序言 1
前言 9
第一章 油层增产措施的合理性 12
一、绪论 12
二、不稳定压力分析原理 12
(一)无限大油藏中一口定产量生产井的扩散方程解 12
(二)叠加原理、压力恢复分析、空间叠加 15
(三)气井试井 16
(四)拟压力函数 17
(五)典型曲线拟合/干扰分析 18
(六)双重孔隙系统的不稳定压力分析 20
(七)压力导数 21
三、油井和油藏分析 22
(一)酸化井和表皮效应分析 24
(二)表皮效应的组成 25
(三)致密地层的压裂和一般特性 25
(四)油层最大渗透率的估算 26
(五)致密地层生产井分析方法的建议 26
四、结论 30
(一)应力 32
二、基本概念 32
第二章 岩石力学基础 32
一、绪论 32
(二)应变 33
(三)应力-应变关系 34
(四)孔隙压力和有效应力 35
(五)破坏准则 36
三、有关的岩石性质及其测量 37
(一)单轴和三轴试验 37
(二)孔隙度和渗透率 39
(三)压缩系数 41
(四)断裂韧性 42
(五)动态特性 44
四、原位应力及其确定方法 44
(一)原始应力 44
(二)构造应力 45
(三)其它应力 46
(四)诱导应力 46
(五)原位应力场的重要性 48
(六)矿场方法 48
(七)实验室方法 50
第三章 水力压裂模型 55
一、绪论 55
二、守恒定律和本构方程 56
(一)基本定律 56
(二)本构方程 57
三、裂缝扩展模型 59
(一)线性弹性断裂力学(LEFM) 59
(二)裂缝扩展准则 61
(三)裂缝扩展模型概论 61
(四)二维模型 63
(五)径向模型 68
(六)拟三维模型 69
(七)三维模型 72
(八)注入过程中压力变化趋势 74
四、压裂液流动模型 74
(一)液体流变性 74
(二)支撑剂携带 75
(三)滤失 78
(四)热传导 82
(五)可压缩流体 84
(一)反应速度模型 85
五、酸压裂 85
(二)酸压应用实例 87
(三)酸液滤失 88
(四)粘性指进 88
(五)酸压裂缝的导流能力 89
六、结论 89
第四章 压裂液的组成和化学性质 95
一、绪论 95
二、水基压裂液 95
(一)聚合物 95
(二)交联剂 98
三、油基压裂液 100
四、多相压裂液 101
(一)泡沫 101
(二)乳状液 102
五、添加剂 102
(一)缓冲剂 103
(二)杀菌剂 103
(三)稳定剂 103
(四)破胶剂 103
(六)粘土稳定剂 104
(五)表面活性剂 104
(七)降滤失剂 106
六、施工 106
(一)混合 107
(二)质量保证 107
第五章 压裂液和支撑剂的特性 111
一、绪论 111
二、流变学 111
(一)流动的基本关系式 111
(三)幂律模型 112
(二)流体特性 112
三、剪切和温度对压裂液性质的影响 113
四、泡沫压裂液 120
五、携砂液流变性 121
六、支撑剂携带 122
七、滤失 125
(一)压裂液滤失性能的评价 126
(二)静止状态下的滤失 126
(三)流动状态下的滤失 127
(一)粘度与损害的关系 128
八、地层和裂缝的损害 128
(二)稠化聚合物的潜在损害特征 129
九、支撑剂 130
(一)砂子 131
(二)树脂涂层砂 131
(三)中等强度支撑剂 131
(四)高强度支撑剂 131
(五)支撑剂的物理性质 131
第六章 压裂前的资料要求 139
一、绪论 139
(二)裂缝几何尺寸和方位特征 140
二、资料类型 140
(一)地层潜在产能 140
(三)压裂液和支撑剂的评价 141
三、各种资料来源 141
(一)地质 141
(二)地球物理和岩石物理测井 141
(三)岩心试验 144
四、井下动态试验 147
(一)微型压裂试验 147
(二)地面测斜仪 149
(三)井下地震 150
五、资料要求的优化 151
(一)探井或初期开发井 152
(二)后期井、即开发井 152
六、结论 153
第七章 压裂过程中的压力分析 157
一、绪论 157
二、裂缝压开与闭合期间的物质平衡 157
三、压力下降分析 159
(一)应用 161
(二)实例 162
五、压裂过程中的压力剖面 164
四、支撑剂影响 164
(一)破裂压力实例 166
(二)注入过程中压力的解释 167
(三)注入时的压力模拟 172
六、泵入-返排试验 173
第八章 加支撑剂压裂设计 177
一、绪论 177
二、物理系统和数学公式 178
(一)油层供油能力 178
(二)生产系统的动态 182
(四)裂缝几何尺寸模型--二维解析反演解 183
(三)生产系统(NODAL)分析法 183
(五)压裂液的选择 188
(六)支撑剂携带 188
(七)施工限制因素 193
(八)经济分析 194
三、优化施工设计程序 194
(一)最优标准 194
(二)实例 195
四、压裂设计变量的参数研究 201
(一)压裂设计的比较 201
(二)压裂净现值参数分析 205
五、结论 208
第九章 压裂设计考虑的因素 214
一、绪论 214
二、施工规模的限制因素 214
(一)生产管柱的影响 214
(二)裂缝导流能力的影响 214
(三)井距影响 215
(四)临界有效压力的限制 217
(五)粘度影响 217
(二)缝长恒定，最佳FCD 218
(一)支撑剂用量恒定，最佳FCD 218
(六)压裂液效率限制 218
三、压裂规模或压裂液和支撑剂用量预定的因素分析 218
(三)缝长恒定，导流能力变化 220
四、采用高支撑剂浓度的优点 221
五、油层性质的影响 222
(一)油层孔隙度的影响 222
(二)高估地层厚度的影响 223
(三)多层性或层状油藏 224
六、结论 224
二、预测缝高的线性断裂力学模拟 227
一、绪论 227
第十章 缝高预测和压裂后的测量 227
三、缝高预测方法 229
(一) 用纵波和横波的速度计算岩石弹性参数 229
(二) 用横向弹性模型计算应力 230
(三)用线性断裂力学模型预测缝高增长 230
四、测量缝高的方法 233
(一)井温测井 233
(二)伽马测井 234
(三)地震法 237
五、结论 238
(七)转子流量计测量 238
(四)井下电视 238
(六)噪声测井 238
(五)地层微扫描仪 238
第十一章 压裂后的评价和压裂井动态 241
一、绪论 241
二、选择运用有限导流能力裂缝模型的依据 242
三、Cinco和Samaniego(1978，1981上半年)模型 244
四、关于损害和堵塞裂缝的评论 248
五、压裂后的油井分析 251
六、存在井筒储能效应时有限导流能力裂缝井的解释 254
七、压裂和未压裂井产量预测的对比 255
第十二章 地层损害的性质 258
一、绪论 258
二、拟损害与地层损害的比较 258
(一)拟表皮效应和油井结构 259
(二)拟表皮效应和生产条件 259
(三)其它拟损害 259
四、地层损害的原因 260
(一)钻井损害 260
三、真地层损害 260
(二)固井损害 262
(三)完井液和修井液的损害 264
(四)砾石充填的损害 264
(五)生产过程中的损害 264
(六)增产措施过程中的损害 266
(七)注入井的特殊问题 267
五、各种损害类型 267
(三)水堵 268
(二)润湿性改变 268
(一)乳状液 268
(四)垢 269
(五)有机沉淀物 270
(六)混合沉淀物 270
(七)粉砂和粘土 271
六、结论 271
第十三章 酸化原理 281
一、绪论 281
二、非流动条件下固-液反应 281
(三)混合动力学 282
(二)传质控制动力学 282
(一)表面反应控制动力学 282
(四)实际岩石 283
(五)温度影响 283
(六)化学计算法 283
三、液体流动条件下的固-液反应 284
(一)表面反应控制动力学 284
(二)传质控制动力学 285
(三)混合动力学 290
四、其它不稳定性 290
(一)粘性指进 290
(四)润湿液体的吸入 291
(二)与溶解现象有关的不稳定性 291
(三)井筒附近不均匀损害 291
(五)几种现象的综合影响 292
五、砂岩酸化的实际意义 292
六、碳酸盐岩酸化的实际意义 292
(一)泵排量的影响 293
(二)微乳液的应用 293
(三)液体粘度的影响 293
七、结论 293
(一)酸液配制的必要性 296
一、绪论 296
第十四章 砂岩基质酸化 296
(二)施工设计 297
二、酸液选择标准 297
(一)基本概念 297
(二)矿物标准 297
(三)酸液选择方法 300
(四)用于防止产生损害性沉淀物的酸 300
(五)酸液选择的其它标准 301
(二)裂缝性地层 302
(三)高渗透含灰质砂岩 302
(一)细粒移动 302
三、决策系统图 302
(四)井筒液体中固相物质形成的损害 303
(五)酸液配方中的其它添加剂 303
四、前置液和后置液 303
(一)前置液 303
(二)后置液 304
五、砂岩土酸酸化 304
(一)化学计算方程式 304
(二)副产物溶解度 306
(三)动力学--影响反应速度的因素 308
(四)氢氟酸反应模拟 310
六、其它酸液配方 310
(一)氟硼酸 311
(二)顺序土酸 313
(三)含醇土酸 313
(四)土酸加氯化铝的缓速液 314
(五)有机土酸 314
(六)自生土酸系统 314
七、基质酸化设计 315
(七)缓冲液调节的氢氟酸系统 315
(一)注入压力 316
(二)最大注入速度的确定 316
(三)基于经验确定的酸液用量 316
(四)基于数学模拟确定的酸液用量 318
八、结论 319
第十五章 砂岩酸化中的酸液挤入和转向 323
一、绪论 323
二、挤酸技术 323
(一)化学转向技术 323
(二)机械转向挤入技术 324
(一)转向剂分类 326
三、转向剂 326
(二)转向酸处理过程中的主要问题 327
四、转向剂效率的实验室评价 327
五、油藏条件下转向剂效率预测 328
(一)转向剂滤饼形成的拟表皮 328
(二)转向剂滤饼的增长 329
(三)多油层油藏的井底压力和产量的关系 329
(四)转向处理中酸液分布的实例 331
二、由井口测量换算井底参数 333
(一)井底压力 333
第十六章 基质酸处理评价 333
一、绪论 333
(二)井底注入量 335
三、酸处理过程中表皮效应的监测 335
(一)Mcleod和Coulter方法 335
(二)Paccaloni方法 336
四、Prouvost和 Economides(1987)方法 337
(一)酸处理过程中表皮因子的推导 338
(二)酸处理前油藏特征的确定 338
五、压力响应综述 339
六、计算实例 340
七、结论 341
第十七章 酸压裂原理 343
一、绪论 343
二、酸压与用支撑剂和不反应液压裂的对比 343
三、控制酸压处理效果的因素 343
四、酸液滤失 345
五、注酸液过程中的酸消耗 346
(一)控制酸液滤失的材料和方法 348
六、酸压施工设计 348
(二)控制酸反应速度的材料和方法 350
(三)提高裂缝导流能力的材料和方法 352
七、酸压处理模型 353
八、酸压设计的应用实例 353
附录 356
附录A.岩石特性 356
附录B.压裂液流变性 357
附录C.确定压裂液特性的实验室技术 364
符号说明 367
美制与法定计量单位换算表 375