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1、1,第三章 高能气体压裂,内容提要高能气体压裂原理高能气体发生器高能气体压裂参数高能气体压裂设计高能气体压裂施工工艺高能气体压裂展望,2,常规压裂工艺的不足？,高能气体压裂：又称燃爆压裂，就是利用脉冲加载并控制压力的上升速度，使迅速释放的高温高压气体在井筒附近压开多方位的径向裂缝，沟通储层中的天然裂缝，达到增产目的工艺。,发展历程：美国，上世纪70、80年代，技术储备；前苏联，60年代，规模2000井次/年；中国，西安石油学院，累计600余井次。,3,&1 高能气体压裂原理,一、压裂方法对比,压裂方法,爆炸压裂,水力压裂,高能气体压裂,1.传压介质及动力来源,2.压力特征,4,3.裂缝特征,5
2、,4.对比,表1 三种压裂参数量级对比,6,二、高能气体压裂增产作用,1.机械作用,造缝作用,裂缝不闭合机理：非全部垂直于最小主应力，切应力不为零；岩石塑性变形,2.水力作用,井内液体的振荡、压力脉冲的振动作用,7,压力周期波的作用：松动堵塞颗粒；毛管的周期性胀缩。,3.高温热作用,作用：熔化井筒附近的石蜡和沥青，井底原油粘度和表面张力,8,4.化学作用,燃气中CO2，HCl，H2S成分遇水形成的酸液对岩层的作用。,三、高能气体压裂基本作用特征,特征：加载时间0.120ms，总作用时间几百毫秒，缝长10m；裂缝形态为径向多条裂缝体系；加载速率远低于爆炸压裂，不破坏井眼和无压实伤害；,9,高能气
3、体压裂过程：井内增产阶段；造缝阶段裂缝延伸阶段；,四、高能气体压裂的特点,选择性强；裂缝不受低应力的限制；无需支撑剂；无污染；成本低。,10,&2 高能气体发生器,一、气体发生器,1.有壳气体发生器,优点：安全；成本低；易下井。,缺点：装药量少。,11,2.无壳气体发生器,传输方法：电缆或油管。,点火方式：电或投棒。,优点：结构更简单；施工更方便；压裂效果好。,12,二、推进剂,种类,固体推进剂,液体推进剂,凝胶硝酸甘油炸药,13,&3 高能气体压裂参数,一、裸眼井压裂参数,1.升压时间,形成多裂缝：,14,2.峰值压力,二、套管射孔井压裂工艺参数,15,控制因素,射孔密度,孔眼直径,射孔方位
4、,推进剂用量,井内有无液体,推进剂燃烧速度,1.孔径和孔密对升压的影响,单位时间通过孔眼的压力降正比于射孔孔数和孔眼直径的平方,16,2.射孔方位和相位对裂缝的影响,多裂缝区,120相位角,垂直于最小地应力方向射孔,平行于最小地应力方向射孔,17,&4 高能气体压裂设计,一、高能气体压裂适用范围,适合的井层：钻井和完井污染，射孔后产能低或无产能的井；地层物性较差，但天然裂缝发育的油气层；水敏或酸敏性油气层；措施后而井筒附近堵塞而产量下降的油气层；地层破裂压力很高的油气层；产能低不适宜高成本增产措施的油气层；不宜进行水力压裂的底水油气藏。,不适合的井层：颗粒运移严重的油气层；胶结差的油气层；天然
5、裂缝不发育的致密地层。,18,二、高能气体压裂设计,火药的燃烧；井内气液的运动；井内液体的运动；压力与时间的关系；挤入裂缝的液体和气体流量；裂缝几何尺寸（长、宽）。,三、高能气体压裂效果预测,19,&5 高能气体压裂施工工艺,一、高能气体压裂施工工艺,1.钢丝绳起下，水泥塞封堵，地面引燃施工工艺,特点：安全可靠；难度大（深井与套管井）；施工麻烦；周期长。,适用：低产的裸眼浅井,20,2.电缆起下，液柱压挡，地面引燃施工工艺,特点：设备动用少；施工周期短；安全可靠。,适用：中深裸眼井和套管井,21,3.油管传输，封隔器加环压复合压挡，撞击引燃施工工艺,特点：施工简便；可靠性高；安全性高；充分利用
6、燃气能量。,22,4.三种施工工艺对比,23,二、高能气体压裂测试技术,1.静态测试铜柱法测峰值压力,特点：简单方便；局限性；,原理：,24,2.动态测试（井下压力时间测试）,井下存储式pt测试仪,地面直录式pt测试仪,25,&6 高能气体压裂展望,一、高能气体压裂存在的问题,1.套管损坏,原因：峰值压力、作用时间,防止方法：套管受力分析、新型压裂弹、峰值压力和作用时间,2.裂缝延伸长度和闭合,原因：压力持续时间,改善方法：改进压裂弹、多装药、改善点火系统、增加压力持续时间,26,一、提高高能气体压裂的途径,1.与其他技术联合,复合技术,高能气体压裂-酸化,高能气体压裂-水力压裂,高能气体压裂-射孔,超正压射孔,射孔压裂,27,2.多次压裂法（同层施工23次）,3.在射孔段打入专用压裂液,4.改进压裂弹结构，增大装药量,5.采用液体药,6.爆炸松动技术,28,&7 高能气体压裂应用,油田：大庆油田、大港油田、塔里木气田、长庆气田、延长油矿、中原油田、玉门油田、新疆油田、辽河油田、江苏油田、吉林油田,表2 高能气体压裂应用情况,第十一大节,
