1、壓裂壓裂方案方案設計設計編制編制目目 錄錄一、壓裂技術概述一、壓裂技術概述二、二、壓裂壓裂方案設計方案設計 水力壓裂技術從美國1947年開始迄今已有60多年的發展歷史，并已在世界范圍內廣泛應用。美國在1947-2000年已壓裂100104次以上，現在美國可采儲量25-35%是由壓裂獲得的，在北美通過壓裂已增加原油可采儲量13108m3。 我國也較早地進行了壓裂技術研究，自1955年玉門油田進行第一次壓裂作業以來，近10年來，年壓裂酸化作業井次達到一萬井次以上，年增油量595104t。壓裂在油氣田勘探開發中發揮了重要作用，為中國石油行業持續有效健康發展做出了巨大貢獻，特別是近幾年，在水平井及非常

2、規特殊類型油氣藏如火成巖、頁巖等低效開發儲層的壓裂作用更為明顯。壓裂概述壓裂概述 水力壓裂技術可以分為水力加砂壓裂和酸化壓裂兩大類，壓裂措施水力壓裂技術可以分為水力加砂壓裂和酸化壓裂兩大類，壓裂措施和酸化措施最根本的區別在于是否在地層中形成人工裂縫。水力壓裂措和酸化措施最根本的區別在于是否在地層中形成人工裂縫。水力壓裂措施的核心是在儲層中根據設計要求造縫，由此而涉及到施的核心是在儲層中根據設計要求造縫，由此而涉及到油藏地質、壓裂油藏地質、壓裂材料材料、壓裂、壓裂工藝設計工藝設計、壓裂施工設備、壓裂施工設備、現場現場實時監測、壓裂后評價實時監測、壓裂后評價等多等多項技術。目前水力壓裂技術已經形成

3、技術體系，其裝備實現了配套化和項技術。目前水力壓裂技術已經形成技術體系，其裝備實現了配套化和系列化，從工程技術角度出發，水力壓裂基本能夠滿足目前所發現的各系列化，從工程技術角度出發，水力壓裂基本能夠滿足目前所發現的各種不同類型的儲層的壓裂造縫的要求。種不同類型的儲層的壓裂造縫的要求。壓裂概述壓裂概述1.3 水力壓裂增產機理12()lneseskh ppqrBr22()lnsswfswk h ppqrBr1、壓裂增產的基本原理（1）壓裂增產機理污染井ln/2esesqBrrppkhln/2swswfsqBrrppk h由流體流動的連續性12qqqln/2ewewfqBrrppkhln/11ln/

4、ln/ewesswsrrkrrrrkk1、壓裂增產的基本原理機理一：降低井底附近地層滲流阻力， 增加滲流面積；（2）無污染井壓裂增產機理1、壓裂增產的基本原理 溝通油氣儲集區，增加單井控制儲量（連通透鏡體和裂縫帶）、擴大了流體的滲流面積。1.3 水力壓裂增產機理機理二：改變了流動形態，由徑向流雙線性流（地層線性流向裂縫，裂縫內流體線性流入井筒）。（2）無污染井壓裂增產機理1、壓裂增產的基本原理1.3 水力壓裂增產機理影響裂縫導流能力的5個因素1、支撐劑的嵌入/破碎2、非達西效應（紊流效應）的影響3、壓裂液形成的濾餅4、相對滲透率（多相流）5、壓裂液對充填裂縫的傷害這些因素都會導致裂縫導流能力的

5、下降或失效！1、壓裂增產的基本原理水力壓裂水力壓裂目的意義目的意義井井裂縫裂縫 井井2、壓裂在氣井開發中的重要性2、壓裂在氣井開發中的重要性水平井滲流場示意圖水平井滲流場示意圖 ab 水平井的產量是垂直井的水平井的產量是垂直井的3-43-4倍倍2、壓裂在氣井開發中的重要性p 壓裂技術通過在儲層內形成深穿透、高導流能力的裂縫，提高氣井產量、增加可采儲量，最終提高氣田的采收率。p 壓裂技術是石化能源工業中的重要組成技術之一，從其功能角度講，壓裂技術不再是采油工藝中的一項基本措施，它在油氣藏勘探開發中所表現出的功能地位和效果作用使得這項技術成為一項不可缺少的勘探中的一種增產手段、一種開發方式、一項配

6、套技術。p 從開發的現有技術來看，水力壓裂技術是迄今為止發展最快、效果最明顯、應用最廣泛的技術手段，隨著技術的進步，出現了“整體壓裂、開發壓裂”的新范疇，貫穿了勘探與開發的全過程。2、壓裂在氣井開發中的重要性縱向縫縱向縫橫截縫橫截縫19901990整體壓裂、開發壓裂整體壓裂、開發壓裂20062006年直井多層、水平井多段壓裂年直井多層、水平井多段壓裂199119912005200520112011年體積壓裂年體積壓裂（1 1）儲層改造每前進一步，都促進了勘探開發向新的領域邁進）儲層改造每前進一步，都促進了勘探開發向新的領域邁進3、儲層改造作用與地位儲層解堵、提高單井產量，動用儲層解堵、提高單井

7、產量，動用1mD以上儲量以上儲量結合井網、提高采收率，解決注水開發油藏整體改造問題結合井網、提高采收率，解決注水開發油藏整體改造問題細分層段開發、提高動用程度，動用下限降至細分層段開發、提高動用程度，動用下限降至0.3mD提高改造體積，啟動非常規資源開發提高改造體積，啟動非常規資源開發 儲層改造實現了低滲透、特低滲透、超低滲透油儲層改造實現了低滲透、特低滲透、超低滲透油藏和蘇里格、杭錦旗等致密氣藏的有效動用藏和蘇里格、杭錦旗等致密氣藏的有效動用 “水平井水平井+ +體積壓裂體積壓裂”助推頁巖氣、致密油等非助推頁巖氣、致密油等非常規油氣資源先導性試驗和動用常規油氣資源先導性試驗和動用（2 2）儲

8、層改造儲層改造使儲層動用滲透率下限不斷降低使儲層動用滲透率下限不斷降低，難動用資源轉化為可采儲量難動用資源轉化為可采儲量油（萬噸）油（萬噸）氣（億方）氣（億方）3、儲層改造作用與地位（3 3）水平井分段改造技術規模化應用）水平井分段改造技術規模化應用，保障致密氣、非常規頁巖保障致密氣、非常規頁巖氣氣產能建設順利實施產能建設順利實施儲層改造技術已成為與地球物理、鉆完井并列的三大關鍵工程技術儲層改造技術已成為與地球物理、鉆完井并列的三大關鍵工程技術華北油氣分公司天然氣歷年產能及產量增長趨勢圖華北油氣分公司天然氣歷年產能及產量增長趨勢圖 大牛地氣田大牛地氣田2012-20152012-2015年采用

9、水平井累計建產年采用水平井累計建產33.5233.52億方，提高儲量動用率億方，提高儲量動用率33.2033.20% %，水平井產能建，水平井產能建設區成為設區成為國內首個致密低滲氣田全水平井規模建產國內首個致密低滲氣田全水平井規模建產示范區示范區。累計累計開鉆開鉆290290口，完鉆口，完鉆257257口，完井口，完井256256口，完成試口，完成試氣氣198198口，投產口，投產180180口；口；建成產能建成產能50.050.0億億方方。3、儲層改造作用與地位規模足夠大？排量足夠大？縫長足夠長？縫網足夠復雜？施工級數足夠多？井工廠規模足夠大？4、壓裂方案技術要點什么樣的壓裂設計是最優的？

10、 壓裂的目的 壓裂施工是為了增產而不是 把支撐劑放入地層壓裂工程+油藏工程=油氣井增產（1）研究不同的裂縫參數（長，寬，高，裂縫導流能力，支撐劑和鋪砂濃度）對產能的敏感性，從而確定最優的裂縫參數的組合。（2）模擬不同長度水平井段，裂縫級數的產能，通過對比措施產量優選出最經濟的完井方案。（3）通過數值模擬，研究和發現井間干擾和縫間干擾的問題，優化合理的井位和縫間距，實現更高的經濟效益。（4）壓裂方案的優選和評估真正的從定性分析轉變為定量分析。 壓裂的目的是增產，而不僅僅是將支撐劑和壓裂液泵送入地層。評價一口井的壓裂設計是否是最優的，不是簡單地看該設計的加砂規模大小、泵注排量的高低、壓裂分段數的多

11、少等指標，而是要看這些參數結合在一起的壓裂方案中，哪一個可以帶來更多的壓后產量。而所有的產量都是來自儲藏，所以要想做好壓裂方案的優化，就必須將壓裂工程和油藏工程結合在一起才能達成目標。不同壓裂方案的增產效果壓后井間干擾和縫間干擾井筒、裂縫和油藏結合的界面目目 錄錄一、壓裂技術概述一、壓裂技術概述二、二、壓裂方案設計壓裂方案設計1、壓裂優化設計內容 水力壓裂優化設計是指在給定的油層物性、流體物性、開發與工程條件下，借助油氣藏滲流模型、水力壓裂裂縫模型、經濟評價模型和相關的計算軟件，反復模擬評價不同裂縫長度和導流能力條件下油氣井的產量及經濟效益，以初期產（增）油量、累積產（增）油量、經濟效益等為目

12、標，從中優選出實現少投入、多產出的壓裂設計方案即為優化的壓裂設計。地質工程一體化平臺地質工程一體化平臺1、壓裂優化設計內容1、壓裂優化設計內容1、壓裂優化設計內容 壓裂設計的基礎：正確認識壓裂層，包括油藏壓力、滲透性、水敏性、油藏流體物性以及巖石抗張強度等，并以它們為基礎設計裂縫幾何參數、確定壓裂規模以及壓裂液與支撐劑類型等。施工加砂方案設計及排量等受壓裂設備能力的限制，特別是深井，其破裂壓力高，要求有較高的施工壓力，對設備的要求很高。 壓裂設計的原則：最大限度地發揮油層潛能和裂縫的作用，使壓裂后的生產井和注入井達到最佳狀態，同時還要求壓裂井的有效期和穩產期長。 壓裂設計的方法：根據儲特性和設

13、備能力，以獲取最大產量(增產比)或經濟效益為目標，在優選裂縫幾何參數基礎上，設計合適的加砂方案。1、壓裂優化設計內容壓裂優化設計的任務p給定的儲層和井網條件下，預測單井不同裂縫長度和導流能力的壓后生產動態；p根據儲層條件選擇壓裂材料的類型和用量；p確定泵注方式、施工排量、設備功率等參數；p確定合理的施工泵注程序；p評價施工方案的經濟性；p設計方案的檢驗（開發與增產的要求、現有材料與設備能力、施工安全的要求）。壓裂優化設計參數分類 不可控制參數：無法進行調整的儲層特征參數。 包括:巖礦組成、孔隙度、滲透率；儲層流體特性及飽和度；厚度；應力狀態；鄰近遮擋層厚度及其延伸范圍和應力狀態；儲層壓力和溫度

14、。 可控制參數：可以調整優化壓裂設計的完井特征參數。 包括：井筒套管、油管及井口狀況；井下設備；射孔位置和射孔參數；壓裂液和支撐劑；壓裂參數、經濟參數、壓裂裝備等。 壓裂設計基礎參數1）井的參數 在實際壓裂過程中，壓裂參數可以歸納為油氣井參數、油氣層參數、壓裂參數和經濟參數4類。 油氣井參數決定了壓裂井的施工條件。包括： 壓裂井井別、注采井網類型、布井方位、井距與壓裂目的井層在其中的位置； 井徑、井下管柱(套管、油管)與井口裝置的規范、尺寸與壓力定額； 儲層段及其上、下固井質量； 射孔井段的位置、長度、射孔方式、彈型、相位角、孔眼尺寸； 井下工具的名稱、規范、尺寸、承壓與承溫定額及其下入位置。

15、2）目標層參數油氣層參數決定了井在壓裂前后的生產反映。包括:u 儲層有效滲透率、孔隙度、含油氣飽和度與有效厚度等在垂向及平面上的展布；u 儲層目前地層壓力與靜態地層溫度；u 儲集層流體性質，包括油、氣、水密度、粘度、壓縮系數與礦化度等；u 儲集層巖石力學性質，如彈性模量、泊松比、抗壓強度與孔隙彈性常數等；u 儲集層(上下遮擋層)就巖性、厚度地應力的垂向分布(就地應力剖面)及最大、最小水平主應力方位;u 壓裂井與周圍鄰井及對應注水井的試油、開發生產與生產測試等動態資料等。3）工藝參數 壓裂工藝參數決定了裂縫幾何尺寸、導流能力與泵注參數等。包括：u 裂縫破裂壓力、延伸壓力、停泵壓力、閉合壓力與凈壓

16、力等；u 壓裂液類型及其在儲層就地條件下的流變性、粘溫特性以及濾失、傷害等特征；u 支撐劑類型、粒徑、顆粒密度以及就地條件下的抗壓強度、導流能力與裂縫滲透率等指標；u 施工排量、平均砂比以及泵注程序等；u 壓裂設備及壓力排量極限;u 過去本井與周圍鄰井的壓裂實踐及其壓裂前后的生產反映作為本次設計的借鑒。 壓裂經濟參數決定了投入與產出的關系。包括：p 壓裂施工材料(壓裂液、支撐劑)用量及費用；p 壓裂設備及其它輔助作業支出費用；p 增產的油氣量及同時(或每一段時間)油氣價格；p 計算凈收益的時間(最短投入回收期)與凈貼現值(最大的投資純利潤)。4）經濟參數壓裂設計主要參數作用及采集方法（1）儲集

17、能力參數有效孔隙度、含油(氣)飽和度、有效厚度；（2）儲集層生產能力參數有效滲透率、有效厚度、儲層流體性質、地層壓力；（3）水力裂縫幾何形態參數巖石彈性模量、泊松比、就地應力場、巖石斷裂韌性；（4）壓裂設計參數地層破裂壓力(梯度)、延伸壓力、凈壓力、閉合壓力；（5）施工條件參數射孔、油(套)管抗壓強度；（6）壓裂材料參數溫度、壓裂液、支撐劑。決定裂縫幾何形態的幾個重要參數（1）巖石力學參數(泊松比、彈性模量)泊松比：當巖石受壓應力時，在彈性范圍內，巖石的側向應變與軸向應變的比值;彈性模量：巖石壓應力時，負荷增加到一定程度后(在彈性范圍內)，應力與應變曲線的比值。sxxFAxxllyyDD,yy

18、xxxxxxEvsu 彈性模量越大，表明巖石越致密、壓開縫寬窄，且需要的泵壓高;u 泊松比大小則關系到裂縫高度在縱向上的擴展程度與就地應力剖面的解釋。u 使用經驗公式計算，準靜態值。u 實驗室巖心試驗:單軸或三軸試驗取得的巖石彈性性質參數(泊松比、彈性模量等)；u 使用長源距數字聲波測井(LSDS)的全聲波形計算，動態值；獲取方法：獲取方法：2）儲層三向地應力大小和方向 地應力是由于上覆巖層重力、地殼內部垂直運動和水平運動及其它因素綜合作用引起介質內部單位面積上的作用力。地下巖石應力狀態通常是三個相互垂直互不相等的主應力。zsysxszsysxszsysxszsysxszsysxszsysxs

19、(zxyzyxssssss（垂直縫 Vertical Fracture）垂直縫）xyzyxzssssss（或水 平 縫 Horizontal Fracture）最小主應力（Least Principal Stress）最小主應力（Least Principal Stress）影響壓裂施工過程中裂縫的形態 影響壓裂施工的難易及有效率 壓裂施工中裂縫延伸壓力隨著地應力的增加而增大，反映到現場施工過程中出現高泵壓，以致不能完成施工任務。垂向上最小水平主應力的大小影響裂縫高度 裂縫高度完全取決于取決于壓裂層與其上下隔層的最小應力差。如果該值合理，會對裂縫的垂向延伸起控制作用。對于需要控制縫高的情況，通

20、常采用降低泵注排量、壓裂液粘度、施工規模或使用漂浮球、重力球等減緩其效果。（1）壓裂選井選層2、壓裂優化設計步驟考慮因素：儲層地質、巖石力學、孔滲飽、巖層間界面性質、開發狀況與井筒技術要求。 分析油氣井低產原因： (1)油氣層孔隙度較低，或儲能系數低，可采能量低，儲集層沒有足夠的物質基礎； (2)油氣層低滲、特低滲，或有效厚度薄，地層系數低；或地下原油粘度高，儲集層沒有足夠的產出能力； (3)由于鉆井、完井、修井等作業過程對地層傷害使近并地帶造成污染堵塞； (4)“土豆狀”透鏡體地層，單并控油面積有限，難以獲得高產。 壓裂選井選層是地質工程與壓裂工程相結合的一項工作，選好選準壓裂目的井層是壓裂

21、工作的起點，是壓裂獲得增產的首要條件。成功壓裂的必備地質條件：儲量和能量，適合壓裂的氣層 (1)須經壓裂才能投產的低滲、特低滲油氣層 (2)有效孔隙度大、含氣飽和度高和有效厚度大的氣層 (3)由于近井污染、本井低產，而周圍鄰井高產 (4)井筒條件：套管、壓裂管柱、井下工具、井口承壓能力以及壓裂設備滿足完成壓裂施工任務。（1）壓裂規模：如果初次壓裂的規模小，所形成的裂縫太短，對地層的穿透率低，隨開發時間的延長，裂縫的導流能力變小，油井的產量也會減小。（2）壓裂液性能： 壓裂液性能的好壞是壓裂施工成敗的關鍵因素之一。壓裂液的攜砂能力較弱，粘度偏低，摩阻偏大，在施工過程中壓裂液會大量濾失，造成早期脫

22、砂，形成砂堵，影響進一步的施工。（3）支撐劑性能： 如果支撐劑的強度不夠，隨著時間的延長，在地層壓力的作用下，其破碎率也越來越高，使裂縫的導流能力降低。如果支撐劑的濃度太低，并且鋪置也不合理，采用不同粒徑，不同強度的支撐劑混合支撐，這些也會使有效支撐作用變差，導流能力下降。（4）其它方面的原因：套管損傷，固井質量差，或者射孔孔眼的堵塞等原因都會對裂縫導流能力的降低有一定的影響。 對前次施工工藝的評價（重復壓裂井）主要依據儲層評價結果選擇增產工藝，根據不同的儲層類型確定不同的壓裂增產工藝:p對于儲層污染嚴重的層，如果能夠解除的可采用簡單的酸洗、基質酸化工藝;p對于碳酸鹽巖低滲儲層，采用酸壓、加砂

23、壓裂;p對低滲砂巖儲層增產改造則采用壓裂增產改造；p非常規儲層，設計理念轉變，“人造氣藏” 、體積壓裂2、壓裂優化設計步驟壓裂工藝技術類型壓裂工藝技術類型儲層特性儲層特性井井 型型直井直井大斜度大斜度水平井水平井巖性巖性物性物性厚度厚度合成聚合物合成聚合物清水壓裂液清水壓裂液油基壓裂液油基壓裂液無水壓裂液無水壓裂液砂巖砂巖頁巖頁巖碳酸巖碳酸巖火山巖火山巖煤層煤層低滲、致密低滲、致密中高滲中高滲工工 具具封隔器封隔器橋塞橋塞水力噴射水力噴射敏感性敏感性水基壓裂液水基壓裂液清潔壓裂液清潔壓裂液泡沫壓裂液泡沫壓裂液深度深度p根據儲層基本條件，選擇合適的入井材料。本著滿足工藝要求、對儲層傷害小、改造效

24、率高的原則優選施工用液和支撐劑等。2、壓裂優化設計步驟 性能要求 （1）濾失量少; （2）懸砂性強：粘度高;（3）摩阻低：消耗動力少，排量大; （4）穩定性好：溫度，抗剪切; （5）殘渣低：清潔壓裂液;（6）易返排：破膠（水化）; （7）配伍性好; （8）貨源廣，價格低。流變性濾失性破膠性配伍性 壓裂液的性能壓裂液的流變性yuu +utFShear Rate:uDy 研究關于形變和流動，即施加于物料（如壓裂液）上的應力與所產生的運動之間的關系，或施加形變時物料運動所產生的應力。牛頓壓裂液Dt冪律液體nDKtDnKlglglgt1naDK流變性產生的影響流變性產生的影響用來計算油管及裂縫中的壓降

25、，考慮壓力對于泵注費用、油管壓力限制。壓裂液的濾失性濾失性：在一定的壓差條件下，壓裂液以線性流垂直濾失進入多孔介質的性質。濾失的影響： 裂縫幾何尺寸、支撐劑在裂縫中的濃度變化和最終分布、裂縫的閉合時間、對地層的傷害程度、壓裂施工成本。壓裂液的破膠性破膠性：使粘稠的壓裂液可控制的降解成能從裂縫中返排出的稀釋液體的特性。破膠產生的影響p 支撐劑在裂縫中的最終分布p 裂縫的閉合時間p 對地層及裂縫導流能力的傷害程度壓裂液的配伍性p 壓裂液的配伍性指壓裂液適應改造的儲層巖石及流體的特性；p 壓裂液進入油層后與各種巖石礦物及流體相接觸，不應產生不利于油氣滲流的物理化學反應，如粘土膨脹或產生沉淀而堵塞油層

26、。支撐劑優選1.粒徑均勻；2.強度高，破碎率小；3.圓球度好；4.密度小；5.雜質少。性能要求：選擇原則： 以預期獲得的壓裂效果所需要的裂縫導流能力為根據對支撐劑進行選擇。地質條件工程條件支撐劑的性能支撐劑的價格 水力壓裂后油氣井的產量預測是壓裂設計中的重要環節。它最終將評價壓裂設計中裂縫的幾何尺寸、導流能力等是否符合油氣井壓裂要求的效果。 壓裂井產量預測的方法很多，歸納起來有增產倍數法、典型曲線法、數值模擬法和物理優化法。 （4）壓裂裂縫參數優化 隨著計算機技術的發展，目前已廣泛應用數值模擬方法在更接近油藏實際的條件下，通過建立不同條件下油層和裂縫關系物理模型和數學模型，利用數值計算求解的方

27、法，進行有裂縫油井的生產動態的研究。包括單井、多井、不同邊界條件和注采井網、油氣水多相流等。2、壓裂優化設計步驟25.625.826.026.226.426.626.8010203040穿透比（%）采出程度（%）1dc.cm5dc.cm10dc.cm15dc.cm20dc.cm25dc.cm30dc.cm采出程度與穿透比關系曲線 水力壓裂裂縫參數優化 0%40%051015202530090180270360450540630720810900990生產時間(天)采出程度(%)0%10%20%30%40%相同導流能力下的采出程度與時間關系曲線 縫長比與初期增油量產量的關系 縫長比與累積增油量產

28、量的關系 縫長比與凈現值的關系水平井裂縫條數的優化 水平井壓裂裂縫參數優化縫長優化水平井壓裂裂縫參數優化裂縫導流能力優化水平井壓裂裂縫參數優化fd2,ffxefxk wICxkx水力壓裂物理優化裂縫參數 在注入支撐劑質量一定的條件下，水力壓裂形成的裂縫體積一定。根據假設條件和實際形成的裂縫高度，可以計算形成的單翼裂縫在油層厚度內的體積為: propffpf(1)2mhVx whh ffffDk VxC khffVwx h224ffxfDek x wI Cconstkx222442ffffpfppropxfDeeprk x wk x whk VNI Ckxkx hkV支撐劑數的概念 給定無因次支

29、撐劑系數Nprop時，存在一個最佳的無因次裂縫導流能力，使采油指數最大。 確定了最佳無因次裂縫導流能力，就可以確定最佳裂縫長度和裂縫寬度。 無因次采油指數、最優的無因次導流能力都可表示為無因次支撐劑系數的函數。由此，得到無因次導流能力無因次采油指數圖版。NpNp0.1 for a ye=0.1 for a ye=xexe reservoir reservoir NpNp0.1 for a 2ye=0.1 for a 2ye=xexe reservoir reservoirrpfpepffefffDxpropkVVkhkxwhxkkxwxkCIN244222 1 . 0 if )(015. 06

30、67. 01)(089. 0311. 0423. 0exp6 1 . 0 if ln5 . 0990. 01 22maxproppropproppropproppropproppropDNNNNNNNNJ 10 if 100.1 if ln142. 01ln48. 1583. 0exp6 . 1 0.1 if 1.6 propproppropproppropproppropfDoptNNNNNNNC50.fDoptfffoptkhCVkx 0.5hkkVCwfffDoptopt（5）水力壓裂施工參數優化 壓裂施工參數優化設計是利用壓裂施工模擬軟件，以實現油藏模擬結果（裂縫長度和導流能力）為目的

31、，以獲得最大經濟效益為目標，對壓裂施工參數（施工排量、壓裂液和支撐劑數量、泵注程序以及壓裂車組水馬力）和下井原材料進行優化選擇的過程。 把不同的壓裂施工參數和下井原材料參數及其它必要的參數輸入計算機程序進行模擬計算，應用流體流動力學結合巖石力學等不同物理、數學模型，模擬裂縫擴展、支撐劑在裂縫中的分布及施工結束時裂縫閉合的情況，并預測油井生產動態，進行經濟效益評價，確定產生最大凈收益的最優化壓裂施工方案。 具體過程2、壓裂優化設計步驟真三維模型裂縫高度是常數，即流體僅沿縫長方向流動。縫高沿縫長方向是變化的，在縫長、縫高方向均有流動(即存在壓力降)。縫高沿縫長方向是變化的，但裂縫內仍是一維流動(縫

32、長)。二維(PKN、KGD)擬三維(P3D)計算模型裂縫的擴展和裂縫內的流體流動方式不同裂縫擴展模型優選 壓裂酸化施工管柱、工具類型及注入方式表壓裂酸化施工管柱、工具類型及注入方式表改造方式施工管柱工具類型注入方式籠統改造油管/油管注入或油套環空注入/套管注入連續油管/連續油管和連油小環空或油套環空注入同時注入油管+套管封隔器套管封隔器油管注入油管+裸眼封隔器裸眼封隔器油管注入分層（段）改造分層改造連續油管+底封工具連續油管帶底封工具連續油管與套管的環空注入油管+水力噴射工具水力噴射工具油管與環空同時注入連續油管+水力噴射工具水力噴射工具連續油管與環空同時注入油管+裸眼封隔器裸眼封隔器油管注入

33、/可鉆橋塞套管注入油管+套管封隔器套管封隔器油管注入或油套環空注入分段改造油管+水力噴射工具水力噴射工具油管與環空同時注入連續油管+水力噴射工具水力噴射工具連續油管與環空同時注入油管+裸眼封隔器裸眼封隔器油管注入/可鉆橋塞套管注入油管+套管封隔器套管封隔器油管注入或油套環空注入壓裂液注入方式選擇壓裂液注入方式選擇油管注入： 優點是有利于保護套管，能保持較高的流速，減少或避免在井筒內脫砂，以及便于壓后井下作業。缺點是高沿程摩阻增加了地面泵壓，使泵注排量受到限制且要消耗大部分設備功率，以致降低壓裂的凈收益。套管、油套環空注入： 優點是沿程摩阻小、地面泵壓低、泵注排量大，可節約設備功率，降低施工成本

34、。缺點是套管每一部分都需要承受最高施工壓力。 最終泵注參數的確定主要受油、套管尺寸、抗拉、抗內壓、抗外擠等性能參數，以及壓裂泵注排量、井口裝置以及安全作業等因素的控制。 p優化壓裂施工的泵注參數實質是確定泵注排量與壓裂液粘度的最佳組合，其目的是井底壓力不超過地層臨界壓力，以免裂縫高度失效。p臨界壓力是指施工時允許的最大井底壓力，反演即可獲得允許的最高泵注壓力。壓裂施工泵注參數優選 p 操作上的限制:p 壓裂井段的長度或預計的裂縫高度;p 管柱的鋼級、壁厚、尺寸、抗內壓與抗外擠強度;p 射孔孔徑與孔數;p 井口裝置與井下工具的壓力極限;p 設備功率與壓力極限。p 優化的施工參數即是在上述限制條件

35、下使它們達到某一平衡。原則考慮的因素 根據造縫機理，壓開地層是因為壓裂液在井底憋起高壓造成的，因此，選擇施工排量時，首先考慮的是所選排量應大于地層的吸液量。 011400tqBpp1）施工排量的選擇 第二個因素是摩阻壓力。 排量越大，射孔孔眼產生的摩阻和井筒摩阻越高，因此所需的井底施工壓力越高，對施工設備的要求也就越高。 第三個因素是在不同的排量下所需的壓裂液用量。 當濾失系數一定時，欲壓開一定大小的裂縫，采用較高的施工排量可減少所需的壓裂液用量，并且施工排量大時，可提高液體效率，并有利于保護地層，提高效果。 要考慮的第四個因素是裂縫的高度。 施工排量太大，極有可能導致裂縫竄層，特別是產層和水層之間的遮擋層不