1、壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況2022/7/27壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況非常規油氣儲量應用與發展相應技術的重要性對壓裂技術發展的歷史回顧近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況認識與結論壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況非常規油氣儲量應用與發展相應技術的重要性壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況非常規油氣儲量應用與發展相應技術的重要性 National Petroleum Council (NPC)于1992年提出未來石油能源供給 深井、深水與非

2、常規資源的動用提出 非常規油氣勘探開發：石油能源持續增長的需要 致密砂層氣、頁巖氣 低滲油 煤層甲烷 稠油呈三角形分布的油氣資源非常規油氣儲量應用需發展的相應技術低滲可采儲量有效動用與壓裂技術發展壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 三角形分布的油氣資源Masters, J.A. :“Deep Basin Gas Trap,Western Canada,”AAPG Bulletin (1979) 63, No.2, 152.壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 非常規油氣儲量應用需發展的相應技術 專家提出應進行的專項研究與發展的技術 -特殊的地層-評估方

3、法 -特殊的油氣藏-工程方法 -特殊的完井方法 -大型水力壓裂實施 -蒸汽注入 -水平井與多分支井 -先進的鉆井方法專家認為關鍵問題：發展技術，降低成本，才能使那些資源投放市場 低孔低滲層測井技術 改進對含天然裂縫、多層、滲透率 各向異性、煤層氣與頁巖氣的解吸與 擴散等的油氣藏-工程分析方法多層完井、定向射孔、套管測井技術壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 低滲可采儲量有效動用與壓裂技術發展 低滲可采儲量有效動用需求 對低滲層的認識 （直井、水平井）壓裂技術發展 獲得低滲可采儲量有效動用壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 對壓裂技術發展歷史的回顧壓裂

4、技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況對壓裂技術發展歷史的回顧 壓裂技術發展歷史的三個重要階段對國內壓裂技術發展歷史的回顧國內壓裂技術水平總體上接近國際先進水平，部分達到國際先進水平，并有重要的創新低滲層開發研究與壓裂改造經濟界限問題壓裂技術發展與改變傳統的技術概念壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況1, 解堵壓裂2, 大型壓裂3, 端部脫砂壓裂4, 未來壓裂技術發展估計, 壓裂與油藏工程的組合 壓裂技術發展歷史的三個重要階段壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 Low Permeability Program計劃 MWX, M-Site,

5、 SFE, AST等計劃西部致密氣砂層研究計劃 研究 目的 使工業界認識主要低滲含氣盆地中天然氣的 產量潛力，對主要生產層位的選擇研究，應發展的相應技術，經濟評估 DOE 進行的致密氣砂層開發規劃研究壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況Low Permeability Program計劃實施目標：通過技術發展，從低滲氣層中實現增加產量與儲量， 保證在未來對天然氣的足夠的供給重點是發展技術，集中于： 成象技術與診斷技術 探測與表征低滲層 天然裂縫網狀系統 生產技術的驗證性試驗取得試驗區結論， 有助于動用未開發與未充分開發低滲儲量 技術的商業化應用3D地震與地質力學模型，研究天

6、然裂縫網狀系統現場與井筒觀測裂縫遙感與非地震地球物理方法理論與建模研究壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 1 1890 m3 255 m3 1058 m 2 1134 m3 153 m3 661 m 3 680 m3 92 m3 450 m 4 162 m3 15 m3 132 m0 5 10 15 20 25 30時間 （月）產量 (m3/d) 在致密砂巖氣藏開發上，水力壓裂發展為大型水力壓裂技術（MHF）應用典型實例大型水力壓裂技術（MHF）要求液量: 約1,136m3支撐劑量: 約333,

7、390kgh=0.9m k=0.050.005md kh =0.450.045 md.m 席狀砂巖 單層 均勻介質 單一裂縫壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況多、薄低滲層儲層物性：例如基質 g 0.04, he40ft, km1d, 以及儲層含天然裂縫儲層介質類型：雙孔介質壓裂：多裂縫形態陸相沉積透鏡體多種壓裂工藝研究 單層 儲層物性:例如 h=0.9m k=0.050.005 md kh =0.450.045 md.m 儲層介質類型：均勻介質 壓裂：單一裂縫形態 席狀砂巖 大型水力壓裂MWX, M-Site, SFE, AST等計劃Low Permeability Pr

8、ogram計劃西部致密氣砂層研究計劃壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 對國內壓裂技術發展歷史回顧1990s低滲砂巖油藏整體壓裂、開發壓裂、重復壓裂、致密超深氣層壓裂、煤層氣壓裂：壓裂技術系統繼續發展優化設計評估實施1970s1980s水平裂縫砂巖油層多層分壓、低滲砂巖油層深穿透壓裂改造1955.1960s解堵性壓裂處理1955.玉門油田第一次壓裂2000.2004.低滲氣砂層壓裂、泡沫壓裂、復雜巖性低滲油層酸壓裂、碳酸鹽巖低滲油層壓裂/酸壓裂、火山巖低滲氣層壓裂油藏工程壓裂力學酸巖反應動力學壓裂酸化材料開發壓裂酸化工具、設備壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技

9、術發展狀況 國內水力壓裂技術應用于低滲砂巖油藏開發 3種類型低滲砂巖油藏（區塊）實例壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況基本單元分析：不同的“縫長與井網單元”組合，壓后采出程度的差別， 抽稀井網密度可用有足夠的縫長來補償采出程度的減少壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況對壓裂技術發展歷史的回顧（續）國內壓裂技術水平總體上接近國際先進水平，部分達到國際先進水平，并有重要的創新壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 壓裂技術發展與改變傳統的技術概念 壓裂從單井增產措施發展成為油藏管理手段 創新的工藝技術應用于低滲邊際油氣藏開發，可取得低成本

10、、高效開發的結果，工藝技術上的組合研究與發展 油藏工程、鉆完井技術、壓裂技術（井下工具、工作液、施工方法）等的組合應用研究 在壓裂造縫與裂縫導流能力機理的試驗研究上的新概念 重復壓裂、水壓裂、多裂縫壓裂、水平井無水泥固結完井的水力噴射分段壓裂等壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 技術發展要求改變傳統的壓裂方法與模型AST（ Advanced Stimulation Technology Deployment Program ）計劃實施提出：先進壓裂技術實施研究結果，對傳統的壓裂方法與模型提出了挑戰 實際凈壓力高于常規理論與實驗室實驗預測凈壓力 壓裂液作用 質量控制 支撐劑

11、鋪置 近井地帶的裂縫彎曲 遠場多條裂縫延伸壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 壓裂工藝技術發展的特點 工程與地質的組合 壓裂與油藏工程組合 技術概念+專用設備+井下工具+材料+實驗室支持+軟件支持 壓裂實施工藝 技術整合技術系統 壓裂技術近期發展特點壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 對類似上述已獲得開發的儲層條件，可應用成熟技術對未動用儲量實施開發對未開發或未充分開發的難采低滲儲量壓裂實施面臨的難度： 低孔滲、特低孔滲油層物性，復雜巖性，復雜就地應力場與異常高凈壓力 多、薄低孔滲儲層、含不同程度發育的天然裂縫、儲層透鏡狀巖體、嚴重非均質與各向異性等

12、 面對未開發或未充分開發難采低滲儲量，必須發展（直井、水平井）完井壓裂、重復壓裂等增產（注）工藝技術，實施低成本開發與進一步提高儲量動用程度對未開發或未充分開發的難采低滲壓裂井層的選擇、技術實施與壓后效果，面臨著高難度，加強先導性試驗研究的重要性 進一步提高低滲儲量動用程度與發展壓裂技術壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況低滲層壓裂改造的難度與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展的特點多、薄低滲層完井與分層壓裂工藝技術多、薄低滲層連續油管分層壓裂工藝技術含水

13、低滲多層油藏增產相滲調節壓裂液(RPM) 增產改造工藝技術低滲層嚴重非均質與含天然裂縫系統多裂縫壓裂重復壓裂技術的應用與研究注水井注水反應特性與增注研究低滲層水壓裂（Waterfracs ）技術應用與效果水平井非固結完井與壓裂工藝技術壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況多、薄低滲層連續油管分層壓裂工藝技術概況連續油管壓裂設計原則與方法應用實例壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況多、薄低滲層連續油管分層壓裂工藝技術 （續）連續油管作業應用 現已形成一個熱點，于短暫時間內：一種單項的修井 服務工具， 發展成為多種井下業務的組成部份早期應用：誘噴、排液、酸化近

14、期發展： 連續油管鉆井 連續油管完井 連續油管井下作業 連續油管裝備系統顯著的減少作業時間與經費的投入，提高工業衛生與安全 減少直接費用，如較低的搬遷費 減少依賴于時間的費用 減少鉆機拆、裝費用，成為小型、可動、整裝的連續油管組合 提高了HSE水平 提高了實時采集數據水平壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況多、薄低滲層連續油管分層壓裂工藝技術 （續）概況 連續油管壓裂（CTF）, 施工現已 5,000口井（如于 、）用 于多、薄層井/低滲邊際井，深度如應用于 東Texas 氣層 8,900ft, 應用于 東南Alberta氣層 2,4002,600ft, 以及1,3002,

15、000ft 施工層典型厚度 320ft ，單井CTF及應用配套的封隔器分壓可達14個射孔層段 CTF分壓快速施工：在欠平衡條件下可實現快速多次移位 （常規壓裂需用鉆機在過平衡條件下，上卸起下連接油管實現移位） 應用CTF分壓實施多次加砂，可滿足對多、薄低滲層壓裂分層改造要求 應用無電纜套管接箍定位器(Wireless Casing Collar Locators)計量校正CT的 深度 壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況多、薄低滲層連續油管分層壓裂工藝技術 （續） 實施范圍與設計應用考慮：舉例如下 多、薄層井分壓改造 小直徑井的分壓改造 VES壓裂液 +支撐劑+連續油管+封

16、隔器 壓裂液低傷害性能 優化砂液比設計：滿足所需的導流能力 低摩阻：一般約1/3水基凍膠壓裂液的摩阻壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況多、薄低滲層連續油管分層壓裂工藝技術 （續）連續油管壓裂設計原則 設計時應考慮的 2個獨立目標： 1）優化壓裂所需的排量與支撐劑濃度 2）由于地面壓力的限制應對參數設計必須的限制 在方法上不同于常規壓裂設計與實施的考慮 1）實施的安全性成為更重要的考慮 2）連續油管壓裂，額定壓力不超過10,000psi（應用高鋼級別時） 3）壓裂

17、液應優先選擇粘彈性液體系統（VES ）： 低摩阻 1/3常規聚合物摩阻 低傷害性能允許在低砂液比時仍可獲得所需的導流能力 提高排液性能 4）應用考慮VES 壓裂液+足夠強度的支撐劑進行連續油管壓裂壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況多、薄低滲層連續油管分層壓裂工藝技術 （續）連續油管壓裂設計工序 皮碗跨隔式雙封隔器連續油管多層分層壓裂 單封隔器連續油管多層選壓單層 壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況多、薄低滲層連續油管分層壓裂工藝技術 （續）

18、應用實例 1：連續油管封隔器多層分層壓裂 （加） 西部，大量的天然氣儲量存在于白堊系多、薄低滲砂層中，用常 規限流壓裂完井，很多層在操作上與經濟上受到限制，為暫放置層 應用連續油管壓裂連續油管、封隔器、 壓裂設備等組合應用，完成 了對多、薄低滲砂層的經濟有效增產改造 多、薄低滲砂層與泥巖層間互的淺層，在一些井中含13個單層，深度 范圍 1,3002,400ft ，主要分布于： Milk River 砂巖 Medicine Hat 砂巖 Second White Specks 砂巖 多、薄低滲砂層單層厚度 36ft，滲透率 0.23md 壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況多

19、、薄低滲層連續油管分層壓裂工藝技術 （續）應用實例 1（續） ：連續油管封隔器多層分層壓裂 連續油管分層壓裂工藝 單井一次射孔，2孔/ft，小單層全射 使用2 3/8”CT與新型可取式連續油管壓裂封隔器（ RCTF ） RCTF可對單井14個射孔段，進行多次封隔壓裂，通過封隔器 加砂總量已達到200,000lbm 使用混氣（N2或CO2 ）交聯壓裂液，施工排量10bpm、最高砂 液比15ppg、20/40目砂 已施工約200口井，如其中2口井分壓8層，早期效果比常規限 流壓裂提高60%壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況多、薄低滲層連續油管分層壓裂工藝技術 （續）應用實例

20、1（續） ：多、薄低滲層連續油管分壓與常規壓裂比較 Alberta 東南 Medicine Hat 淺氣田，為 西部最大氣藏之 一，約 4百萬acres，最終儲量約 9Tcf，已開發井約為45,000口井 主要氣層為上白堊系 Milk River（在上部）與 Medicine Hat（在下 部） 砂巖層，其中含多、薄低滲層，埋藏深度10002000ft 兩種壓裂工藝：連續油管壓裂與常規壓裂，于加密井多、薄低滲層 進行這兩種壓裂工藝試驗與效果比較 增產量 可采儲量 NPV壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況單井連續油管壓裂與常規壓裂施工參數比較壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層

21、壓裂國外工藝技術發展狀況單井連續油管壓裂與常規壓裂壓后效果比較壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況多、薄低滲層連續油管分層壓裂工藝技術 （續） 應用實例 2：深井連續油管單封隔器多層選壓未動用邊際單層儲層 （美）東Texas氣層，已開發多年大部分井幾乎無經濟生產價值，需動用未動 層（bypassed payzones），但應用常規壓裂在操作上與經濟上受到限制 東Texas氣層未動用邊際儲層，低滲砂巖 K=0.2md，深度8,0418,048 ft/套管27/8” 現應用連續油管壓裂，可開發未動用邊際儲層 1, 連續油管選擇：OD=1 3/4”（=0.188”） 2, 封隔器

22、總成：封隔目的層的上層，封隔器 J 形槽機構，總成長度4ft， OD=2 1/4” 3，液體與支撐劑選擇：VES與中強陶粒 4，施工：排量8bpm，最高砂液比 4PPA, 最高 P=9,800psi （8.2bpm, 4PPA） 中強陶粒 壓后生產效果： 壓后產量比壓前提高5倍，投資回收期約17天 壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況多、薄低滲層連續油管分層壓裂工藝技術 （續）應用實例 3：重復壓裂連續油管封隔器多級分壓（CTF）與不壓井起下的 油管封隔器多級分壓

23、（SF）比較 Alberta 東南 Milk River 與Medicine Hat 砂巖淺氣層，深度 9841641ft，對井層實施重復壓裂 應用CTF 實施復壓多、薄層，47層/井，厚度320ft/單層，加砂量 20/40目2,60022,800kg 應用SF實施復壓多、薄層，24層/井，厚度9.845.9ft/單層，加砂量 20/40目5,20028,900kg 壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 壓后效果與經濟評估比較壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況含水低滲多層油藏增產相滲調節壓裂液（RPM）增產改造工藝技術在含水低滲多層油藏中，相滲調節壓

24、裂液增產改造工藝技術是重要的技術研究RPM技術的發展典型實例壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況含水低滲多層油藏增產相滲調節壓裂液（RPM）增產改造工藝技術（續）在多層油藏中，控水研究是長期以來石油開采的重要技術研究項目； RPM處理多油層間含較高滲條帶水層、油水同層、含底水層的油井RPM技術的發展 RPM技術概念的提出：如何有效降低生產井水油比，提高產油量 In-Situ RPM研究-開發PCS (Polymer Conformance System)化學劑, 1995. 1）就地聚合 2）不堵塞孔隙 3）有效降低水相滲透率 4）類似水的粘度 5）無需對層實施封隔典型實例

25、：(美)New Mexico ， Los Medanos油田 Brushy Canyon油層的應用： Brushy Canyon油層帶有多個含水層的多油層系，生產含水6070% 早期應用常規壓裂效果差，液體產量迅速下降，裂縫垂向延伸時，油水層 之間無遮擋層壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況低滲層嚴重非均質與含天然裂縫系統壓裂多裂縫研究多條水力裂縫同時延伸現象多裂縫壓裂概念的提出 水力壓裂形成多裂縫條件與觀測水力壓裂多裂縫模擬壓裂壓力歷史擬合與壓后試井水力壓裂作業減少多裂縫的基本方法壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂

26、國外工藝技術發展狀況壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況水力裂縫多裂縫幾何形態的復雜性壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況低滲層嚴重非均質與含天然裂縫系統壓裂多裂縫研究 (續)水力壓裂形成多裂縫條件與觀測 儲層系統的嚴重非均質性與存在天然裂縫系統 完井時長射孔井段，形成多個壓裂造縫起始點 壓裂造縫起始趨向于由天然裂縫或射孔誘發的裂隙 造縫起始后在延伸過程中將形成若干裂縫聚合，多個聚合裂縫 多裂縫觀測：凈壓力歷史擬合 由凈壓力研究可表示多裂縫狀況 濾失行為可認識多裂縫的增加裂縫面狀況壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況低滲層嚴重非均質與

27、含天然裂縫系統壓裂多裂縫研究 (續)水力壓裂壓力歷史擬合 水力壓裂多裂縫：使用水力裂縫“當量”數 多裂縫的條數、幾何尺寸壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 多裂縫壓裂壓力歷史擬合壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況低滲層嚴重非均質與含天然裂縫系統壓裂多裂縫研究 (續)水力多裂縫壓裂實施的基本注意事項，限制引發多條裂縫 限制射孔井段長度 使用高粘度壓裂液 正確使用支撐劑段塞 使用小粒徑支撐劑 使用在實施上允許的最高排量 定向射孔，與最大水平應力方向一致 射孔井段設定于天然裂縫密度相對較低處壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 重復壓裂

28、技術的應用與研究重復壓裂技術的商業性應用重復壓裂技術的研究與發展壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況重復壓裂技術的應用與研究重復壓裂技術的商業性應用壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況重復壓裂技術的應用與研究 (續) 重復壓裂技術的商業性應用 對復壓作業的增產預期要求 復壓井層選擇主要考慮 物性、厚度 初始壓裂裂縫對提高單井供油氣面積動用程度的作用 復壓井供油氣面積潛力評估 復壓壓裂裂縫對提高單井剩余儲量動用程度的作用評估 復壓工藝優于初始壓裂的改進 復壓在增儲上產中的作用 應用實例 ：Wattenberg FieldMuddy“J”與 Codell 致

29、密 氣砂層復壓應用 壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況實例：Wattenberg Field Tight Codell 氣砂層重復壓裂作業 Codell 致密氣砂層重復壓裂 復壓儲層研究：Codell致密氣砂層為邊際儲層，復壓儲層條件 首要考慮是孔隙容積條件 h 1.5 2ft, h 1.5ft為非產層 k 0.1md 井網的單井供給面積40 acres，初始壓裂后井的排驅僅動用1530 acres 用復壓提高儲量動用程度 已復壓750口井壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況實例：Wattenberg Field Tight Codell 氣砂層重復壓

30、裂作業（續） Codell 致密氣砂層復壓工藝改進 對初始壓裂分析初始壓裂實施的主要問題： 完井時壓裂裂縫缺乏足夠的半縫長，約300ft 使用高濃度聚合物，有效激化不夠 復壓工藝改進 復壓前評估井生產動用的供給面積，如well C，初始壓裂半縫長 262ft (79.8m)，裂縫影響供給面積20 acres，井網的單井 供給面積40 acres 壓裂液改進低濃度CMG的Zr交聯壓裂液（1998年推出） (2220lb/1000gal)，復壓實施結果更有效地滿足施工與低 傷害要求，已應用350口井以上 復壓施工改進 確定了規范化的復壓施工程序 應用實時3D壓裂模擬 復壓半縫長600700ft 壓

31、裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 復壓效果壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 重復壓裂技術的應用與研究重復壓裂技術的研究與發展壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 重復壓裂技術的研究與發展重復壓裂技術的研究與發展：復壓裂縫重新取向 就地應力場變化基本概念: 數模研究結果 在圍繞井點與初始裂縫的橢圓區域內，在孔隙壓 力降低時平行于 初始壓裂裂縫的水平應力分量的遞減速率大于垂直的水平應力分量 在這橢圓區域內，誘發的應力變化達到足夠大以克服初始的水平向 的差應力時，最小與最大水平應力轉向 復壓裂縫重新取向 數模研究，復壓裂縫與初始裂縫方

32、位正交，90o 現場試驗研究，復壓裂縫與初始裂縫方位斜交 Barnett Shale 復壓現場試驗研究: 致密氣頁巖儲層、含天然裂縫、初始壓裂已為深穿透裂縫，如B井 射孔深度7,0047,242ft, 復壓工藝使用water-fracs壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況重復壓裂技術的研究與發展（續）重復壓裂技術的研究與發展：Barnett Shale 復壓現場試驗研究 以往復壓現場試驗研究是在軟、淺地層 Barnett Shale 復壓現場試驗條件 致密氣頁巖儲層、含天然裂縫、初始壓裂已為深穿透裂縫 射孔深度，如B井

33、 7,0047,242ft, 復壓裂縫的轉向觀測應用 Tiltmeter, Microseismic 數據 復壓前以1200相位再射孔 復壓施工工藝 復壓工藝使用water-fracs，節約成本60% 壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況“ Waterfracs ” 技術應用與效果“Waterfracs”，一個重要研究動向與技術概念的提出“Waterfracs”技術應用：低成本、高效益，實施對邊 際低滲儲層開發有著重要作用與應用遠景“Waterfracs” 作用機理研究壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 “ Waterfracs ” 技術應用與效果（續

34、） “Waterfracs”技術始于 1995年 應用在 East Texas , CottonValley 致密氣砂巖，現已進行了很多試驗研究與應用 “Waterfracs”，一個重要研究動向：用很少支撐劑或無支撐劑，裂 縫實際上還保持著合適的導流能力 “Waterfracs”技術概念的提出 “Waterfracs”設計與實施：泵注大量含有最少量化學劑 的水， 20/40目支撐劑，含支撐劑濃度0.5ppg，尾追時 2ppg，pad百分數 4050%，排量1080 bpm “Waterfracs”技術為致密氣砂層造長縫，提供經濟優化的實施基礎壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展

35、狀況“ Waterfracs ”技術應用與效果（續） “Waterfracs”技術應用：低成本、高效益，實施對邊際低滲儲層開發 有著重要作用與應用遠景 Union Pacific Resources Co.: 于1995年首次實施，已進行250次作業， 從早期效果分析，比常規壓裂降低成本30%70%；在1997年統計 160次作業節約 $4.5百萬 Pennzoil 勘探與生產公司 Amoco Valence Operating Mitchell Energy Corporation： 在與上述致密氣砂巖儲層巖性很不相 同的 Barnett Shale (含天然裂縫) 成功實施，節約成本60%

36、 ARCO：在注水井增注成功，于Kuparuk River 油田注水井103井次 已取得增注效果壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況“ Waterfracs”技術應用與效果（續） “Waterfracs” 作用機理 水力壓裂形成粗糙裂縫面，即使裂縫閉合后或高閉合壓力下，裂縫的3個 維度仍存在導流通道 巖石破裂機理，殘余變形與剪切（滑移型破裂）作用，可能導致比常規壓 裂更高的導流通道 近期研究，可能實際上是多個裂縫帶而不是如設計模型描述的一條主裂縫 早期文獻，曾討論過“自身支撐”與“部分單層支撐”裂縫 低粘壓裂液更易于水力裂縫延伸、返排與低傷害 近期提出，天然裂縫的水力力學響

37、應研究，正向應力與切應力對裂縫的影 響，支配著裂縫導流能力壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況水平井與直井水力壓裂效果比較水平井裸眼、襯管完井與分段壓裂工藝水平井裸眼、襯管完井與縱向壓裂工藝水平井非固結完井與水力壓裂壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況 水平井與直井壓裂效果比較壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況水平井壓裂裂縫 2 種型式壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況水平井壓裂產量高于直井壓裂的現場效果比較實例Monterey層為頁巖，he50ft, k400ft/s 環空井底壓力保持略低于裂縫延伸壓力壓裂技術發展歷史回顧與近期低滲層壓裂國外工藝技術發展狀況水平井水