含量一般在80%左右，在天然石英砂的石英含量中，单晶石英颗粒所占的质量百分比愈大，则该种石英砂的抗压强度愈高。 一、滑套式管柱分层压裂工艺 1、管柱结构：由投球器、井口球阀、工作筒和堵塞器、多级封隔器和多级喷砂器组成。所用的封隔器以扩张式为主，特殊情况也可以用压缩式的；也可以根据施工需要，用尾喷嘴和水力锚配合滑套式喷砂进行混合组配。 打捞作业 在油水井生产过程中，由于各种原因常引起井下落物和井下工具遇卡。各种井下落物在很大程度上影响着油水井的正常生产，严重时可造成停产。因此，需要针对不同类型的井下落物，选用相应的打捞工具，捞出井下落物，恢复油水井正常生产。 一、打捞作业的分类 捞出井下落物的作业过程称打捞作业。可以从不同角度对打捞作业的性质进行分类。 1、按落物种类进行划分 根据井下落物的种类可将打捞作业分成四类： (1)管类落物打捞,如油管、钻杆、封隔器、工具等。 (2)杆类落物打捞，如（断脱的）抽油杆、测试仪器、加重杆等。 (3)绳类落物打捞，如录井钢丝、电缆等。 (4)小件落物打捞，如铅锤、刮蜡片、压力计、取样器和凡尔球、牙轮等。 2、按打捞作业的难易程度划分 这是现场上按照工程处理难易程度进行分类的一种方法，分为简单打捞和复杂打捞两种。这种划分方法便于施工准备和制定施工措施。 二、常用的打捞工具 在长期的打捞实践中，人们根据不同类型的井下落物，设计出了许多相应的打捞工具。 1、管类落物打捞工具 常用来打捞管类落物的工具有：公锥、母锥、滑块卡瓦打捞矛、接箍捞矛、可退式打捞矛、可退式打捞筒、开窗打捞筒等。 2、杆类落物打捞工具 常用工具有抽油杆打捞筒、组合式抽油杆打捞筒、活页式捞筒、三球打捞器、摆动式打捞器、测试井仪器打捞筒等。 3、绳类落物打捞工具 常用工具有内钩、外钩、内外组合钩、老虎嘴等。 4、小件落物打捞工具 常用工具有一把抓、反循环打捞篮、磁力打捞器等。 5、辅助打捞工具 常用的辅助打捞工具有铅模、各种磨铣工具（平底磨鞋、凹底磨鞋、领眼磨鞋、梨形磨鞋、柱形磨鞋、内铣鞋、外齿铣鞋、裙边鞋、套铣鞋等）、各种震击器（上击器、下击器、加速器和地面下击器等）、安全接头和各种井下切割工具等。 6、大修常用钻具和井口工具 大修常用的钻具有23/8″~31/2″正反扣钻杆、31/2″~41/8″钻铤、21/2″~31/2″方钻杆。常用的井口工具有轻便水龙头、液压钳、吊钳、安全卡瓦、各种规格的活门吊卡、井口卡瓦、方钻杆补心、钻铤提升短节、接头等。 7、倒扣工具和钻具组合 常规打捞施工时常用的倒扣工具有倒扣器、倒扣捞矛、倒扣捞筒、倒扣安全接头、倒扣下击器。常用的钻具组合有两种（自下而上）。 (1)倒扣捞筒（倒扣捞矛）+倒扣安全接头+倒扣下击器+倒扣器+正扣钻杆（油管）。 (2)倒扣捞筒(倒扣捞矛)+倒扣安全接头+反扣钻杆。 三、井下落物打捞步骤 （1）下铅摸打印，以便分析井下鱼顶形态、位置。 （2）根据印痕分析井下情况及套管环形空间的大小，选择合适的打捞工具。 （3）按操作程序下打捞工具进行打捞。 （4）捞住落物后即可活动上提。当负荷正常后，可适当加快起钻速度。 解卡作业 卡钻事故按其形成的原因可分为以下几种类型： （1）油水井生产过程中造成的油管或井下工具被卡，如砂卡、蜡卡等。 （2）井下作业不当造成的卡钻，如落物卡、水泥（凝固）卡、套管卡等。 （3）井下下入了设计不当或制造质量差的井下工具造成的卡钻，如封隔器不能正常解封造成的卡钻。 4、解卡 1）砂卡的解除方法 凡是由于井内砂子造成的卡管柱或工具事故，统称为砂卡事故，简称为砂卡。砂卡的特征一般为管柱用正常悬重提不动、放不下、转不动。 2）水泥卡钻解除方法 水泥卡钻的处理可分为两种情况：一种是能够开泵循环的；另一种憋泵开不了泵的。对可开泵循环的，可用浓度为15%的盐酸进行循环，破坏水泥环进行解卡。 3）解除落物卡钻 落物卡钻原因多数是由于施工中责任心不强，或者工具构件质量低劣所造成的。如钳牙、卡瓦牙、井口螺丝、撬杠、搬手及其它小件工具等落井，将井下工具（如封隔器、套铣筒等）卡住，造成落物卡钻事故。 处理落物卡钻，切忌大力上提，以防卡死。一般处理方法有两种：若被卡管柱可转动，可以轻提慢转管柱，有可能造成落物挤碎或者拨落，使井下管柱解卡；若轻提慢转处理不了，或者管柱转不动，可用壁钩捞出落物以达到解卡的目的。 4）解除套管卡钻 套管卡钻通常分为变形卡、破裂卡、错断卡。不论处理那种形式的卡钻，都要将卡点以上的管柱取出，修好了套管，卡钻也就解除了。 5）封隔器的卡瓦卡钻 解除封隔器卡瓦卡钻可用大力上提解卡和正转的方法。具体做法是在钻具设备允许范围内进行大力上提和下放，必要时可将封隔器卡瓦拉断，然后把余下的部分打捞出来，实现解卡。若活动法不行，则把封隔器以上的油管倒出来，再下钻杆带公锥打捞，然后正转钻具上提解卡。封隔器卡瓦卡钻，还可以用震击解卡。具体做法是把封隔器以上的油管倒出，用钻杆下带震击器、加速器、安全接头、打捞工具的组合钻具，打捞封隔器，捞到后使用震击器解卡。 第六节 套管整形 套管变形或错断后,内通径减小,针对变形和错断点以下的各种工艺技术措施无法实施,导致油气水井停产或报废，而且能引发成片套损。因此，套管变形和错断后，应采取一定的技术措施进行整形扩径，捞尽井下落物后，根据井况进行密封加固修复或取套修复，也可彻底报废后侧钻修复。套管整形扩径技术是套管变形和错断井修复的前提和基础。 套管整形扩径的常用工具有梨形胀管器、旋转碾压法整形，旋转震击式整形器、偏心辊子整形器、三锥辊套管整形器和各种形状的铣锥。 第八节 套管加固 对变形、错断的套管经整形扩径打开通道，捞尽井内落物后进行加固修复，一是防止套损井段复位通径减小；二是保持套管井眼有一基本通道；三是密封加固能防止套损井段进水成为成片套损源；四是修复成本低。缺点是加固修复后，井眼内通径减少。目前加固的方法有不密封丢手加固和液压密封加固。 第十一节 电动潜油泵打捞 随着电泵井的增加，作业过程中卡泵、电缆击穿、脱落、掉泵、砂卡电泵、套管变形卡泵事故不断发生，且电泵结构复杂、外径大，加上电缆因素，人们曾一度被打捞电泵问题所困绕。 经多年攻关，已经总结出适合我国油田的一整套的打捞工艺及专用工具，为我国油井打捞技术又增添了新的一页。 一、电泵事故分类 A类：电泵起不动，原管柱等未损坏。 B类：全套电泵机组，部分电缆、油管落入井内。 C类：只剩电机组或部分电机组在井内。 二、电泵打捞 1、上下活动打捞 原管柱未损坏情况下（A类），或其它情况下捞获后，可在油管、地面设备允许的负荷内上下活动，以达到松动解卡捞获电泵的目的，且不可转管柱，更不能倒扣。 2、打捞电缆、管柱 活动无效时，对A类情况可以从电泵泄油器以上把油管与电缆全部切断，起出油管和电缆，对于B类情况，捞获后可采用震击释卡，若无效，也可采用切割或套、磨、铣等工艺把油管和电缆全部捞出。 3、打捞电泵 冲洗鱼顶，下电泵卡瓦捞筒（需要时，还要套铣电泵）对电泵进行打捞。捞获后，可用上下活动、震击释卡，若仍无效，就从泵连接螺栓处提断，一节一节地提捞，直至把全部电泵机组全部捞出。 4、破坏性电泵打捞 倒掉电机上接头，用特制工具抽出转子、定子，最后磨掉电机外壳。 一、水泥浆封固永久报废工艺技术 水泥浆封固永久报废工艺技术主要适用于严重损坏的注水井及部分需补钻调整井而需要作报废处理的油井。 1、水泥浆封固永久报废工艺原理 水泥浆封固永久报废就是利用水泥浆对射孔井段、错断、破裂部位挤注封堵，达到永久封固报废的目的。 2、施工方法 工程报废井多属井况复杂、套损严重井，一般有落物卡阻，因此按有落物的错断卡阻型井况介绍施工方法 。 1）压井 2）试提、起原井管柱 3）打印 核实套损状况、鱼顶状况、深度。 4）处理卡阻部位的落物 下击或磨铣套损部位落物，让出套损部位2~4m。 5）整形扩径 选用梨形或锥形铣鞋、平底磨鞋等进行整形扩径。 6）打捞 打捞处理套损部位以下落物。 7）通井 8）封固报废 9）探水泥面 10）试压 对灰塞试压，压力为15MPa，稳压30min，压力降不超过0.5MPa为合格。 11）完井

⑹ 听说新密市的万力陶粒支撑剂做的不错，想问问具体情况

确实很不错的。你可以浏览一下公司网址：回www.proppantwl.com或者致电答0371-60126628

⑺ 地应力与支撑剂的选择

储层改造就是要形成一条高导流能力的人工裂缝，而支撑剂选择是否合适，是能否形成高导流能力的关键因素之一。地应力和地层岩石力学性质对人工裂缝中支撑剂支撑效果具有重要影响，其影响主要体现在两个方面：一是当地应力（尤其是最小主应力值）较高、地层较硬（即岩石杨氏模量高、泊松比小）时，人工裂缝中的支撑剂容易被压碎。另外，当地应力较高，而地层较软（即岩石杨氏模量小、泊松比大）时，人工裂缝中的支撑剂容易被嵌入地层。这两种情况的发生均会严重影响支撑效果，降低人工裂缝的导流能力。

目前，国内外对各种支撑剂在不同应力条件下的支撑效果进行了大量实验研究，一般来说，最小主应力小于41.37MPa，可使用石英砂作支撑剂；2000m以下油层压裂应选用陶粒作为支撑剂。在压裂设计时，可根据油田实际的地应力特征和岩石力学性质，对照应力对支撑剂导流的影响实验结果，指导支撑剂优化选择。

支撑剂在裂缝中所承受的压力与最小主应力之间有如下关系：

P_a=σ_min-P_wf （5-4）

式中：P_a——支撑剂所承受的压力，MPa；P_wf——井底流动压力，MPa。

实际上，在裂缝中不同位置处，支撑剂所承受的压力是不一样的，上式只是一个平均的概念。从上式可看出，最小水平主应力越大，在井底流动压力一定的情况下，支撑剂所承受的压力也越大，这样对支撑剂的强度及导流能力等的要求也越高。在实际施工中，应据单井地应力情况应用相应的支撑剂，同时结合成本和增产倍数的关系以达到压裂增产效果。

⑻ 提高水力压裂裂缝导流能力的方法有哪些具体讲讲

1. 改变支撑剂类型，使用低破碎、高导流支撑剂；

2. 改变支撑剂粒径，使用大粒径支撑剂；

3. 提高加砂浓度；

4. 使用低损害的压裂液体系；

5. 使用不连续铺置工艺；

6. 在条件许可下造剪切裂缝。

⑼ 油水井增产增注措施是什么

采油井或注水井，由于某些因素，使井底附近的油层堵塞，结果使油井产量降低，甚至不出油，或注水井注不进水，影响油层压力和水驱油效果，降低油层采收率。在这种情况下，人们提出了改造油层的两项技术措施：压裂和酸化。

一、压裂

压裂，也称水力压裂，是利用地面高压泵组，以超过地层吸收能力的排量将高黏液体（压裂液）泵入井内，在井底产生高压。当该压力超过地层破裂压力时，就在井底产生一条或数条裂缝。然后将带有支撑剂的压裂液注入裂缝中，停泵后，就可在地层中形成具有足够长度、一定宽度和高度的不再闭合的裂缝。这种填砂裂缝具有很高的导流能力，从而大为改善近井地带油气的渗流条件，达到油井增产或水井增注的目的。

近年来，随着技术水平不断提高，水力压裂已成为低渗透储集层改造和增产、增注的重要手段。

（一）压裂液

压裂液是水力压裂改造油气层过程中的工作液，起着传递压力、形成和延伸裂缝、携带支撑剂的作用。压裂液及其性能与造缝尺寸的大小和裂缝的导流能力有着密切的关系，所以，压裂液是影响压裂效果的重要因素。

压裂液是压裂施工液的总称。根据压裂液在压裂过程中不同阶段的作用，可分为：

清孔液——5%HCl和0.2%的表面活性剂水溶液与堵球配合，疏通压裂井段射孔孔眼。

前垫液——对水敏、结垢或含蜡量高的地层进行压裂时，需要提前泵注黏土稳定剂、除垢剂或清蜡剂；同时，这段液体还可以对高温、深井地层起到降低地层温度的作用。

前置液——一般用不含支撑剂的压裂液作前置液，用以压开地层，降低地层温度和延伸裂缝，为携砂液进入裂缝准备空间。

携砂液——用来进一步扩伸裂缝，携带支撑剂进入裂缝，填铺高导流能力的砂床。携砂液是完成压裂作业、评价压裂液性能的主体液。

顶替液——用来将携砂液全部顶入地层裂缝，以免沉砂井底。顶替液量为井筒容积，不能过量顶替。

随着压裂工艺水平的不断提高，性能优越的压裂液也不断涌现。现在经常使用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液等。尤其近十几年发展起来的水基冻胶压裂液具有黏度高、摩擦阻力低及悬砂性能好的优点，现已成为国内外使用最广泛的压裂液。

（1）活性水压裂液（水基）：在水溶液中加入表面活性剂的低黏压裂液。此压裂液配制简单、成本低廉、黏度低、滤失量大、携砂能力弱，适用于浅井低砂量、低砂比小型解堵压裂和煤层气井压裂。

（2）稠化水压裂液（水基）：以稠化剂及表面活性剂配制的黏稠水溶液。稠化水压裂液比活性水压裂液黏度有所提高，携砂能力稍强，降滤失性能稍好，主要用于低温（小于60℃）、浅井（小于1000m）和低砂比（小于15%）的小型压裂。

（3）水基冻胶压裂液（水基）：这是一种有弹性、不黏手和容器的胶冻状压裂液。水基冻胶压裂液携砂能力很强，摩擦阻力极小，是一种较理想的压裂液。

（4）稠化油压裂液（油基）：是高分子聚合物溶于油中配成的压裂液。其基液为原油、汽油、柴油、煤油、凝析油。其优点是黏度高、悬砂能力强、滤失量小、不伤害油层；缺点是成本高、流动时摩擦阻力高，且黏度随温度升高降低很快，因此只适用于低压、亲油、强水敏地层。

（5）乳化压裂液：为一种液体分散于另一种与它不相混溶的液体中形成的多相分散体系。以液珠形式存在的一相称为分散质（或称内相、不连续相）；起分散作用的一相称为分散介质（或称外相、连续相）。用作压裂液的乳状液中，一相是水或盐水溶液、聚合物稠化水溶液、水冻胶溶液、酸液以及醇液；另一相则是原油、成品油、凝析油或液化石油气。此外，体系中还须加入有利于形成稳定乳状液的表面活性剂。乳化压裂液的特点是：具有一定的黏度，滤失量低，对地层伤害小，但其摩擦阻力一般高于水或油，适用于水敏、低压地层。

（6）泡沫压裂液：是气体分散于液体中的分散体系。为了使泡沫稳定，通常加入起泡剂。体系中气相为CO2、N2、空气；液相为稠化水、水冻胶、酸液、醇或油；起泡剂多为非离子型表面活性剂。这种压裂液的特点是：摩擦阻力损失小，滤失量少，返排速度快，携砂能力强，对地层伤害小，适用于含气砂岩或页岩地层，低渗、低压、水敏性地层。

（二）支撑剂

在水力压裂中，支撑剂的作用在于充填压裂产生的水力裂缝，使之在岩石应力作用下不再重新闭合，且形成具有一定导流能力的流动通道。显然，被支撑裂缝的长度、宽度越大，裂缝的导流能力越强，裂缝的增产效果越好。

压裂用的支撑剂可大致分为天然、人造和天然改性三大类型。天然的以石英砂为代表，人造的以陶粒为代表，天然改性的以树脂包层砂为代表。

1．石英砂

石英是一种分布广、硬度大的稳定性矿物，也是首先得到广泛应用的支撑剂，至今在国内外的用量仍然居于首位。石英砂硬度大，性脆，遇硬地层破碎后将大大降低裂缝的导流能力，遇软地层又容易嵌入裂缝里面。但石英密度低，便于施工泵送；价格便宜，容易获得；圆球度好，导流能力强，仍为目前国内外最常用的支撑剂。

2．人造陶粒

自20世纪70年代末以来，随着向深层、致密层的勘探开发的需要，我国先后研制出喷吹的铝矾土高强度支撑剂、中高密度高强度烧结铝矾土陶粒和低密度中等强度烧结铝矾土陶粒。我国将这些烧结或喷吹形成的人造支撑剂统称为陶粒，其主要特点是：具有很高的强度，具有抗盐、耐温性能，破碎率低；但其相对密度较高，对压裂液的性能及泵送条件都提出了更高的要求，且加工工艺复杂，成本较高。

3．树脂包层砂

树脂包层砂是采用一种特殊工艺，将改性酚醛树脂包裹在石英砂的表面，并经热固处理制成的一种支撑剂。按树脂的包裹方法，可分为预固化和（可）固化两种包层砂，它们在压裂中承担着不同的任务。前者是在石英砂的表面包了一层树脂，即使压碎了包层内的砂子，外面的树脂仍可以将碎块、微粒包裹在一起，从而保持裂缝有较高的导流能力；后者是在石英砂表面上事先包裹一层与压裂层温度相匹配的树脂，并作为尾随支撑剂置于水力裂缝的近井缝段，当裂缝闭合且地层温度恢复后，这种（可）固化的树脂包层砂先在地层温度下软化成玻璃球状，然后由软至硬地将周围相同的（可）固化的树脂包层砂胶结起来，这样在裂缝深处与井筒地带形成一道“屏障”，起到防止缝内支撑剂反吐回流的作用。

除上述类型外，20世纪50～60年代曾使用过的金属铝球、塑料球、核桃壳与玻璃球等支撑剂，由于受自身的缺点所限制，已被更好的支撑剂替代，现已不再使用。

（三）压裂工艺

压裂工艺包括压裂井（层）的选择、压裂工艺方式的选择、压裂施工参数的优化设计等一系列工作。在压裂液、支撑剂及压裂设备都已确定的情况下，压裂效果的好坏取决于压裂工艺。

各地区的油层性质、压力、温度等条件不同，完井方法、技术设备条件也有差异，因此，压裂工艺方式也不同。下面介绍几种较为常用的压裂工艺方法。

1．合层压裂技术

油气井的生产层往往是一个层组，压裂时对这个层组的各个小层同时进行施工，就叫做合层压裂，也叫笼统压裂。对于裸眼完成的井，其裸眼段由于难以分小层，常用此方法压裂。具体施工时又分为油管压裂、套管压裂和油套管同时压裂三种情况。油管压裂是将压裂液由油管挤入井底，并采取了带水力锚和套管加平衡压力等保护措施；套管压裂是井内不下油管，装好井口直接压裂；油套管同时压裂是将油管和套管出口各接一些压裂车，同时向井内注入压裂液，从套管加砂。

2．分层压裂技术

压裂施工中，当目的层有多层时，为了达到彻底改造的目的，要采用分层压裂技术。

目前国内外应用较为广泛的一种压裂技术是封隔器分层压裂。它是通过封隔器分层管柱来实现的。封隔器是分层压裂管柱的关键，它的作用是将目的层与上、下油层隔离开来，阻止压裂液进入上、下油层，使目的层独立地与压裂管柱内压力系统连接起来。对最下面一层，可以用单封隔器进行压裂；对射开多层的井，可用双封隔器对其中任意层进行压裂；对射开多层的深井，也可以用“桥塞+封隔器”分层压裂。

二、酸化

酸化是将按要求配制的酸液从地面经井注入到地层中，以用于除去近井地带的堵塞物，恢复地层的渗透率，或通过酸、岩的化学反应，腐蚀油层中的某些成分，恢复或提高油层的渗透能力的一种化学增产增注措施。

（一）酸液类型

酸化时采用何种酸液，必须根据酸化井地层和堵塞物的特点、措施目的和施工要求进行选择。

1．盐酸

酸化时，盐酸的浓度一般在6%～15%，但随着高效缓蚀剂的出现，可直接使用工业盐酸（浓度约30%）酸化。使用浓盐酸可以酸化深层，减少地层水的稀释，生成较多的CO2，利于残酸的排出。

盐酸可溶解堵塞水井的腐蚀产物，从而恢复地层的渗透率，例如：

根据地层条件、现场施工的实际情况，以及酸化目的的不同，可采用不同的酸化液进行酸化，如多组分酸、乳化酸、稠化酸、甲酸和乙酸等，都能起到不同的酸化效果。

（二）酸液添加剂

酸化用的酸液中，为了实现某一特定的目的所加入的化学物质称为酸液添加剂。常用的酸液添加剂主要有缓速剂、缓蚀剂和铁离子稳定剂。

1．缓速剂

用来降低酸、岩反应速度，提高酸化半径的物质称缓速剂。加有缓速剂的酸液称为缓速酸。常用的缓速剂有表面活性剂和增稠剂。

表面活性剂如十二烷基磺酸钠等，它们吸附于岩石表面上，疏水基团向外阻止了酸液与岩石的接触反应，降低了反应速度。另外，表面活性剂在井底附近地层吸附量大，酸、岩反应速度小；当酸液进入到地层深部，表面活性剂浓度减小，吸附量小，酸、岩反应速度大。表面活性剂的加入也有利于残酸返排。表面活性剂加量在1%左右。

增稠剂常用黄原胶、聚乙二醇（低温时用）、高分子聚合物（如聚阳离子化合物）。增稠剂的加入，使酸液黏度提高，降低了酸液中H+向岩石表面的扩散速度，从而降低了酸、岩反应速度。

2．缓蚀剂

用来降低酸液对井下金属设备（如油管、套管）的腐蚀速度的化学物质称为缓蚀剂。缓蚀剂分有无机缓蚀剂、有机缓蚀剂。油田常用的是含有O、S、N杂原子的有机缓蚀剂，如7701、咪唑啉等。

3．铁离子稳定剂

当酸、岩反应后，酸液pH值降低，酸液中铁盐（尤其是Fe3+）水解析出沉淀，造成二次堵塞地层孔隙，因此常在酸液中加入铁离子稳定剂。常用的铁离子稳定剂有两类：一类是络合剂，如柠檬酸、EDTA钠盐等；一类是还原剂，如异抗坏血酸、亚硫酸等。

（三）酸处理方式和酸化技术

常用的酸处理方式有常规酸化和压裂酸化两种。

常规酸化是注酸压力小于地层的破裂压力的酸化，以解除井底附近地层的堵塞作用，所以也称为解堵酸化。

压裂酸化是注酸压力大于岩石破裂压力的酸化，即在压裂的基础上进行酸化，一方面靠水力作用形成裂缝，另一方面靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的表面。停泵卸压后，裂缝壁面不能完全闭合，具有较高的导流能力。

近些年来，随着石油工业的发展，酸化技术也越来越先进。除普通盐酸、土酸酸化外，还出现了泡沫酸酸化、胶束酸酸化、乳化酸酸化、稠化酸酸化和化学缓速酸酸化等技术。

（四）残酸液返排

酸化施工结束后，停留在地层中的残酸水活性已基本消失，不能继续溶蚀岩石，而且随着其pH值的升高，原来不会沉淀的金属会相继产生金属氢氧化物沉淀。为了防止生成沉淀二次堵塞地层孔隙，影响酸化效果，一般说来，应尽快把残酸尽可能排出。为此，应在酸化前就做好排液和投产的准备工作，酸化施工结束后立即排液。

残酸流到井底后，如果剩余压力（井底压力）大于井筒液柱回压，可依靠地层能量进行放喷排液；如果剩余压力低于井筒液柱回压，就需要用人工方法将残液从井筒排至地面。目前，常用的人工排液法有：一是降低液柱压力或降低液体密度，如抽汲法、气举法；二是增注液体助喷，如增注液体二氧化碳法和液氮法等。

⑽ 水力压裂必备的材料指什么

在水力压裂中，高压泵车向井内挤入的液体总称为压裂液。为防止裂缝合拢而填入裂缝的砂子总称为支撑剂。压裂液和支撑剂是水力压裂必备的材料。

压裂液的种类很多，水基压裂液是以水为基本母体配制的压裂液。最常用的是水基冻胶压裂液，它是在水中加入增稠剂（植物胶或高分子聚合物）、交联剂、破胶剂、杀菌剂、防黏土膨胀剂等配制成的压裂液。

油基压裂液是以矿物油为基本母体配制而成的压裂液。最常用的为油基冻胶压裂液，是在稀的原油或柴油中添加稠化剂配制的。稠化剂有四类：皂类、磷酸酯铝盐类、醇盐类、脲类。

泡沫压裂液是用添加了增稠剂的淡水或盐水溶液为母液，在发泡剂存在的条件下，再混入气体配制而成。常用气体有二氧化碳、氮气、空气。

另外还有乳化压裂液、酸基压裂液等。

一个较理想的压裂液应具备以下性能：

可用较少的液体获得较大的裂缝，即压裂液有较小的滤失性能；容易泵送，即摩擦阻力系数小；悬砂能力强，以保证携带支撑剂进入裂缝深处，支撑更长的裂缝；对油层和新生成的裂缝的损害应尽可能的小，易于从地层中返出，以保证压裂增产效果。另外，压裂液还应符合环保的要求。

压裂用的另一种材料为支撑剂。最早使用的支撑剂为天然石英砂，价格便宜、取材方便，加之当时的井浅，石英砂有较好的适应性，故广泛得以使用。后来，随着井况的变化，又试验使用核桃壳、玻璃珠等，但都由于各自的缺点没有推广。近几年用于深井的支撑剂是由铝矾土烧制的圆球状颗粒，我国称之为陶粒，最常用的陶粒直径为0.5～0.8毫米。加工方法有两种，一种是将原材料熔融后喷吹成型，表面光滑，圆球度好；另一种方法是将材料加工成颗粒然后烧结，圆球度差于喷吹陶粒，但密度较喷吹成型的小，加工成本也低。一种理想的支撑剂，应具有在裂缝的闭合压力下保持液体流动通畅，易于被送入裂缝深处，不易破碎，不易被地下流体腐蚀，圆球度好，价格便宜。目前我国浅井压裂用的支撑剂是石英砂，深井压裂用的支撑剂是陶粒。两种支撑剂在不同压力条件下的性质有显著差别。对于压裂来说希望其对裂缝的支撑能力强，液体流动畅通，专业术语称之为导流能力。这个指标可在实验室用专门的导流能力测定仪进行测定。从导流能力对比图上不难看出，在高压下陶粒的性能要优于石英砂。这也是浅井压裂一般用石英砂，深井压裂用陶粒的主要原因。

导流能力测试仪

导流能力对比图