压裂施工技术能手

第一章 基础知识

第一节 基本概念

第二节 井口及地面工具、工艺流程

第三节 压裂下井原材料

第四节 压裂工具及管柱

第二章 压裂机理及监测

第一节 地应力与裂缝形态和裂缝方位

第二节 地层岩石破裂机理

第三节 水力压裂增产机理

第四节 水力压裂施工曲线与分析

第五节 水力裂缝监测与诊断

第三章 压裂设计方法

第一节 水力压裂选井选层

第二节 裂缝参数优化

第三节 压裂施工参数优化

第四章 压裂施工工艺技术

第一节 常规分层压裂工艺技术

第二节 限流法压裂技术

第三节 多裂缝压裂技术

第四节 选择性压裂技术

第五节 平衡限流压裂技术

第六节 定位平衡压裂技术

第七节 脱砂压裂技术

第八节 高能气体复合压裂技术

第九节 热化学压裂技术

第十节 CO2泡沫压裂技术

第十一节 保护隔层压裂技术

第十二节 树脂砂压裂技术

第十三节 套损井分层压裂工艺技术

第十四节 其他压裂工艺技术

第五章 常规压裂事故处理方法及实例分析

第一节 压不开

第二节 压窜

第三节 压堵

第四节 压裂事故典型实例

第五节 压裂事故处理案例

参考文献

石油工业是一个技术密集型行业，也是一个高危行业，百万石油技术工人是石油员工的主体。他们对所从事专业的技术知识的掌握程度、规范技术动作的熟练程度是总个石油工业安全、平稳、持续发展的基石。“三百六十行，行行出状元”，每个石油专业都有一批出类拔萃的技术能手，他们对所从事的专业知识非常熟悉，所掌握的操作技巧既标准规范又快捷实用。所以，重视总结实用操作技巧和知识，推广到广大石油技术工人中去，则有利于我国石油工业的健康、快速发展。

本套《石油工程专项技术能手丛书》主要介绍石油工程有关专业的技术知识，整体上分三大块内容：第一部分是基础知识，是所在专业岗位必备的知识；第二部分是基本技能，是技术工人胜任所在岗位的日常操作技术；第三部分是技术诀窍，为少数尖端技术能手所掌握，是广大技术工人追求的最高本领。

我们希望，通过本套丛书的出版，能够推动广大石油技术工人学习技术知识，掌握技术诀窍，人人争当技术能手，个个成为技术能手。诚如此，则是石油工业的幸事！

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《压裂施工技术能手》首先介绍了压裂施工中所涉及的基础知识，然后对压裂机理与监测做了简要阐述，并对压裂设计方法进行了一定的介绍，重点介绍了各种压裂施工工艺技术，最后讲述了常规压裂事故处理方法及实例分析。《压裂施工技术能手》可供从事压裂作业的一线工程技术人员学习、参考。

压裂液是压裂工艺技术的一个重要组成部分。主要功能是造缝并沿张开的裂缝输送支撑剂，因此液体的粘性至关重要。成功的压裂作业要求液体除在裂缝中具有较高的粘度外，还要能够迅速破胶；作业后能够迅速返排；能够很好地控制液体滤失；泵送期间摩阻较低；同时还要经济可行。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5种基本类型。

压裂水基压裂液

水基压裂液是以水作溶剂或分散介质，向其中加入稠化剂、添加剂配制而成的。主要采用三种水溶性聚合物作为稠化剂，即植物胶(瓜胶、田菁、魔芋等)、纤维素衍生物及合成聚合物。这几种高分子聚合物在水中溶胀成溶胶，交联后形成粘度极高的冻胶。具有粘度高、悬砂能力强、滤失低、摩阻低等优点。

压裂油基压裂液

油基压裂液是以油作为溶剂或分散介质，与各种添加剂配制成的压裂液。重油最初用作油基压裂液，是因为它们比水基液对含油气地层的伤害小，油基液本身固有的粘度也使其比水更具吸引力。但是油基液较贵，而且施工操作较难处理，所以仅用于已知是对水极为敏感的地层中。

压裂泡沫压裂液

泡沫压裂液是由气相、液相、表面活性剂和其他化学添加剂组成。泡沫压裂液是一种稳定的气液混合物，用表面活性剂可使这种混合物达到稳定。降低了表面张力。当液体从作业井中返排时，泡沫中的承压气体（氮或二氧化碳）膨胀将液体从裂缝中驱出。泡沫加速了支撑裂缝中液体的回收率，因此是一种用于低压储层中的理想液体。由于体积气体的泡沫含量高达95%，所以液相最小。在水基液中，充满泡沫的液体极大地减少了与地层接触的液量，因此在水敏地层中泡沫液的效果良好。

压裂清洁压裂液

清洁压裂液又称为粘弹性表面活性剂压裂液，是一种基于粘弹性表面活性剂的溶液。它是为了解决常规压裂液在返排过程中由于破胶不彻底对油气藏渗透率造成了很大伤害的问题开发研制的一种新型压裂液体系。清洁压裂液具有良好的流变性能、滤失性能、低损害与高导流能力特性。同时，该清洁压裂液配制简便，将适量的VES加在盐水中，不需要使用交联剂、破胶剂和其它添加剂，不存在残渣，对储层伤害小，应用前景广阔。

压裂乳状压裂液

乳化压裂液是两种不融合相的分散体系，如用表面活性剂稳定的水中油或油中水。乳化压裂液是高度粘稠溶液，具有良好的传输性。 乳化液常因乳化剂吸附在地层岩石表面上而破乳。由于聚合物用量极少，这类液体对地层伤害较小，而且可快速清洗。聚乳化液的不足是摩擦压力较高，而且液体的费用较高（除非碳氢化合物可回收）。此外随着温度的升高，聚乳化液明显地变得稀薄，故不宜用于高温井中。

“井工厂”模式压裂施工，是由中石化江汉油田涪陵页岩气分公司提出的设想，即采用单井施工时1.5倍的压力及配套设备，同时对两口井进行交替压裂，这种压裂模式可以在相同的时间内提高一倍工作效率，并减少过去设备搬迁往返产生的费用，实现降本增效。

“井工厂”模式压裂施工，是由中石化江汉油田涪陵页岩气分公司提出的设想，即采用单井施工时1.5倍的压力及配套设备，同时对两口井进行交替压裂，这种压裂模式可以在相同的时间内提高一倍工作效率，并减少过去设备搬迁往返产生的费用，实现降本增效。

2014年4月14日，涪陵页岩气田焦页9号平台焦页9-1HF、9-3HF两口井“井工厂”交叉式压裂施工圆满成功。这种“井工厂”交叉式压裂模式将成为涪陵页岩气田开发主体施工模式，在涪陵工区推广使用后，将大幅提高压裂试气施工保障能力，缩短单井试气周期，节约施工成本 。2100433B

油井生产到一定阶段后，产能和渗透率降低，为了增强排油能力，提高油井产量，人们发明了压裂工艺技术。压裂的方法分水力压裂和高能气体压裂两大类，水力压裂是靠地面高压泵车车组将流体高速注入井中，借助井底憋起的高压，使油层岩石破裂产生裂缝。为防止泵车停止工作后，压力下降，裂缝又自行合拢，在地层破裂后的注入液体中，混入比地层密度大数倍的砂子，同流体一并进入裂缝，并永久停留在裂缝中，支撑裂缝处于开启状态，使油流环境长期得以改善。当前水力压裂技术已经非常成熟，油井增产效果明显，早已成为人们首选的常用技术。特别对于油流通道很小，也就是渗透率较底的油层增产效果特别突出。