水力壓裂原理

1、一、原理與基本概念造縫機理、增產機理、優(yōu)化設計原理、基本概念二、壓裂材料1、定義、功能、發(fā)展歷史2、壓裂液化學3、壓裂液試驗化學4、壓裂液優(yōu)化設計5、支撐劑種類及性能特點6、支撐劑性能評價方法7、裂縫導流能力優(yōu)化8、實例三、質量控制1、目的和意義2、主要內容及規(guī)范3、實例大慶油田有限責任公司采油工藝研究院大慶油田有限責任公司采油工藝研究院主要內容 水力壓裂原理 水力壓裂造縫機理水力壓裂造縫機理 水力壓裂增產機理水力壓裂增產機理 基本概念 關于地層的參數關于地層的參數 關于壓裂壓力的參數關于壓裂壓力的參數壓裂液技術發(fā)展回顧壓裂液技術發(fā)展回顧19471947年年7 7月，月，在堪薩斯州大縣胡果頓氣

2、田的在堪薩斯州大縣胡果頓氣田的Kelpper1Kelpper1井上首次實施了壓裂增產作業(yè)，壓裂層段包括井上首次實施了壓裂增產作業(yè)，壓裂層段包括4 4個灰個灰?guī)r產層，井段為巖產層，井段為715-790m715-790m，采用的工作液為萘稠化油采用的工作液為萘稠化油基壓裂液，單層用液量基壓裂液，單層用液量3.8m3.8m3 3目前，進入低滲透油田的勘探領域，大大增加了油氣的可采儲量，與油藏工程緊密結合起來，成為決定低滲透油田開發(fā)方案的主導因素，使低滲透油田的高效開發(fā)成為可能壓裂措施帶來的工業(yè)上豐厚回報，半個多世紀以來，壓裂措施帶來的工業(yè)上豐厚回報，半個多世紀以來，刺激了在該項技術上的大量物力和人力

3、的投入刺激了在該項技術上的大量物力和人力的投入三向三向主應力：主應力： X X、Y Y、Z Z 裂縫垂直于最小主應力裂縫垂直于最小主應力水力裂縫形態(tài)：水力裂縫形態(tài)：Z ZH H 垂直裂縫垂直裂縫H H Z Z 水平裂縫水平裂縫 確定可靠的設計參數確定可靠的設計參數 通過油藏模型與經濟模型進行壓后產量預測及通過油藏模型與經濟模型進行壓后產量預測及經濟評價，優(yōu)化裂縫幾何尺寸和導流能力經濟評價，優(yōu)化裂縫幾何尺寸和導流能力 使用水力壓裂模型進行設計計算，確定施工參使用水力壓裂模型進行設計計算，確定施工參數，最終獲得一個優(yōu)化的壓裂設計方案數，最終獲得一個優(yōu)化的壓裂設計方案壓裂優(yōu)化設計：壓裂優(yōu)化設計：壓裂

4、優(yōu)化設計與壓裂液篩選研究的簡單流程壓裂優(yōu)化設計與壓裂液篩選研究的簡單流程 了解儲層巖石及流體性質、地層溫度、施工規(guī)了解儲層巖石及流體性質、地層溫度、施工規(guī)模等參數模等參數 篩選主劑及各種添加劑，優(yōu)化配方篩選主劑及各種添加劑，優(yōu)化配方 進行壓裂液配伍性、流變性、傷害性評價實驗進行壓裂液配伍性、流變性、傷害性評價實驗壓裂液篩選研究：壓裂液篩選研究：必須確定可靠、全面的參數必須確定可靠、全面的參數不可控制參數可控制參數施工參數優(yōu)化施工參數優(yōu)化現場分析現場分析壓裂液篩選壓裂液篩選裂縫參數優(yōu)化裂縫參數優(yōu)化壓后評估壓后評估油藏基礎數據地層基礎數據完井基礎數據巖石力學參數原生裂縫描述巖礦分析數據儲層流體性質

5、壓裂施工數據措施效果數據經濟評價參數關于地層1 1、定義、定義 巖石被巖石被100%100%的空氣所飽和，測試空氣的視滲透率，為絕的空氣所飽和，測試空氣的視滲透率，為絕對滲透率對滲透率 在多孔介質中如有兩種以上的流體流動，則該介質對某在多孔介質中如有兩種以上的流體流動，則該介質對某一相的滲透率稱之為有效滲透率（或相滲透率）一相的滲透率稱之為有效滲透率（或相滲透率） 有效滲透率與絕對滲透率的比值稱之為相對滲透率有效滲透率與絕對滲透率的比值稱之為相對滲透率 單位以單位以mm2 2或或1010-3-3mm2 2表示表示有效滲透率有效滲透率2 2、作用、作用 分析壓前生產狀況，預測壓后產量及評價壓裂效

6、果分析壓前生產狀況，預測壓后產量及評價壓裂效果 儲層定性評價標準之一，也是劃分增產措施類別的主要儲層定性評價標準之一，也是劃分增產措施類別的主要依據。依據。 滲濾比值，滲濾比值，CR=KBU/KPICR=KBU/KPI，判斷近井地帶滲透率的變化，判斷近井地帶滲透率的變化，確定壓裂作業(yè)的性質確定壓裂作業(yè)的性質( (解堵或改造解堵或改造) ) 決定壓裂液濾失決定壓裂液濾失2131)(104 . 5PKc2132)(103 . 4fKcPc 選擇壓裂支撐劑類型、尺寸與鋪置濃度主要依據選擇壓裂支撐劑類型、尺寸與鋪置濃度主要依據3)(ifrkxKWC3 3、求取、求取 壓力恢復：代表地層的平均有效滲透率

7、值壓力恢復：代表地層的平均有效滲透率值 生產測試分析：生產測試分析：反映地層有效滲透率與井壁效應的綜合作用反映地層有效滲透率與井壁效應的綜合作用 就地條件下巖心測試就地條件下巖心測試 生產動態(tài)歷史擬合：包含井壁效應生產動態(tài)歷史擬合：包含井壁效應 常規(guī)巖心分析：比承受應力條件下測得的值要高常規(guī)巖心分析：比承受應力條件下測得的值要高1 12 2個個數量級數量級 測井曲線孔隙度測井曲線孔隙度- -滲透率圖版滲透率圖版 油氣田等滲透率圖油氣田等滲透率圖mhBqKBU31012. 2)()/ln(4 .228wfwswePIpphrrBqK 當壓裂層段由多層組成時，應將各層有效滲透率用有效當壓裂層段由多

8、層組成時，應將各層有效滲透率用有效厚度加權平均法來計算該層段的平均有效滲透率厚度加權平均法來計算該層段的平均有效滲透率hhKhKKnn111 1、定義、定義 巖石中連同孔隙體積占巖石總體積的百分數，計量單位：巖石中連同孔隙體積占巖石總體積的百分數，計量單位：小數、百分數小數、百分數2 2、作用、作用 檢驗壓前生產動態(tài)，預測壓后效果，評價呀列效果檢驗壓前生產動態(tài)，預測壓后效果，評價呀列效果 在縱向、平面上的分布是選井選層的主要依據在縱向、平面上的分布是選井選層的主要依據3 3、求取、求取 室內壓汞實驗室內壓汞實驗 測井資料測井資料 鄰井同層資料鄰井同層資料有效孔隙度有效孔隙度1 1、定義、定義

9、在目前經濟技術條件下具有產出工業(yè)性油氣的儲層厚度。在目前經濟技術條件下具有產出工業(yè)性油氣的儲層厚度。即，在儲層中扣除不符合標準的隔層（如泥質夾層或致密即，在儲層中扣除不符合標準的隔層（如泥質夾層或致密夾層）剩下的厚度，單位以夾層）剩下的厚度，單位以m m表示。表示。2 2、作用、作用 檢驗壓前生產狀況，預測壓后產量，評價壓裂效果檢驗壓前生產狀況，預測壓后產量，評價壓裂效果 壓裂選井選層的主要依據壓裂選井選層的主要依據 設計最優(yōu)化的關鍵參數之一，在相同條件下，最佳裂縫設計最優(yōu)化的關鍵參數之一，在相同條件下，最佳裂縫長度隨時有效厚度的增加而變短長度隨時有效厚度的增加而變短 Kehe、Ke/he、K

10、ehe/有效厚度有效厚度3 3、求取、求取 以巖心資料分析為基礎，單層試油資料為依據，利用測以巖心資料分析為基礎，單層試油資料為依據，利用測井解釋資料加以確定。并應根據試采和開發(fā)資料進行檢驗井解釋資料加以確定。并應根據試采和開發(fā)資料進行檢驗和修正和修正 使用油氣田有效厚度等值圖估算壓裂井層的有效厚度使用油氣田有效厚度等值圖估算壓裂井層的有效厚度1 1、定義、定義 在原始狀態(tài)下，儲層中原由體積占有效孔隙體積的百分在原始狀態(tài)下，儲層中原由體積占有效孔隙體積的百分數數含油飽和度含油飽和度2 2、作用、作用 檢驗壓前生產狀況，預測壓后產量，評價壓裂效果檢驗壓前生產狀況，預測壓后產量，評價壓裂效果3 3

11、、求取、求取 巖心測試巖心測試 測井方法測井方法woSS 11 1、定義、定義 在靜態(tài)無干擾條件下所具有的溫度。在單位以在靜態(tài)無干擾條件下所具有的溫度。在單位以表示。表示。 地層溫度隨埋藏深度的增加而增加，同時，還受巖石性地層溫度隨埋藏深度的增加而增加，同時，還受巖石性質（主要是巖石導熱率）和局部地區(qū)的地質條件的影響，質（主要是巖石導熱率）和局部地區(qū)的地質條件的影響，是各種因素綜合作用的結果，在各地區(qū)不是一個常數。是各種因素綜合作用的結果，在各地區(qū)不是一個常數。2 2、作用、作用 選擇壓裂液的主要依據選擇壓裂液的主要依據 控制壓裂液在縫中粘度、流態(tài)指數與稠度系數等設計參控制壓裂液在縫中粘度、流

12、態(tài)指數與稠度系數等設計參數的重要因素數的重要因素 確定不同縫長處的溫度，決定不同縫長上添加劑的濃度確定不同縫長處的溫度，決定不同縫長上添加劑的濃度地層溫度地層溫度3 3、求取、求取 長時間關井，在無干擾的靜態(tài)條件下測量地層溫度長時間關井，在無干擾的靜態(tài)條件下測量地層溫度 借助井下溫度計在無干擾的靜態(tài)條件下，測量不同深度借助井下溫度計在無干擾的靜態(tài)條件下，測量不同深度溫度值，獲得地溫梯度，再求出壓裂目的層的地層溫度溫度值，獲得地溫梯度，再求出壓裂目的層的地層溫度 使用測井的井溫曲線推算地層溫度使用測井的井溫曲線推算地層溫度 根據經驗估算根據經驗估算1 1、定義、定義地層壓力是一統(tǒng)稱。分為原始地層

13、壓力，目前地層壓力和地層壓力是一統(tǒng)稱。分為原始地層壓力，目前地層壓力和靜止壓力。計量單位為靜止壓力。計量單位為MPaMPa。原始地層壓力原始地層壓力原始地層壓力是指油氣層在未開采前從探井中測得的油氣原始地層壓力是指油氣層在未開采前從探井中測得的油氣層中部的壓力。原始地層壓力一般隨埋藏深度的增加而增層中部的壓力。原始地層壓力一般隨埋藏深度的增加而增加。加。目前地層壓力目前地層壓力油氣藏投入開發(fā)后，在某一時期內測得的油氣層中部壓力油氣藏投入開發(fā)后，在某一時期內測得的油氣層中部壓力稱之為該時期的目前地層壓力。稱之為該時期的目前地層壓力。地層壓力地層壓力靜止壓力靜止壓力靜止壓力也稱為油氣層壓力。它是指

14、油氣井在關井后，待靜止壓力也稱為油氣層壓力。它是指油氣井在關井后，待壓力恢復到穩(wěn)定狀態(tài)時所測得的油氣層中部壓力，簡稱為壓力恢復到穩(wěn)定狀態(tài)時所測得的油氣層中部壓力，簡稱為靜壓。靜壓。儲層流體壓力儲層流體壓力儲層巖石與該巖石內的流體所受的壓力是不同的，油氣藏儲層巖石與該巖石內的流體所受的壓力是不同的，油氣藏不但與周圍廣大的水體相連通，而且還有補給源。因此，不但與周圍廣大的水體相連通，而且還有補給源。因此，油氣藏內的流體壓力（簡稱為油層壓力或孔隙壓力）常等油氣藏內的流體壓力（簡稱為油層壓力或孔隙壓力）常等于或相當于其埋深的靜水柱壓力。于或相當于其埋深的靜水柱壓力。2 2、作用、作用1 1）反映油氣藏

15、驅動能量的大小。）反映油氣藏驅動能量的大小。2 2）目前地層壓力或靜止壓力是壓裂選井選層的主要依據。）目前地層壓力或靜止壓力是壓裂選井選層的主要依據。3 3）選擇壓裂液類型的依據之一。）選擇壓裂液類型的依據之一。3 3）檢驗壓前生產狀況，預測壓后產量與評價壓裂效果。）檢驗壓前生產狀況，預測壓后產量與評價壓裂效果。4 4）諸多參數是地層壓力的函數，包括，有效滲透率、原）諸多參數是地層壓力的函數，包括，有效滲透率、原油黏度、楊氏模量、地層破裂壓力油黏度、楊氏模量、地層破裂壓力 閉合壓力閉合壓力: :隨油氣井的投產開采，地層壓力產生變化，隨油氣井的投產開采，地層壓力產生變化，將使裂縫閉合壓力，儲層與

16、上、下遮擋層的地應力差，有將使裂縫閉合壓力，儲層與上、下遮擋層的地應力差，有效滲透與孔隙度，楊氏模量，泊松比與巖石抗張強度，地效滲透與孔隙度，楊氏模量，泊松比與巖石抗張強度，地下原油粘度，體積系統(tǒng)與壓縮系統(tǒng)等儲層特征參數隨之變下原油粘度，體積系統(tǒng)與壓縮系統(tǒng)等儲層特征參數隨之變化。化。 3 3、求取、求取1 1）壓力恢復，測試確定油氣層的靜壓。）壓力恢復，測試確定油氣層的靜壓。2 2）根據本井的靜壓梯度推算壓裂目的層的靜壓。）根據本井的靜壓梯度推算壓裂目的層的靜壓。3 3）使用油氣田的等壓圖推算壓裂井、層的靜壓。）使用油氣田的等壓圖推算壓裂井、層的靜壓。4 4）借用鄰井、井組、區(qū)塊或油氣藏的目前

17、地層壓力值）借用鄰井、井組、區(qū)塊或油氣藏的目前地層壓力值1 1、定義、定義地層流體密度地層流體密度 單位原油（氣）體積的質量。單位以單位原油（氣）體積的質量。單位以g/cmg/cm3 3，kg/cmkg/cm3 3或或t/mt/m3 3（氣以（氣以kg/mkg/m3 3）表示。）表示。 地面脫氣原油的密度是指在常壓（地面脫氣原油的密度是指在常壓（0.101MPa0.101MPa）和）和2020條條件下測量的密度。它與在常壓和件下測量的密度。它與在常壓和44條件下純水密度的比條件下純水密度的比值稱之為地面脫氣原油的相對密度。值稱之為地面脫氣原油的相對密度。 氣體的相對密度是指在標準溫度（氣體的相

18、對密度是指在標準溫度（293K293K）和標準壓力）和標準壓力（0.101MPa0.101MPa）條件下氣體密度與干燥空氣密度的比值。）條件下氣體密度與干燥空氣密度的比值。地層流體密度、粘度與壓縮系數地層流體密度、粘度與壓縮系數地層流體粘度地層流體粘度 又稱為粘滯系數。是指在地層條件下油氣內部摩擦引起又稱為粘滯系數。是指在地層條件下油氣內部摩擦引起的阻力。計算單位以的阻力。計算單位以mPamPas s表示。表示。 地層原油粘度除受其他層溫度和地層壓力影響外，還受地層原油粘度除受其他層溫度和地層壓力影響外，還受到構成油的組分和天然氣在原油中溶解度的影響。到構成油的組分和天然氣在原油中溶解度的影響

19、。地層流體壓縮系數地層流體壓縮系數 原油壓縮系數定義為，在地層條件下每變化原油壓縮系數定義為，在地層條件下每變化1MPa1MPa壓力，壓力，單位體積原油的體積變化率。它是油藏彈性能量的一個量單位體積原油的體積變化率。它是油藏彈性能量的一個量度。計量單位以度。計量單位以MPaMPa-1-1表示。表示。2 2、作用、作用 與有效滲透率、有效厚度結合，反映儲層的流動能力與有效滲透率、有效厚度結合，反映儲層的流動能力 壓裂液濾失系數與之相關，因此，其影響到裂縫的幾何壓裂液濾失系數與之相關，因此，其影響到裂縫的幾何尺寸尺寸 預測壓后產量、經濟評價中的重要參數。預測壓后產量、經濟評價中的重要參數。3 3、

20、求取、求取 高壓物性取樣，在模擬地層條件下進行高壓物性取樣，在模擬地層條件下進行PVTPVT試驗分析試驗分析 相關經驗公式計算相關經驗公式計算1 1、定義、定義巖石的泊松比巖石的泊松比當巖石受抗壓應力時，在彈性當巖石受抗壓應力時，在彈性范圍內，巖石的側向應變與軸范圍內，巖石的側向應變與軸向應變的比值。向應變的比值。巖石的彈性模量巖石的彈性模量巖石受拉應力或壓應力時，當巖石受拉應力或壓應力時，當負荷增加到一定程度后，應力負荷增加到一定程度后，應力與應變曲線變成線性關系，比與應變曲線變成線性關系，比例常數即為彈性模量。計算單例常數即為彈性模量。計算單位以位以MPaMPa表示。表示。泊松比與彈性模量

21、泊松比與彈性模量12E2 2、作用、作用 泊松比是使用測井方法確定地層水平主應力值及其垂向泊松比是使用測井方法確定地層水平主應力值及其垂向分布的重要參數分布的重要參數 彈性模量在應用線彈性壓力彈性模量在應用線彈性壓力應變理論推導的壓裂模型應變理論推導的壓裂模型中關系到裂縫的幾何尺寸中關系到裂縫的幾何尺寸 縫寬與彈性模量成反比縫寬與彈性模量成反比 控制縫高控制縫高3 3、求取、求取 實驗室?guī)r心試驗實驗室?guī)r心試驗使用壓裂目的層和裂縫在垂向上可以穿透或起遮擋作用巖使用壓裂目的層和裂縫在垂向上可以穿透或起遮擋作用巖層的巖心，在就地條件下（就地圍巖壓力、孔隙壓力、地層的巖心，在就地條件下（就地圍巖壓力、

22、孔隙壓力、地層溫度與含水飽和度），進行單軸或三軸試驗，測定巖石層溫度與含水飽和度），進行單軸或三軸試驗，測定巖石的靜態(tài)或動態(tài)的泊松比和彈性模量。的靜態(tài)或動態(tài)的泊松比和彈性模量。單軸和三軸試驗單軸和三軸試驗靜態(tài)和動態(tài)試驗靜態(tài)和動態(tài)試驗一般，用動態(tài)試驗測取的泊松比與彈性模量值大于靜態(tài)值。一般，用動態(tài)試驗測取的泊松比與彈性模量值大于靜態(tài)值。巖石中天然裂隙或天然裂縫愈多，兩者的差異愈大。巖石中天然裂隙或天然裂縫愈多，兩者的差異愈大。 測井技術：測井技術： 換算動態(tài)或靜態(tài)值換算動態(tài)或靜態(tài)值27)1 ()1 ()1)(21 (1060. 1pfbvE)0.0138G(1E12GF2910Gsbv 推算彈性

23、模量推算彈性模量 由現場實測的地層破裂壓力，裂縫閉合壓力，就地水平由現場實測的地層破裂壓力，裂縫閉合壓力，就地水平主應力等值，反算巖石的泊松比和彈性模量主應力等值，反算巖石的泊松比和彈性模量 近似計算動態(tài)或靜態(tài)的泊松比與彈性模量近似計算動態(tài)或靜態(tài)的泊松比與彈性模量 根據巖性、粘度和膠結情況選取彈性模量和泊松比根據巖性、粘度和膠結情況選取彈性模量和泊松比1 1、定義、定義地下埋藏的巖層，由于受上覆巖層的重力作用和構造運動地下埋藏的巖層，由于受上覆巖層的重力作用和構造運動的影響，巖層處于壓應力狀態(tài)。作用在地下某巖石單元體的影響，巖層處于壓應力狀態(tài)。作用在地下某巖石單元體上的垂向主應力上的垂向主應力

24、zz和水平主應力和水平主應力xx，yy稱之為就地應稱之為就地應力。它們既相互垂直，又不相等，即有力。它們既相互垂直，又不相等，即有z zx xy y，地，地應力的單位以應力的單位以MPaMPa表示。表示。地應力及其垂向分布地應力及其垂向分布垂直縫）xyz(zyxzyxzyx垂直縫）（yxz水平縫）或（zxyzyx垂向主應力垂向主應力作用在巖石單元體上的垂向主應力來自上覆巖層重力。一作用在巖石單元體上的垂向主應力來自上覆巖層重力。一般，該值可估計為：般，該值可估計為：H)0.0275(0.02036z由于儲層中均有一定的孔隙壓力，部分上覆巖層的壓力被由于儲層中均有一定的孔隙壓力，部分上覆巖層的壓

25、力被多孔介質中的流體壓力（孔隙壓力）所支持，所以，有效多孔介質中的流體壓力（孔隙壓力）所支持，所以，有效垂向主應力垂向主應力zz可表示為：可表示為：szzP扣除了地層孔隙壓力的作用后，直接作用在巖層骨架（基扣除了地層孔隙壓力的作用后，直接作用在巖層骨架（基質）顆粒上的應力，也稱為垂直骨架應力。由于壓實作用質）顆粒上的應力，也稱為垂直骨架應力。由于壓實作用隨深度而不同，因此，有效上覆巖層壓力（有效垂向主應隨深度而不同，因此，有效上覆巖層壓力（有效垂向主應力）梯度是深度的函數，且隨不同的構造而不同。力）梯度是深度的函數，且隨不同的構造而不同。水平主應力水平主應力 未受地質構造運動擾動過：泊松比未受

26、地質構造運動擾動過：泊松比愈大，水平主應力愈大，水平主應力愈接近垂向主應力愈接近垂向主應力 受地質構造運動的影響，但構造力在水平各個方向上均受地質構造運動的影響，但構造力在水平各個方向上均相等相等 構造應力在兩個水平方向上不等構造應力在兩個水平方向上不等zyxvv1zyx1zxvv1zyvv12 2、作用、作用 垂向與水平主應力的相對大小，決定了水力裂縫的形態(tài)垂向與水平主應力的相對大小，決定了水力裂縫的形態(tài)和方位和方位 就地條件下，進行儲層物性、巖石力學參數以及裂縫方就地條件下，進行儲層物性、巖石力學參數以及裂縫方位等巖心（或定向巖心）試驗中，地應力值是必不可少的位等巖心（或定向巖心）試驗中，

27、地應力值是必不可少的試驗依據試驗依據 儲層與其上下巖層的最小水平主應力差是控制水力裂縫儲層與其上下巖層的最小水平主應力差是控制水力裂縫垂向延伸的主要因素垂向延伸的主要因素 儲層與其上下巖層的地應力差，也是確定分壓層段，選儲層與其上下巖層的地應力差，也是確定分壓層段，選擇分壓方法（限流量法，投封堵球法和封隔器法）的主要擇分壓方法（限流量法，投封堵球法和封隔器法）的主要依據依據 支撐劑選擇的依據支撐劑選擇的依據 注采井網優(yōu)化的依據注采井網優(yōu)化的依據3 3、求取、求取實驗室?guī)r心試驗實驗室?guī)r心試驗在地層中巖石處于應力狀態(tài)，取到地面則處于自由狀態(tài)，在地層中巖石處于應力狀態(tài)，取到地面則處于自由狀態(tài)，根據巖

28、石在兩種條件下形態(tài)上的變化，即可估計產生水力根據巖石在兩種條件下形態(tài)上的變化，即可估計產生水力裂縫的方位，并推算出地應力值。試驗需使用定向取心的裂縫的方位，并推算出地應力值。試驗需使用定向取心的巖心作為巖樣。巖心作為巖樣。 滯彈性應力恢復滯彈性應力恢復 差應變曲線分析差應變曲線分析 古地磁古地磁測井分析測井分析 長源距數字聲波測井與密度測井長源距數字聲波測井與密度測井 井徑測井井徑測井 井下微地震井下微地震 傾斜儀傾斜儀 大地電位大地電位glass casegas bubbleexcitation electrodesconductive liquidpick-up electrodeN NM

29、 MA AB B發(fā)發(fā)送送機機A Ac c2 2c c1 1c c1 1c c2 2從被測井注入的鹽水導致吸水部分電阻率明顯下降電流密度在此處加強接接收收機機h現場測量現場測量小型壓裂小型壓裂注入注入-返排試驗返排試驗TitleSubtitleDescriptionDateTime (min)Surf Press Tbg (MPa)Slurry Flow Rate (m/min) 0.00 18.00 36.00 54.00 72.00 90.00 0.00 16.00 32.00 48.00 64.00 80.00 0.000 1.600 3.200 4.800 6.400 8.000Titl

30、eSubtitleDescriptionDateTime (min)Measd Btmh (MPa)Surf Press Tbg (MPa)(d/dt) Surf Press Tbg (MPa)Implied Slurry Efficiency (%) 52.06 52.58 53.10 53.62 54.14 54.66 52.06 52.58 53.10 53.62 54.14 54.66 -158 -158 -158 -157 -157 -156 20.83 21.03 21.24 21.45 21.65 21.86 0.0 13.0 25.9 38.9 51.8 64.8TitleSu

31、btitleDescriptionDateG Function TimeMeasd Btmh (MPa)Surf Press Tbg (MPa)(d/dG) Surf Press Tbg (MPa)(Gd/dG) Surf Press Tbg (MPa)Implied Slurry Efficiency (%) 0.00 3.20 6.40 9.60 12.80 16.00 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 0.000 1.200 2.

32、400 3.600 4.800 6.000 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0關于壓裂壓力1 1、定義、定義地層破裂壓力定義為使地層產生水力裂縫或張開原有裂縫地層破裂壓力定義為使地層產生水力裂縫或張開原有裂縫時的井底流體壓力。地層破裂壓力與巖石彈性性質、孔隙時的井底流體壓力。地層破裂壓力與巖石彈性性質、孔隙壓力、天然裂縫的發(fā)育情況以及該地區(qū)的地應力等因素有壓力、天然裂縫的發(fā)育情況以及該地區(qū)的地應力等因素有關。計量單位為關。計量單位為MPaMPa。地層破裂壓力與深度的比值稱之為破裂壓力梯度。單位為地層破裂壓力與深度的比值稱之為破裂壓力梯度。單位為MPa/mMPa/m。地層

33、破裂壓力與破裂壓力梯度地層破裂壓力與破裂壓力梯度2 2、作用、作用1 1）確定井下管柱、井下工具、井口裝置壓力極限）確定井下管柱、井下工具、井口裝置壓力極限2 2）確定裂施工時的最高地面泵壓、泵注排量以及需用設）確定裂施工時的最高地面泵壓、泵注排量以及需用設備功率備功率3 3）推斷水力裂縫的形態(tài)）推斷水力裂縫的形態(tài)PG 0.0226MPa/mPG 0.0226MPa/m，水平裂縫，水平裂縫PG 0.0167MPa/mPG 0.0167MPa/m，垂直裂縫，垂直裂縫3 3求取求取理論方程計算理論方程計算 測井分析測井分析 現場施工參數計算現場施工參數計算 統(tǒng)計分析統(tǒng)計分析 理論方程計算理論方程計

34、算EatonEaton法（法（19691969）：）： StephenStephen法法 ：sszfppvvp)(1黃榮樽法（黃榮樽法（19841984） sszfppvvp)(1tsszfSppKvvp)(123利用測井資料預測地層破裂壓力利用測井資料預測地層破裂壓力現場施工參數計算現場施工參數計算統(tǒng)計分析統(tǒng)計分析使用現場大量壓裂施工取得的破裂壓力計算值，經統(tǒng)計分使用現場大量壓裂施工取得的破裂壓力計算值，經統(tǒng)計分析，可以求取一個地區(qū)或一個油藏的破裂壓力梯度析，可以求取一個地區(qū)或一個油藏的破裂壓力梯度fhwbPPPPhIbPPPHPGBF/1 1、定義、定義裂縫延伸壓力是指水力裂縫在長、寬、高

35、三個方向擴展所裂縫延伸壓力是指水力裂縫在長、寬、高三個方向擴展所需要的縫內最小的流體壓力。它比閉合壓力大，且與裂縫需要的縫內最小的流體壓力。它比閉合壓力大，且與裂縫大小及壓裂施工有關。單位以大小及壓裂施工有關。單位以MPaMPa表示。表示。2 2、作用、作用 擬三維或全三維壓裂設計必須輸入的關鍵參數。擬三維或全三維壓裂設計必須輸入的關鍵參數。 裂縫延伸壓力的變化反映了水力裂縫延伸情況裂縫延伸壓力的變化反映了水力裂縫延伸情況裂縫延伸壓力裂縫延伸壓力Log tLog PN模式模式較小的正斜率（較小的正斜率（0.14e0.25），），裂高度受到控制時的橫向正常延伸裂高度受到控制時的橫向正常延伸模式模

36、式斜率為零（斜率為零（e=0），），這時裂縫延這時裂縫延伸壓力不變，稱為臨界的凈壓力。裂縫的延伸壓力不變，稱為臨界的凈壓力。裂縫的延伸速率下降，表明裂縫高度低速增長或潛在伸速率下降，表明裂縫高度低速增長或潛在的天然裂縫張開，往往潛伏著脫砂與裂縫高的天然裂縫張開，往往潛伏著脫砂與裂縫高度不穩(wěn)定增長，即將發(fā)生壓力迅速增加或壓度不穩(wěn)定增長，即將發(fā)生壓力迅速增加或壓力下降的現象力下降的現象模式模式斜率為（斜率為（e=1），），解釋為在裂解釋為在裂縫中明顯的流動限制即脫砂已經形成縫中明顯的流動限制即脫砂已經形成模式模式斜率為負值（斜率為負值（e0），），解釋為裂解釋為裂縫高度不穩(wěn)定的增長，水力裂縫延伸進入低縫高度不穩(wěn)定的增長，水力裂縫延伸進入低應力層應力層3 3求取求取階梯式泵注試驗階梯式泵注試驗 采用采用2%KCl2%KCl的水溶液的水溶液 以由小到大的排量向試驗目的層泵注以由小到大的排量向試驗目的層泵注 壓力穩(wěn)定，再更換下一級排量壓力穩(wěn)定，再更換下一級排量 裂縫一旦張開，裂縫延伸