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壓裂是一個專業術語,常見於塑料或石油領域。

1 Pressure Break

壓裂是層合塑料的一種缺陷。通常是指以紙、布或其他材料為基材的層合塑料,因成型壓力過大而引起的基材破壞的現象。透過表層樹脂可觀察到有明顯裂紋。
指透過表面覆蓋的樹脂層可以看見層壓塑料較外面的一層或幾層增強材料中所具有的明顯裂紋。

2Fracturing

壓裂是指採油或採氣過程中,利用水力作用,使油氣層形成裂縫的一種方法,又稱水力壓裂。油氣層壓裂工藝過程用壓裂車,把高壓大排量具有一定粘度的液體擠入油層,當把油層壓出許多裂縫后,加入支撐劑(如石英砂等)充填進裂縫,提高油氣層的滲透能力,以增加註水量(注水井)或產油量(油井)。常用的壓裂液有水基壓裂液、油基壓裂液、乳狀壓裂液、泡沫壓裂液及酸基壓裂液5種基本類型。
壓裂選井的原則:(1)油氣層受污染或者堵塞較大的井;(2)注不進去水或注水未見效的井。
壓裂工藝技術
任何壓裂設計方案都必須依靠適當的壓裂工藝技術來實施和保證。對於不同特點的油氣層,必須採取與之適應的工藝技術,才能保證壓裂設計的順利執行,取得良好的增產效果。壓裂工藝技術種類很多,這裡簡要介紹分層及選擇性壓裂技術、控縫高壓裂技術的基本原理。
一、分層及選擇性壓裂
中國有很多多層油氣田,通常要進行分層壓裂。另外,在油田開發層系劃分中,有的雖同屬一個開發層系,但油層非均質特性強,存在層內分層現象,這通常稱為選擇性壓裂。
1.封隔器分層壓裂
封隔器分層壓裂是目前國內外廣泛採用的一種壓裂工藝技術,但作業複雜、成本高。根據所選用的封隔器和管柱不同,有以下四種類型。
1) 單封隔器分層壓裂 用於對最下面一層進行壓裂,適於各種類型油氣層,特別是深井和大型壓裂。
2) 雙封隔器分層壓裂 可對射開的油氣井中的任意一層進行壓裂。
3) 橋塞封隔器分層壓裂。
4) 滑套封隔器分層壓裂
國內採用噴砂器帶滑套施工管柱,採用投球憋壓方法打開滑套。該壓裂方式可以不動管柱、不壓井、不放噴一次施工分壓多層;對多層進行逐層壓裂和求產。
2.限流法分層壓裂
用於欲壓開多層而各層破裂壓力有差別的油井。通過控制各層射孔孔眼數量和直徑,並儘可能提高注入排量,利用先壓開層孔眼摩阻提高井底壓力而達到一次分壓多層的目的。
有A、B和C三個油層,相應的破裂壓力分別為24,20和22MPa ,按射孔方案射開各自的孔眼。當注入井底壓力為20 MPa時,B層壓開;然後提高排量,因孔眼摩阻正比於排量,B層孔眼摩阻達到2 MPa時的注入井底壓力為22 MPa,即C層被壓開;繼續提高排量,B層孔眼摩阻達到4MPa時的井底注入壓力為24 MPa,A層被壓開。射孔孔眼的作用類似於井下節流器,隨排量增加,井底壓力不斷提高,從而逐層壓開。
限流法分層壓裂的關鍵在於必須按照壓裂的要求設計合理的射孔方案,包括射孔孔眼、孔密和孔徑,使完井和壓裂構成一個統一的整體。
1.蠟球選擇性壓裂
在壓裂液中加入油溶性蠟球暫堵劑,壓裂液將優先進入高滲層內,蠟球沉積而封堵高滲層,從而壓開低滲層。油井投產後,原油將蠟球逐漸溶解而解除堵塞。若高滲層為高含水層,堵球不解封有助於降低油井含水率。
2.堵塞球選擇壓裂
將井內欲壓層段一次射開,首先壓開低破裂壓力層段后加砂,然後注入帶堵塞球的頂替液暫堵該層段;再提高泵壓壓開具有稍高破裂壓力的地層,根據需要注入頂替液后結束施工或者繼續注入帶堵塞球的頂替液暫堵該層段一邊壓裂另外層段。從而改善產油/吸水剖面。
二、控縫高壓裂技術
當油氣層很薄或者產層與遮擋層間最小水平主應力差較小,壓開的裂縫高度很容易進入遮擋層,此時需要控制裂縫高度延伸。可以通過控制壓裂液性能參數和施工排量來實現,更可靠的是人工隔層控縫高壓裂技術。
基本原理是在前置液中加入上浮式或下沉式導向劑,通過前置液將其帶入裂縫,浮式導向劑和沉式導向劑分別上浮和下沉聚集在人工裂縫頂部和底部,形成壓實的低滲透人工隔層,阻止裂縫中壓力向上/向下傳播,達到控縫高的目的。為了使兩種導向劑能上浮和下沉,一般在注入攜有導向劑的液體后短期停泵,然後進行正常的壓裂作業。
人工隔層控縫高技術主要用於1) 生產層與非生產層互層的塊狀均質地層;2) 生產層與氣、水層間無良好隔層;3) 生產層與遮擋層應力差不能有效控制裂縫垂向延伸。
三、測試壓裂技術
測試壓裂也稱為小型試驗壓裂,它是進行一次小規模壓裂並分析壓裂壓力獲得裂縫有關參數。包括裂縫延伸壓力測試、裂縫閉合壓力測試、微注入測試等。
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