儲層改造技術(shù)講座

西南石油大學(xué)2007.08壓裂酸化工程技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展郭建春博士、教授Tel-mail:guojianchun@第一部分國外水力壓裂技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀一、整體情況二、基礎(chǔ)理論研究三、壓裂液技術(shù)四、支撐劑技術(shù)五、新工藝技術(shù)六、軟件與設(shè)計(jì)技術(shù)七、改造后的評估技術(shù)一、國外水力壓裂技術(shù)現(xiàn)狀（總體：成熟、系統(tǒng)配套）研究重點(diǎn)領(lǐng)域機(jī)理研究新材料研究現(xiàn)場應(yīng)用研究裂縫模擬研究支撐劑長期導(dǎo)流能力研究含砂液流變性壓裂液傷害機(jī)理應(yīng)力敏感性清潔壓裂液低分子壓裂液（可重復(fù)使用）締合壓裂液VDA（清潔自轉(zhuǎn)向酸）改變相滲特性的壓裂液超低密度支撐劑清潔泡沫壓裂液裂縫診斷支撐劑回流控制技術(shù)新的壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)利用壓裂壓力降落曲線認(rèn)識儲層技術(shù)大型壓裂控制縫高技術(shù)支撐劑段塞消除近井筒裂縫摩阻技術(shù)領(lǐng)先技術(shù)開發(fā)壓裂技術(shù)重復(fù)壓裂技術(shù)連續(xù)油管壓裂酸化技術(shù)低傷害或無傷害壓裂酸化技術(shù)壓裂防砂與端部脫砂壓裂技術(shù)人工裂縫診斷技術(shù)水平井壓裂酸化技術(shù)壓裂施工過程的計(jì)算機(jī)自動化控制與數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳清潔壓裂液壓裂技術(shù)水壓裂技術(shù)低分子壓裂液壓裂技術(shù)二、基礎(chǔ)理論研究1、重復(fù)壓裂理論2、薄層、多層壓裂模型3、壓裂多裂縫理論1、重復(fù)壓裂理論研究重新張開、延伸原裂縫的設(shè)計(jì)方法壓新縫重復(fù)壓裂重新張開、延伸原裂縫的設(shè)計(jì)方法

國內(nèi)外常用的方法在油藏數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，根據(jù)油藏特征和重復(fù)壓裂工藝特點(diǎn)，優(yōu)選壓裂材料并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。SPE50912給出了從油藏特征、以前的經(jīng)驗(yàn)入手，根據(jù)不同目標(biāo)，利用油藏模型和壓裂模型進(jìn)行模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以及礦場施工和壓后評估的具體的關(guān)于重復(fù)壓裂的設(shè)計(jì)思路。如下面的框圖所示。重復(fù)壓裂研究思路圖油田概況：特低滲透油田；1991年實(shí)施整體壓裂，1995年末和1996年初，對2口井實(shí)施重復(fù)壓裂,但發(fā)生砂堵施工未成功。導(dǎo)流能力隨時間變化圖

應(yīng)用這一方法對中國南部的S油田進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

首先，用油藏數(shù)值模擬法研究了原裂縫的導(dǎo)流能力變化以及各種因素對重復(fù)壓裂效果的影響，并優(yōu)化了裂縫長度。含水率對重復(fù)壓裂后生產(chǎn)動態(tài)的影響圖油井重復(fù)壓裂后產(chǎn)量與支撐裂縫長度關(guān)系圖地層壓力對重復(fù)壓裂后生產(chǎn)動態(tài)的影響圖

其次，針對中溫、特低滲、有天然裂縫的油藏特性優(yōu)選了壓裂液和支撐劑利用軟件模擬了裂縫形態(tài)，并進(jìn)行了重復(fù)壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體的施工參數(shù)如下表所示：重復(fù)壓裂與初次壓裂主要施工參數(shù)對比表

4口井重復(fù)壓裂后產(chǎn)油量均增加;含水保持穩(wěn)定或下降,平均含水由重復(fù)壓裂前的3.2%下降至2.5%;平均產(chǎn)量由重復(fù)壓裂前的7.11ｔ/ｄ增加到21.64ｔ/ｄ。至1996年底,階段累計(jì)凈增原油8440ｔ,并且繼續(xù)保持增產(chǎn)趨勢。壓后效果重復(fù)壓裂前后產(chǎn)量變化圖重復(fù)壓裂前后產(chǎn)水率變化圖

另一種方法利用模糊曲線程序和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序來確定每個參數(shù)及其組合對成功重復(fù)壓裂的重要程度，從而進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。Shahabmohageah等就利用這一方法對美國俄亥俄州東北部的克林頓砂巖層重復(fù)壓裂進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。(SPE74715)

基本情況：該區(qū)每年進(jìn)行20多井次的壓裂或重復(fù)壓裂，有的井已經(jīng)進(jìn)行了三、四次重復(fù)壓裂，有的井只進(jìn)行了一次壓裂。評價參數(shù)：鉆井時間、壓裂次數(shù)、最近一次壓裂至今的時間、壓裂液類型、壓裂液用量、沙的濃度、酸液體積、平均泵注排量、施工單位。單參數(shù)影響程度表

利用模糊曲線對每個參數(shù)以及兩個參數(shù)組合后的重要程度進(jìn)行排序，結(jié)果表明并不是單因素最重要的前兩個組合就是組合后最重要的。兩個組合參數(shù)影響程度表兩參數(shù)的模糊曲線圖模糊曲線法得到的結(jié)果神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法得到的結(jié)果利用所有數(shù)據(jù)得到的影響程度圖不同壓裂次數(shù)參數(shù)影響程度表

計(jì)算結(jié)果表明，不同的壓裂次數(shù)，各種參數(shù)對重復(fù)壓裂成功的影響程度不同，并且與籠統(tǒng)分析的結(jié)果也不同應(yīng)針對不同的情況優(yōu)化設(shè)計(jì)。

Siebrits等人(SPE63030)

通過測斜儀的測量數(shù)據(jù)研究了Barnett頁巖致密氣井中重復(fù)壓裂裂縫方位變化規(guī)律：重復(fù)壓裂新裂縫方向從垂直初始裂縫縫長方向變?yōu)榕c初始裂縫縫長方向平行是一個漸進(jìn)的過程(圖a)，而不是突然轉(zhuǎn)向(圖b)，并且為時間的函數(shù)(圖c)。

壓新縫重復(fù)壓裂圖a井A的重復(fù)壓裂測斜儀測得的原始信號：裂縫方向逐漸變化圖b井A測斜儀測得的原始信號：時間為10:20時裂縫方向突然變化

國外的研究者從重復(fù)壓裂產(chǎn)生的新裂縫重定向角度研究這一問題。Siebrits和Elbel（SPE48982）在應(yīng)力軌跡理論的基礎(chǔ)上得到了重定向裂縫與應(yīng)力軌跡以及原裂縫關(guān)系原理圖（右圖）：從井眼到各向同性點(diǎn)的距離為Lf′，超過應(yīng)力各向同性點(diǎn)后，新裂縫逐漸轉(zhuǎn)向平行于原裂縫。圖C井A的重復(fù)裂縫方位隨時間變化的俯視圖重定向裂縫延伸示意圖無因次時間

無因次應(yīng)力偏斜張量

其中：S0——原始應(yīng)力差σ*——生產(chǎn)誘導(dǎo)應(yīng)力差，與無因次時間和井筒距離有關(guān)無因次斷裂韌性

在應(yīng)力軌跡的基礎(chǔ)上，通過對影響重復(fù)壓裂裂縫擴(kuò)展的無因次量的分析得到了重復(fù)壓裂裂縫延伸的軌跡。

求出不同τ下的Π，Π等于1處為應(yīng)力各向同性點(diǎn)，即求出了Lf′，在超過Lf′后利用程序模擬出與χ有關(guān)的裂縫的延伸軌跡。重復(fù)壓裂基本參數(shù)表定壓或定產(chǎn)條件下無因次應(yīng)力各向性點(diǎn)與無因次時間關(guān)系圖模擬的不同情況下裂縫軌跡

利用右表的參數(shù)，用上述方法模擬了各向同性點(diǎn)的位置以及裂縫軌跡。模擬結(jié)果表明對于給定邊界條件，井眼到各向同性點(diǎn)的距離取決于無因次參數(shù)Π和τ

。各向同性點(diǎn)外的裂縫軌跡則與無因次參數(shù)χ和τ有關(guān)。

關(guān)于重復(fù)壓裂前的應(yīng)力模擬并不是重復(fù)壓裂的角度入手研究的，主要從試井的方面入手研究孔隙壓力導(dǎo)致的應(yīng)力變化。

Dewi等（SPE71091）利用完全耦合的二維數(shù)值模型計(jì)算了在前次裂縫周圍孔隙壓力隨時間的變化。流體壓力方程固體變形方程耦合方程

結(jié)合邊界條件求解上述方程就可以算出初次壓裂后，由于生產(chǎn)活動導(dǎo)致孔隙壓力變化而引起的應(yīng)力變化。模擬實(shí)例計(jì)算的基本參數(shù)表生產(chǎn)過程中不同地點(diǎn)主應(yīng)力差以及最小主應(yīng)力方向隨時間變化關(guān)系圖(原始應(yīng)力差=2.8MPa,產(chǎn)氣量=8.5×104/d)

結(jié)果表明：應(yīng)力差可能隨時間增加(點(diǎn)2和點(diǎn)3)，也可能隨時間降低(點(diǎn)1)，其取決于研究點(diǎn)的位置。點(diǎn)1處會發(fā)生應(yīng)力方向重定向，點(diǎn)2和點(diǎn)3處不可能發(fā)生的應(yīng)力重定向。生產(chǎn)速度和初始應(yīng)力各向異性對最大水平應(yīng)力方向影響(θ=45o)

結(jié)果表明：

對于生產(chǎn)速度一定時初始應(yīng)力各向異性越高，應(yīng)力重定向越不容易發(fā)生。因此，應(yīng)力各向異性是控制應(yīng)力重定向發(fā)生的至關(guān)重要的參數(shù)。同時，生產(chǎn)速度越高，應(yīng)力重定向程度越大。但如果初始應(yīng)力各向異性程度高，則氣體流動速度的影響程度相對較弱。注入井與生產(chǎn)井之間的最大壓應(yīng)力方向生產(chǎn)井周圍的最大壓應(yīng)力方向

西南石油大學(xué)，率先提出了先采用堵劑封堵老裂縫，再在其它方位壓開新裂縫的堵老縫壓新縫重復(fù)壓裂技術(shù)。并應(yīng)用多孔彈性介質(zhì)的流固耦合理論、彈性理論、熱力學(xué)的基本理論從井筒附近應(yīng)力場變化規(guī)律研究入手，對重復(fù)壓裂造新縫的力學(xué)機(jī)理進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究提出了壓新縫的力學(xué)條件和時機(jī)，并研制了具有選擇性和高強(qiáng)度的堵劑來保證壓開新裂縫工藝的礦場實(shí)現(xiàn)。2、多層、薄層壓裂設(shè)計(jì)對于層狀地層的壓裂設(shè)計(jì)，目前國內(nèi)外采用的思路有三種

采用封隔工具隔開各層實(shí)施分層壓裂，單獨(dú)對每層進(jìn)行設(shè)計(jì)采用籠統(tǒng)的多層合裂技術(shù)，假定只產(chǎn)生一條裂縫，使用單裂縫的延伸模擬方法進(jìn)行設(shè)計(jì)

應(yīng)用多產(chǎn)層同時進(jìn)行水力壓裂的多裂縫數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)

多層多裂縫延伸模型設(shè)計(jì)法Elbel等(SPE23982)基于二維模型的流量粗略分配給出了水力壓裂中多層注入剖面的確定方法。

Desorches等(SPE64789)

介紹了在擬三維裂縫擴(kuò)展模型基礎(chǔ)上的多裂縫模擬（MLF/P3D）來設(shè)計(jì)的方法?；舅悸罚阂粤芽p擴(kuò)展的擬三維模型為基礎(chǔ)，應(yīng)用“限流”的基本思想：在每個時間步將流量守恒和壓力連續(xù)的原理與裂縫三維擴(kuò)展模型相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在不同各種應(yīng)力條件下多條裂縫擴(kuò)展及相應(yīng)流量分配的模擬。裂縫前緣變化趨勢模擬圖

壓裂過程中排量變化曲線

文中利用上表參數(shù)，對裂縫擴(kuò)展進(jìn)行了模擬，從結(jié)果可以看出，層1上隔層的應(yīng)力較低，裂縫1向上延伸較多，層2的層間應(yīng)力差大，因此縫2的高度被限制在層內(nèi)。同時由于層2內(nèi)的應(yīng)力低于層1內(nèi)的應(yīng)力，大部分的液體都流入裂縫2。在注入過程中，隨縫1高度的增加，縫1的流量的逐漸增加，到最后大部分液體進(jìn)入縫1。

實(shí)例分析

利用上表的參數(shù)對無孔眼以及存在孔眼（孔數(shù)30，孔徑0.81mm）及其磨蝕情況進(jìn)行了模擬。

實(shí)例分析施工參數(shù)表儲層參數(shù)表沒有孔眼壓降的裂縫長度有孔眼壓降的裂縫長度沒有孔眼磨蝕的排量變化曲線有孔眼磨蝕的排量變化曲線

在沒有射孔孔眼的情況下，進(jìn)入裂縫2的排量比裂縫的排量多且縫2比裂縫1長，這是由于層2的層間壓差小，裂縫2高。有射孔孔眼的情況下，由于孔眼壓降，進(jìn)入裂縫2流量減小了，裂縫2變短了；但在支撐劑泵入一段時間后孔眼被磨蝕了，進(jìn)入縫2的流量也增加了，同時，在后期出現(xiàn)了砂堵現(xiàn)象，進(jìn)入縫2的流量又減少了。從結(jié)果中可以看出:

現(xiàn)場應(yīng)用油田儲層參數(shù)：薄砂巖夾層和頁巖夾層共7層，3個射開層和4個隔層隔層的應(yīng)力超過34.5MPa，產(chǎn)層應(yīng)力約為25MPa

檢測數(shù)據(jù)：利用不動管柱測井底壓力利用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測量流量分流曲線

結(jié)果：壓力吻合程度較好，早期的壓力擬合出現(xiàn)差異可能是受近井筒影響所致，，單層排量擬合相當(dāng)好。壓力的模擬值與檢測值對比圖

排量0.8m3/min排量0.8m3/min排量的模擬值與檢測值對比圖

排量0.8m3/min

利用物質(zhì)平衡原理和壓力平衡原則建立的流量動態(tài)分配方程：

西南石油大學(xué)，考慮地層的多層和非均質(zhì)特征，即任意多層的地層厚度、地應(yīng)力和巖石力學(xué)參數(shù)（如泊松比、彈性模量、斷裂韌性）變化的影響，在單裂縫延伸的三維模型基礎(chǔ)上，考慮裂縫縫口流量的變化，利用流量動態(tài)分配模型，模擬任意多層各種應(yīng)力分布模式下裂縫穿層后的延伸情況。3、多裂縫研究

在斜井、部分直井以及部分復(fù)雜巖性儲層進(jìn)行水力壓裂改造時，由于可能存在多裂縫，而導(dǎo)致出現(xiàn)施工壓力高、低砂比砂堵。國內(nèi)外多裂縫的研究逐漸增多，本節(jié)從下面幾個方面介紹國外的研究動態(tài)。多裂縫的形態(tài)、成因與鑒別多裂縫起裂及延伸凈壓擬合通過大量研究，歸納出裂縫形態(tài)示意圖大致如下扁平多裂縫樹枝狀多裂縫縱向上多裂縫多裂縫的示意圖（SPE36441）

多裂縫的形態(tài)、成因與鑒別近井多裂縫遠(yuǎn)井處連接近井多裂縫發(fā)育，遠(yuǎn)井處連接多裂縫不連接措施后，近井裂縫數(shù)減小，較遠(yuǎn)處連成一條多裂縫的示意圖（SPE71661）

目前已經(jīng)建立了許多有效的直接（包括巖芯觀察、垂直地震剖面、井下電視、地面傾角儀[SPE36441]）與間接(多級速率測試-MSRT、注入-降落測試-IT、大型壓裂-MHF分析多裂縫壓力響應(yīng)[SPE36551];

凈壓分析與壓力動態(tài)分析[SPE64772])的多裂縫檢測手段，檢測結(jié)果與大量室內(nèi)實(shí)驗(yàn)（SPE24823、SPE37363、SPE39453

）證實(shí)了多裂縫存在的客觀事實(shí)。

但多裂縫的條數(shù)尚不能準(zhǔn)確確定，目前的檢測手段尤其是間接的檢測手段（分析壓力響應(yīng)）仍需要進(jìn)一步的研究。

成因

多裂縫的產(chǎn)生原因包括射孔段長度、射孔方式、微環(huán)面的影響、地層應(yīng)力與微缺陷、地層產(chǎn)狀、井眼方位斜度、排量、粘度[SPE20661、SPE37363、

SPE39453、SPE71661、SPE78172等]。但多數(shù)基于定性的認(rèn)識，沒有上升到理論層面；沒有建立井底壓力逐漸上升與裂縫延伸、多裂縫產(chǎn)生結(jié)合在一起的統(tǒng)一模型。

產(chǎn)生原因

眾多定性的研究（SPE26302,SPE39453,SPE54360,SPE78172）都表明：破裂壓力與射孔方式、方位、井斜、裸眼或套管井等有關(guān)；當(dāng)存在天然的微裂縫或弱面結(jié)構(gòu)，無論在井壁上或在裂縫的沿程上，均會影響破裂壓力的計(jì)算或裂縫的延伸軌跡，增加開啟更多裂縫的可能性。

Hossain（SPE54306）把裸眼斜井的切應(yīng)力進(jìn)行替換來計(jì)算套管射孔斜井的起裂壓力。但目前沒有關(guān)于多裂縫破裂的系統(tǒng)研究，如沒有考慮微環(huán)存在時的破裂壓力計(jì)算方法；也沒有研究同一縱向上各射孔破裂壓力的差別。

多裂縫起裂及延伸

關(guān)于多裂縫的擴(kuò)展延伸，Desroches

（SPESPE64789）提出了

多層多裂縫壓裂的擬三維數(shù)值模型。敖西川，杜衛(wèi)平建立了縱向上多裂縫同時延伸模型。

Wright（SPE39513）用等效多裂縫理論分析了多個水平裂縫的裂縫半徑、寬度、凈壓與裂縫條數(shù)的關(guān)系。但橫向多裂縫的延伸模型不完整，應(yīng)建立考慮多裂縫的彎曲以及聯(lián)結(jié)的多裂縫的延伸模型。

Davidson、L.Weijers（SPE26154）介紹了用多裂縫理論來模擬施工高凈壓的方法后，目前一些軟件都包含有用多裂縫擬合施工壓力的功能。McDaniel（SPE71661）利用軟件進(jìn)行了高壓力的多裂縫解釋現(xiàn)場實(shí)例（下圖）。

不同模型凈壓擬合示意圖

但等效多裂縫理論畢竟是一種近似有效的模擬方法，應(yīng)建立考慮裂縫之間閉合應(yīng)力干擾、濾失規(guī)律的變化、近井應(yīng)力集中、裂縫轉(zhuǎn)向的橫向多裂縫同時延伸模型，以解釋高凈壓問題。

凈壓擬合研究眾多的人分別從固井質(zhì)量、射孔方案、射孔段長度、井斜、排量、粘度、支撐劑段塞技術(shù)等的一個或多個方面結(jié)合現(xiàn)場實(shí)例進(jìn)行了多裂縫的防治研究。多級支撐劑段塞技術(shù)（SPE77823）首先可以封堵縫寬較小的裂縫；隨著井底壓力的提高，增大的段塞顆?？梢远氯^大的裂縫，因而有利于創(chuàng)造主縫。多級的含義支撐劑段塞是變濃度、變粒徑的，濃度由小到大、粒徑由細(xì)到粗。A)低砂比粉陶進(jìn)行全程充填，效果不好；B)采用變濃度、變粒徑，加砂順利。C)一開始就采用較大的砂比，較大的砂粒，裂縫在縫口堵死。通常用100目粉陶作為前緣，然后加入20～40目的主體支撐劑，最后高砂比尾追12～20目支撐劑。

多裂縫的防治

需要結(jié)合理論分析進(jìn)行系統(tǒng)的多裂縫防治措施研究

西南石油大學(xué)羅天雨博士，在此基礎(chǔ)上首先研究各射孔之間破裂壓力的大小及區(qū)別；研究多裂縫在近井的連接可能性；研究單裂縫的轉(zhuǎn)向延伸規(guī)律；繼而在考慮井筒壓力協(xié)調(diào)規(guī)律基礎(chǔ)上，研究多個裂縫相繼起裂過程；隨之建立多裂縫同時延伸、同時轉(zhuǎn)向的模型，考察壓力動態(tài)與裂縫參數(shù)變化。最后研究多裂縫的壓力響應(yīng)與鑒別，系統(tǒng)研究多裂縫的防治措施（框圖如下）。為預(yù)防現(xiàn)場多裂縫的出現(xiàn)，提供了技術(shù)指導(dǎo)。三、壓裂液技術(shù)1、低分子壓裂液體系(HPF)2、新型清潔壓裂液（EFAS）3、醇基壓裂液

隨著壓裂液技術(shù)的發(fā)展，目前壓裂液發(fā)展主要是向著低傷害、可循環(huán)、低分子量、環(huán)保的清潔壓裂液體系發(fā)展。而對于特殊儲層條件，針對具體情況，研制了醇基壓裂液、乳化壓裂液、合成聚合物壓裂液以及各種各樣的低聚合物壓裂液。低分子壓裂液體系(HPF)低傷害壓裂液（HPF）具有如下特點(diǎn)：具有低濾失特性，減少侵入深度，易于清洗濾餅濾餅為低分子量聚合物，對儲層傷害低和地層物質(zhì)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成牛頓低粘度流體，對導(dǎo)流能力傷害小對溫度和鹽度不敏感流變性易于控制初始粘度低，低摩阻對于特定地層，可以循環(huán)利用無破膠劑，破膠徹底低分子壓裂液具有破膠徹底，無殘?jiān)镔|(zhì)的特點(diǎn)，對地層和支撐層傷害很低低分子壓裂液是一種新型壓裂液體系，具有較大的發(fā)展前景低分子壓裂液破膠徹底，對壓后支撐充填層導(dǎo)流能力的維持較一般的硼酸鹽聚合物壓裂液有明顯優(yōu)勢低分子壓裂液不使用破膠劑，但較硼酸鹽膠聯(lián)的壓裂液返排效果更好低分子壓裂液對地層和支撐裂縫傷害低，較其它類型壓裂液體系壓后產(chǎn)量有明顯優(yōu)勢低分子壓裂液對溫度和鹽度不敏感，作業(yè)范圍更廣新型清潔壓裂液（EFAS）流變性易控制低摩阻攜砂能力強(qiáng)濾失受時間、動力條件、儲層性質(zhì)控制對地層傷害極低清潔壓裂液在離子濃度很低情況下，也可以達(dá)到高粘度，滿足攜砂需要清潔壓裂液在PH為6-8范圍內(nèi)，亦可以用銨鹽代替鉀鹽，液體性能大致相同清潔壓裂液加入相應(yīng)添加劑后，也可以使用于高溫、深井地層流速增加的情況下，清潔壓裂液壓降變化不大，可以保證大排量施工清潔壓裂液對地層傷害低，恢復(fù)滲透率能高達(dá)93.3%，可以應(yīng)用于低滲、粘土礦物含量高的儲層清潔壓裂液對于儲層物性差的儲層有較其它膠聯(lián)壓裂液無法比擬的優(yōu)勢，對我國儲層來說，更有值得進(jìn)一步研究探討的價值液體類型流體PH值原始滲透率（mD）最終滲透率（mD）恢復(fù)比例（%）3%EFAS8.511.129.8888.9%3%EFAS883.8%3%EFAS8.521.8520.3993.3%

醇基壓裂液開始使用于1992年，它具有低摩阻、低傷害、攜砂性能強(qiáng)、作業(yè)儲層范圍廣、成本低、配液環(huán)境要求低等特點(diǎn)。低摩阻比水基壓裂液摩阻降低了70%，減少地面施工壓力不需要添加殺菌劑甲醇本身對于細(xì)菌來說就是有毒物質(zhì)成本低是二氧化碳泡沫壓裂液成本的50%對地層傷害低不必急于返排施工效果明顯是油基或者水基壓裂液常量的2倍作業(yè)范圍廣1800-12000英尺的油井、氣井均可攜砂能力強(qiáng)對不同類型、大小、濃度的支撐劑均可破膠徹底破膠后的殘留物僅有3%醇基壓裂液水基壓裂液施工前后，不同壓力狀態(tài)下天然氣延遲流出的時間水基壓裂液施工前后，不同壓力狀態(tài)下天然氣延遲流出的時間通過兩者對比，我們可以看出醇基壓裂液比水基有短的排液時間更短膠聯(lián)醇基壓裂液低摩阻，即使攜砂，比清水的摩阻還低醇基壓裂液可以降低地面施工動力，節(jié)約成本，對于深井意義更大醇基壓裂液破膠可以不受時間限制，最長返排達(dá)到47天四、支撐劑技術(shù)新型支撐劑支撐劑性能評價實(shí)驗(yàn)方法支撐劑研究發(fā)展方向一預(yù)固化樹脂包層砂（RCP)1制作方法：采用特殊工藝將改性苯酚甲醛樹脂包裹到石英砂的表面上，并經(jīng)熱固處理制成。

2特點(diǎn)：密度比石英砂略輕（顆粒密度一般為2.55）

比天然石英砂抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)流能力好(閉合壓力分布在較大的樹脂層的面積上，承壓能力提高；壓碎了包層內(nèi)的砂子，仍可裹在樹脂層內(nèi)，使裂縫保持有較高導(dǎo)流能力）

0.45-0.90mm預(yù)固化樹脂包層砂與石英砂物理性能比較表

新型支撐劑對比分析結(jié)果表明：石英砂在閉合壓力超過28MPa后破碎率大于4％，閉合壓力增加到41MPa時滲透率僅70D，而預(yù)固化樹脂包層砂在28MPa閉合壓力下破碎率小于0.1％，41MPa時滲透率仍達(dá)150D，可見預(yù)固化樹脂包層砂性能有了大幅提高。3局限：隨著閉合壓力增高，破碎率增大，樹脂膜的彈性變形、顆粒的壓碎和重新排列，都會使裂縫寬度趨于變窄，對支撐裂縫的孔隙度和滲透率仍有一定影響，因而閉合壓力超過一定值后不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)用受到限制。二纖維防砂技術(shù)1工作原理：

把具有一定柔韌性的纖維物質(zhì)混在攜砂液中同時注人地層，在人工裂縫中形成復(fù)合性支撐劑，支撐劑是基體，纖維是增強(qiáng)相。2纖維穩(wěn)固支撐劑填充層的作用機(jī)理：（1）每根纖維與若干支撐劑顆粒相互接觸，通過接觸壓力和摩擦力相互作用；（2）纖維與支撐劑間的相互作用形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而增強(qiáng)支撐劑的內(nèi)聚力，從而將支撐劑穩(wěn)定在原始位置，而流體可以自由通過，達(dá)到預(yù)防支撐劑回流的目的。圖1加纖維支撐劑圖圖2纖維防止支撐劑回流機(jī)理圖3特點(diǎn)：

纖維防砂技術(shù)在適用范圍、成本、技術(shù)指標(biāo)、施工工藝等方面均優(yōu)于樹脂涂層技術(shù)；其化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱和耐老化性較好；對裂縫導(dǎo)流能力影響較小且不需關(guān)井，允許初始高速返排；無需固化反應(yīng)，施工工藝易控制，返排工藝可設(shè)計(jì)性好。

增加纖維長度可增加支撐劑填充層的穩(wěn)定性，但有一定限度；只能在1500C以下使用，碳酸鹽巖層內(nèi)有效期短，不能用于HF酸環(huán)境。三熱塑膜支撐劑1工作原理：在低溫下（低于1500C）熱塑性薄膜（TFS）提供了一種與砂礫相互作用的柔軟表面，盡管結(jié)合力的強(qiáng)度要比樹脂包砂（RCP）提供的小，但有較高的摩阻表面，可減緩支撐劑在生產(chǎn)管線內(nèi)的滾動；高溫下，TFS通過粘結(jié)、收縮作用固定支撐劑。隨著溫度的升高，薄膜的表面變粘稠，它就會把支撐劑黏附在表面形成小的支撐劑團(tuán)。如果溫度進(jìn)一步提高，薄膜會發(fā)生收縮形成更緊密和更牢固的固結(jié)團(tuán)。這些固結(jié)團(tuán)比單個支撐劑微粒曲線度高，更利于橋連在一起形成較大的空間，減少了破膠液在支撐劑層中回流時的流動阻力，從而有利于支撐劑的回流。2熱塑性薄膜片的優(yōu)勢在于：（1）與壓裂液包括破膠劑和交聯(lián)劑是配伍的，不與其它添加劑發(fā)生反應(yīng)，不影響壓裂縫膠的化學(xué)性質(zhì)；（2）在油、水、酸液中十分穩(wěn)定。熱塑料材料經(jīng)濟(jì)實(shí)用，這意味著在整個壓裂過程中都可使用。四表面改良支撐劑(surfacemodificationagent，SMA)1工作原理：(SPE63010)SMA是一種新型材料，在壓裂施工中作為一種液體添加劑加入水基壓裂液中。此添加劑可瞬間用一層薄的、膠粘的非硬化性外殼將支撐劑包住，這可以極大地提高顆粒內(nèi)摩擦力并提高裂縫導(dǎo)流能力。未經(jīng)處理和經(jīng)過處理后的支撐劑其液體與支撐劑產(chǎn)量的對比圖2SMA特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):(1)增加了裂縫導(dǎo)流能力并縮短了關(guān)井時間;(2)SMA可使支撐劑表面產(chǎn)生粘性，因而能減少微粒的運(yùn)移，降低微粒堵塞孔隙喉道的可能；

(3)能極大提高可對充填層造成運(yùn)移和沖蝕的臨界流速，可很好地防止回流的發(fā)生。

(4)SMA活性材料是一種水溶性溶劑聚合物，由可回收資源制造，幾乎對人體或環(huán)境無危害；且很穩(wěn)定，在一般井液中很少溶解。缺點(diǎn)：不確定在哪個流量段不會產(chǎn)生支撐劑回流，而未加控制的支撐劑回流會增加完井費(fèi)用并減小施工效率。五

可變形支撐劑（DIP）

1特點(diǎn)：DIP是近幾年被用來控制支撐劑回流的新型防砂技術(shù)。這些可變形的支撐劑是由樹脂和惰性填充物包裹在一起而形成的，它們具有相似的形狀和網(wǎng)格分布。這些微粒被泵送到井底后，在一定地應(yīng)力下是可以變形的（圖3）。

這種支撐劑適用于閉合壓力為5～5OMPa和溫度小于185℃

的地層條件，其用量一般是支撐劑總量的1O％～15％。圖3變形支撐劑受力前、后的形狀圖

2工作原理：（1）

當(dāng)DIP均勻地與普通壓裂用支撐劑混合后，在一定閉合壓力下，由于變形在這種支撐劑的表面會形成一些小的窩或凹陷處，這些窩或凹陷處有助于穩(wěn)定和鎖住周圍的支撐劑。這種綜合效應(yīng)將增強(qiáng)整個支撐劑填充層抗流動和壓力的能力。（2）這種支撐劑的內(nèi)核具有較好的柔韌性并具有較大的外涂層，所以具有較好的抗腐蝕能力，并且在混和、泵送的過程中和在較高的地應(yīng)力下不易被破壞。

DIP的使用能較好地防止壓后排液和生產(chǎn)階段支撐劑的回流。

六超低密度支撐劑（ULW)(SPE84308)特點(diǎn)：超低密度支撐劑是可變形顆粒研究的自然延伸。主要包括兩類：多孔陶粒樹脂涂層（ULW-1.75）和樹脂浸透并涂層的化學(xué)改性胡桃殼（ULW-1.25）超低密度支撐劑無論在體積密度、比重、顆粒強(qiáng)度分析、顆粒沉降、導(dǎo)流能力、流動實(shí)驗(yàn)方面都有其它支撐劑無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。體積密度（g/cc）比重與同質(zhì)量渥太華砂體積比ULW-1.250.881.252.1:1ULW-1.751.051.11.5:1沉降速度（ft/min）支撐劑類型圖4不同支撐劑在水中的自由沉降速度對比圖圖5162.7g渥太華砂在量筒中的容積圖6162.7gULW－1.75在量筒中的容積圖7162.7gULW－1.25在量筒中的容積圖8.20/40目的ULW－1.25與20/40目白砂的導(dǎo)流能力比較圖9.45/65目的ULW與40/70目白砂的導(dǎo)流能力和滲透率對比圖1020/40目的ULM－1.25支撐劑在一定的閉合壓力下相對支撐劑充填濃度的關(guān)系圖ULW支撐劑應(yīng)用實(shí)例壓裂條件場地美國德州某氣田埋深2484m閉合壓力35.2MPa層厚40m光滑水738.2m3排量12m3／min支撐劑Ottawa砂、ULW-1.25模擬結(jié)果由于砂重大部分砂子在井底附近很快沉到氣層以下，形成砂堤，所以支撐長度也比壓裂長度短很多。ULW-1.25支撐劑則均勻地分布在裂縫內(nèi)，改善了縫的支撐長度，從而無論在長度上還是縱向上都改善了導(dǎo)流能力。目前測得的井初產(chǎn)能力為每日56677方，后來穩(wěn)定在45340方。

目前國內(nèi)外對導(dǎo)流能力測試主要是用API槽進(jìn)行模擬，它可以模擬與地層條件相似的壓力、溫度和流動狀態(tài)，但并未考慮濾餅沉積和清除、多相流動、支撐破碎、非達(dá)西流等因素，這與現(xiàn)場實(shí)際情況是有一定偏差的。一復(fù)雜條件下的導(dǎo)流能力測試實(shí)驗(yàn)

支撐劑性能評價實(shí)驗(yàn)方法二抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

抗壓強(qiáng)度是衡量支撐劑性能的主要因素之一，下圖是分別用20粒未涂層的胡桃殼、兩種不同樹脂涂層胡桃殼強(qiáng)度曲線透明玻璃槽，可以用攝像機(jī)拍攝支撐劑的流動過程

支撐劑流動實(shí)驗(yàn)也是衡量支撐劑優(yōu)異的一個重要參數(shù)，目前測試主要是在俄克拉荷馬州大學(xué)井身結(jié)構(gòu)研究中心進(jìn)行的，儀器基本結(jié)構(gòu)如下圖：三支撐劑流動實(shí)驗(yàn)泵提供壓力，控制水平液體的流動速度

下圖是三種支撐劑的平高度曲線圖，可以看出胡桃殼涂層當(dāng)流速下降到10gpm時，才會出現(xiàn)團(tuán)狀沉降

支撐劑回流實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要有圓管—射孔模型、狹槽模型和API線性槽三類，下圖是圓管—射孔模型簡圖：

主要確定孔眼附近無側(cè)限應(yīng)力（閉合應(yīng)力）作用時，支撐劑發(fā)生回流的臨界流速；這種實(shí)驗(yàn)方法較為簡單，但是不能模擬縫寬和閉合應(yīng)力對支撐裂縫穩(wěn)定性（臨界流速）的影響。四支撐劑回流研究下圖是狹槽模型簡圖：

該裝置可以測量不同支撐劑顆粒尺寸、裂縫寬度和地層閉合應(yīng)力條件下的臨界流速。裝置右端的多個入口處，模擬裂縫中的線性流，左端的三個孔眼模擬裂縫向井筒的流動。實(shí)驗(yàn)過程中，先將狹槽調(diào)到一定寬度，再將支撐劑和水的混砂漿從左端孔眼泵入狹槽中支撐裂縫，然后利用水力錨給支撐劑充填層施加一定的閉合應(yīng)力。返排模擬開始，從右端入口處逐漸增加泵入速度，直到發(fā)現(xiàn)有支撐劑產(chǎn)出。

目前國外對支撐劑嵌入模擬研究如下圖所示，國內(nèi)也利用裂縫長期導(dǎo)流能力測試儀器進(jìn)行模擬，但是都未形成一個定量的結(jié)果。五支撐劑嵌入研究它是一個45.5(即表面積為1625.9)的測試儀器，在其頂部和底部有濾孔。加載裝置用來測量載荷，位移傳感器用來測量濾失和嵌入，并采用計(jì)算機(jī)自動控制系統(tǒng)來在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。支撐劑嵌入破碎

嵌入量主要受支撐劑尺寸、儲層物性、壓裂液粘度、閉合壓力和濾失速率等因素決定下圖是典型的支撐劑嵌入及破碎：支撐劑研究發(fā)展展望

盡管在適應(yīng)深層、低滲、高閉合壓力方向研制和應(yīng)用了高性能、高質(zhì)量、高導(dǎo)流能力的人造支撐劑，但仍需進(jìn)一步發(fā)展支撐劑技術(shù)的研究，它的發(fā)展趨勢將主要以下幾個方面：1.研制開發(fā)低密度中強(qiáng)度或高強(qiáng)度燒結(jié)陶粒；提高裂縫導(dǎo)流能力的表面改性劑技術(shù)；研制開發(fā)應(yīng)用低密度的空心或多孔支撐劑；雙層樹脂涂層技術(shù)；在多相流和非達(dá)西流條件下支撐劑導(dǎo)流能力的研究。五、新工藝技術(shù)1、清水壓裂技術(shù)2、浮式支撐劑壓裂技術(shù)3、端部脫砂控縫高壓裂技術(shù)4、連續(xù)油管壓裂技術(shù)1、清水壓裂技術(shù)

壓裂施工過程中，當(dāng)天然裂縫周邊巖石在壓力超過“啟動”壓力后，剪切力使裂縫壁面產(chǎn)生“剪切滑移”破壞，兩個裂縫粗糙面的滑動和天然微裂縫張開提高了裂縫的滲透率。停泵后，兩個粗糙面阻止回到初始位置，于是由剪切產(chǎn)生的裂縫滲透率得到保持。

清水壓裂增產(chǎn)機(jī)理√無支撐劑的錯位縫面

粗糙裂縫面錯位支撐，具有一定的導(dǎo)流能力。

√無支撐劑的吻合縫面粗糙裂縫面完全閉合，裂縫幾乎無導(dǎo)流能力。

√支撐劑濃度為0.1lbm/ft2的吻合縫面

粗糙裂縫面無錯位，少量支撐劑，有一定導(dǎo)流能力。

√支撐劑分布為0.1lbm/ft2的錯位縫面粗糙裂縫面錯位支撐和少量支撐劑支撐，裂縫具有高導(dǎo)流能力。

幾種裂縫導(dǎo)流能力對比

采用加砂清水壓裂技術(shù)能取得高好的壓裂增產(chǎn)效果。比較效果清水壓裂與凍膠壓裂的區(qū)別√攜砂能力低；√砂濃度低，一般為30Kg/m-360Kg/m；√前置液量大，泵注排量高；√支撐劑顆粒小，一般使用30/60目或40/70目支撐劑。適用條件√油氣藏滲透率<0.1mD，滲透率>0.1mD的裂縫性油氣藏；√楊氏模量＞3.4475×104MPa的油氣藏；√具低閉合應(yīng)力地層，一般要求閉合應(yīng)力梯度＜0.0176MPa／m；√常規(guī)凍膠壓裂對儲層傷害大，返排困難的低壓油氣藏。清水壓裂的優(yōu)點(diǎn)易形成有一定導(dǎo)流能力的長裂縫；消除凍膠傷害地層，易于返排；有利于延伸已有的天然裂縫或形成相互連通的天然裂縫網(wǎng)；降低施工成本。與相同規(guī)模的常規(guī)凍膠壓裂相比較，可節(jié)省費(fèi)用40%-60%。該技術(shù)更加有利于提高邊際油氣田的開發(fā)效果。清水壓裂基本工藝設(shè)計(jì)液體配方組成：清水+降阻劑+表面活性劑+粘土穩(wěn)定劑。為了減少支撐劑的泵人量與施工成本，一般的清水壓裂施工前置液占50%，隨后泵人60Kg/m3濃度的支撐劑，并在整個施工階段保持一個定值。施工結(jié)尾時支撐劑濃度增加到240Kg/m3,其目的是為了增加井筒與裂縫之間的連通性。清水壓裂設(shè)計(jì)一般考慮下面幾個因素。①設(shè)計(jì)支撐縫長或壓裂縫長的體積；②滿足裂縫導(dǎo)流能力和裂縫寬度的支撐劑篩析尺寸；③達(dá)到足夠?qū)Я髂芰Φ闹蝿舛?；④產(chǎn)生足夠裂縫寬度的泵注排量。停泵時刻裂縫壁面附近地層含水飽和度分布停泵時，濾失區(qū)達(dá)到了15英尺地層含水飽和度分布平均進(jìn)水深度5-10ft停泵時井筒附近地層含水飽和度分布生產(chǎn)一段時間后水侵入?yún)^(qū)域在井底周圍已大大減少，但在縫端部的含水飽和度仍然很高，此處的排液程度較低，排液的初速度與井底周圍的水飽和度、濾失區(qū)的厚度有關(guān)，并受控于隨應(yīng)力而變化的滲透率。生產(chǎn)10天后裂縫附近地層含水飽和度的分布清水壓裂技術(shù)的運(yùn)用實(shí)例1：

Bossier氣藏位于得克薩斯洲東部，屬于CottonValley砂巖地層，有效孔隙度孔隙度6%-10%，平均滲透率0.005md-0.05md。該地區(qū)早期壓裂井由于裂縫有效半長小、裂縫高度過度延伸以及地層傷害嚴(yán)重，增產(chǎn)效果差。于是在該地區(qū)進(jìn)行清水壓裂技術(shù)實(shí)施18口井的壓裂施工。其中低砂比清水壓裂（應(yīng)用5口井），高砂比清水壓裂（應(yīng)用7口井），混合清水壓裂（應(yīng)用6口井）。

壓裂效果評估結(jié)果表裂縫半長對比圖裂縫導(dǎo)流能力對比圖可以看出：混合清水壓裂裂縫平均半長為235ft，裂縫導(dǎo)流能力為363md·ft，是其他兩種清水壓裂裂縫平均半長和裂縫導(dǎo)流能力的的2-3.5倍。所以對于Bossier氣藏采取混合清水壓裂能取得更好的開發(fā)效果。實(shí)例2：某一開發(fā)氣井，射孔井段為3251.8m-3260.8m?？紫抖葹?%，滲透率0.01mD。KCI前置液157m3和189.5m3攜砂液，20/40目陶粒29.1t,加砂濃度為120Kg/m3-240Kg/m3,最高為282Kg/m3。施工排量為6.2–6.6m3/min

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本井施工前天然氣產(chǎn)量約0.4143×104m3/d，加砂壓裂施工后天然氣產(chǎn)量達(dá)4.0×104m3/d，增產(chǎn)效果極為顯著。清水壓裂施工有效地提高了氣井的產(chǎn)量。壓裂施工曲線凈壓力擬合曲線2.浮式支撐劑壓裂技術(shù)基本原理該壓裂技術(shù)所用支撐劑密度低于壓裂液密度，在壓裂裂縫閉合前支撐劑只填充在產(chǎn)層上部低滲透層，提高產(chǎn)層上部層段的導(dǎo)流能力，達(dá)到油井增產(chǎn)目的。油氣層由于滲透率級差嚴(yán)重，對于油層頂部滲透率低而剩余油飽和度很高，油層底部滲透率相對高且含水高的油層，運(yùn)用常規(guī)壓裂技術(shù)，支撐劑將填充整個壓裂層段，使產(chǎn)水層滲透率更高，壓裂后油井含水上升，即使油井總的產(chǎn)液量增加，但最終增油效果差，這類油氣藏用浮式支撐劑壓裂技術(shù)能夠取得很好的效果。支撐劑選擇在裂縫閉合前支撐劑能到達(dá)壓裂裂縫頂部，支撐劑具備成本相對低廉，比重小以及儲層條件下能提供充足的導(dǎo)流能力。選擇10/40目的胡桃殼作為支撐劑。不同比重的胡桃殼樣品胡桃殼浮動實(shí)驗(yàn)結(jié)果胡桃殼導(dǎo)流能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果胡桃殼浮動實(shí)驗(yàn)導(dǎo)流能力實(shí)驗(yàn)Minas油田位于Sumatra中部，于1986年進(jìn)行注水開發(fā)。多數(shù)油層見到注入水，尤其高滲透油層，而注入水未波及的儲層頂部層段含油飽和度很高，具有增油潛能。含油飽和度對比圖綜合測井曲線圖

模擬時將施工排量由12bbl/min提高到18bbl/min，同時底部層段的高濾失與流體密度變化有助于支撐劑沉積到產(chǎn)層頂部。模擬結(jié)果，裂縫有效半長為160ft，支撐劑填充在產(chǎn)層的頂部。有限元數(shù)值模擬由圖可以看出：該井壓裂成功，只是在壓裂后期出現(xiàn)了砂堵。在Minas油田該運(yùn)用該技術(shù)共實(shí)施3口井，油井產(chǎn)量平均增加1.5倍，其中井1增產(chǎn)2.8倍，含水由95%下降到80%。

其中一口井的施工曲線3.端部脫砂控縫高壓裂技術(shù)利用端部脫砂壓裂的原理，在進(jìn)行正式加砂壓裂前，通過端部脫砂方法在壓裂裂縫下部形成一個人工應(yīng)力隔層來控制裂縫向下延伸。用幾種不同體積的液體模擬沒有應(yīng)力隔層條件下，裂縫垂直延伸的高度，確定不竄通水層的最大用液量。在端部脫砂泵注前,通過實(shí)施一個流體注入壓裂測試，確定地層閉合壓力、滲透率和流體效率。對端部脫砂方案和壓裂方案進(jìn)行擬合。實(shí)施端部脫砂控縫高壓裂施工。壓后效果評估。

端部脫砂控縫高壓裂技術(shù)實(shí)施步驟：油井參數(shù)表

端部脫砂設(shè)計(jì)方案壓裂設(shè)計(jì)方案YPF.Bx3井的SierrasBlancas產(chǎn)層距離水層13m，為了防止壓竄水層，采用了端部脫砂控縫高壓裂技術(shù)。方案模擬：端部脫砂方案模擬砂聚集在壓裂裂縫底部形成了人工隔層，在2739-2750m砂濃度最高。壓裂施工方案模擬裂縫向下延伸到2744m，而水層在2763-2765m，裂縫沒有竄通水層。壓裂施工曲線實(shí)際凈壓力與擬合凈壓力對比圖

由壓裂曲線斜率在施工過程中都為正值，表明用端部脫砂壓裂技術(shù)能有效地控制裂縫高度的延伸。集成的連續(xù)油管裝置

連續(xù)油管設(shè)備的基本部件

下管機(jī)頭油管卷軸井口防噴器液壓驅(qū)動裝置控制臺

連續(xù)油管的發(fā)展與現(xiàn)狀連續(xù)油管設(shè)備連續(xù)油管壓裂技術(shù)

時間跨度 相應(yīng)階段

20世紀(jì)60-70年代 產(chǎn)生與探索階段：強(qiáng)度低、技術(shù)不完善，僅用于洗井、打撈等簡單作業(yè)。

20世紀(jì)80-90年代 技術(shù)進(jìn)步階段：井下工具配套，工藝技術(shù)得到改進(jìn)，尺寸進(jìn)一步增大。

20世紀(jì)90年代以來技術(shù)成熟和迅速發(fā)展階段：應(yīng)用在水平井鉆井、側(cè)鉆井、完井、試油、采油、修井和集輸?shù)阮I(lǐng)域。連續(xù)油管的發(fā)展與現(xiàn)狀3個發(fā)展階段連續(xù)油管的發(fā)展與現(xiàn)狀國外發(fā)展現(xiàn)狀

世界三大連續(xù)油管生產(chǎn)公司：美國精密油管技術(shù)公司、優(yōu)質(zhì)油管公司和西南管材公司。連續(xù)油管的直徑從12.17-168.14mm共有100多種規(guī)格；屈服強(qiáng)度為48.213-96.416MPa；單根長度可達(dá)9000m，作業(yè)設(shè)備車的數(shù)量已達(dá)到600多臺，并且以每年20%的速度增長。僅美國普拉得霍灣西部作業(yè)區(qū)每年使用連續(xù)油管作業(yè)超過1000井次?，F(xiàn)在，全世界的年耗量近500*104m，作業(yè)工作量以每年25%的速度增加。連續(xù)油管的發(fā)展與現(xiàn)狀國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀1985年以來，國內(nèi)陸上各油田共引進(jìn)連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備20多臺，主要分布在大慶、勝利、中原、河南、大港、遼河、新疆等油田。大慶油田、塔里木油田、吐哈油田利用連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)進(jìn)行了氣舉、清蠟、洗井、沖砂、測井、擠水泥作業(yè)，成功地解決了油田生產(chǎn)中的一些特殊難題，取得了良好的效果。與國外相比，國內(nèi)在連續(xù)油管和作業(yè)車的制造方面尚屬空白，技術(shù)不配套，作業(yè)服務(wù)范圍小，設(shè)備利用率低，接受和認(rèn)識程度不高。連續(xù)油管技術(shù)服務(wù)增長情況

在1980’S后期,連續(xù)油管技術(shù)服務(wù)快速增長,與石油其他油田服務(wù)相比較,形成了不對稱的膨脹;這種增長持續(xù)到1990’S早期,增長率為20%。自1997年以來,加拿大連續(xù)油管技術(shù)服務(wù)市場年增長25%,而美國在過去10年中雖然陸上鉆井縮減10%,但是對連續(xù)油管的需求增長8%。連續(xù)油管技術(shù)服務(wù)連續(xù)油管裝備的數(shù)量根據(jù)hart/IRIfuelsinformationservices資料(2002年),全球連續(xù)油管裝置在過去10年增加1倍,2001年底達(dá)到1000臺套,其中美國544臺套,加拿大299臺套。到2003年美國用于服務(wù)的連續(xù)油管裝置就有近800臺套。

連續(xù)油管從1960年的0.5"發(fā)展到最近的6-5/8"。作業(yè)服務(wù)一般采用1-1/4"—1-3/4"的連續(xù)油管。壓裂改造一般采用1-3/4"—2-7/8"的連續(xù)油管。鉆井一般采用2-3/8"—3-1/2"的連續(xù)油管。尺寸隨年份變化示意圖連續(xù)油管技術(shù)服務(wù)連續(xù)油管尺寸連續(xù)油管技術(shù)服務(wù)收益根據(jù)RaymondJamesandAssociates資料,2001年全球連續(xù)油管收入:技術(shù)服務(wù)10億美元連續(xù)油管裝置3億美元管材市場9千萬美元。市場占有:Schlumberger31%。BJ22%。Halliburton16%。Superiorenergyservices5%。連續(xù)油管技術(shù)在壓裂酸化中的應(yīng)用壓裂酸化中的應(yīng)用概述

用于淺井多層陸上油氣藏，用于分層壓裂酸化和小井眼壓裂。第一次連續(xù)油管壓裂作業(yè)開始于于1993年，加拿大阿爾伯塔省東南部淺氣層，通過2-7/8連續(xù)油管注入25噸支撐劑，排量3.0m3/min。過去幾年來，在北美有1千多口井通過連續(xù)油管壓裂改造；到目前為止，5000多口井進(jìn)行了連續(xù)油管壓裂。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂酸化中的應(yīng)用情況與專利

應(yīng)用最多的國家：加拿大。其次，在美國的Colorado,Texas,Alabama,Virginia。第三是英國（英格蘭、愛爾蘭）。

SCHLUMBERGER公司注冊為：CoilFracTM。

HALLIBURTON公司注冊為：CobraFracTM。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用連續(xù)油管進(jìn)行分層改造

以往分層改造存在費(fèi)時、費(fèi)用高等缺點(diǎn)。采用連續(xù)油管壓裂技術(shù)進(jìn)行分層改造？連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂應(yīng)用中的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢

對每個層進(jìn)行改造。降低作業(yè)時間。不需要作業(yè)架、橋塞和井口裝置。不需要打水泥。減少一些設(shè)備的租賃時間。縮短了作業(yè)時間和排液時間，加速了生產(chǎn)速度。比常規(guī)壓裂NPV提高35-110%。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂應(yīng)用中的限制

摩阻高。地面施工壓力高。注入排量低。需要新的設(shè)計(jì)和操作方法

在同一口井上改造多層。使用連續(xù)油管設(shè)備--快速和有效。使用騎跨式封隔器總成。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用哈里伯頓的CobraFracTMService地面設(shè)備試壓。下井，對改造的第一層段座封封隔器。用改造流體反循環(huán)井。壓裂改造第一層段。對改造的第二層段下封隔器。反循環(huán)保證井內(nèi)流體清潔。壓裂改造第二層段。重復(fù)上述過程，結(jié)束后回收封隔器。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用施工步驟

連續(xù)油管設(shè)備。井下封隔器總成。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用斯倫貝謝的CoilFracTM

應(yīng)用于層狀或多層油氣藏和煤層氣。控制選擇性處理最小處理規(guī)模精確的處理作業(yè)類型酸壓裂、加砂壓裂、支撐劑回流控制、無篩管完井井的考慮小井眼完井2-7/8—3-1/2’’。套管/襯管完井4-7”。井底溫度小于150℃。壓裂梯度大于0.4Psi/Ft。垂直井深3048m。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用CoilFracTM的應(yīng)用范圍

縮短完井作業(yè)周期。降低費(fèi)用。增加產(chǎn)量和儲量。與合壓和限流、投球壓裂相比，可提高單層改造的效率。在壓裂過程中，保護(hù)油管和套管，以免損害。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用CoilFracTM的優(yōu)越性

壓裂管柱的設(shè)計(jì)壓裂管柱的設(shè)計(jì)考慮以下因素：壓裂設(shè)計(jì)、CT機(jī)械參數(shù)、經(jīng)濟(jì)管柱能夠承受周期應(yīng)變變軟能力。焊接點(diǎn)小于等于3個。設(shè)計(jì)的最終目的：在整個管柱生命期內(nèi)，保證管柱有合理的應(yīng)力能力，以滿足上述要求，從而延長管柱的生命期和效益。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用連續(xù)油管壓裂的設(shè)計(jì)要點(diǎn)連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用連續(xù)油管壓裂的設(shè)計(jì)要點(diǎn)管徑的選擇

排量,2.0m3/min。摩阻損失,包括管的腐蝕和壁厚損失的影響。流速,速度小于30m/s。

壓裂液體系：多種類型：低稠化劑濃度的水基交聯(lián)壓裂液體系泡沫壓裂液體系粘彈性壓裂液體系……VES體系（SCHLUMBERGER公司）低摩阻（常規(guī)壓裂液的1/3）；無傷害；壓后有效返排；對裂縫幾何尺寸敏感性小。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用支撐劑和壓裂液體系連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用支撐劑和壓裂液體系Halliburton公司使用壓裂液類型有30LB線性膠、25/20LB硼交聯(lián)壓裂液體系、低稠化劑硼交聯(lián)的泡沫壓裂液，

BJ公司使用交聯(lián)壓裂液體系、CO2和N2增能壓裂液體系等

根據(jù)儲層特性、壓裂設(shè)計(jì)等要求進(jìn)行選擇

支撐劑多種類型：16/30、20/40砂、人造支撐劑等。

SCHLUMBERGER公司常選用中等強(qiáng)度的人造支撐劑，因?yàn)槿嗽熘蝿┚哂懈叩膱A度和球度，因此,摩阻低。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用支撐劑和壓裂液體系

需要同時考慮兩個因素：優(yōu)化的裂縫對排量和支撐劑濃度的要求。由于地面壓力的限制對上述兩個因素的限制。設(shè)計(jì)的方法學(xué)取決于地面壓力和裂縫參數(shù)對排量和支撐劑濃度的依靠；即在確定希望的排量和最大的支撐劑濃度的同時滿足地面壓力和裂縫參數(shù)的要求。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂設(shè)計(jì)考慮因素連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用多層壓裂的常用方法多層壓裂示意圖

使用跨式皮碗-封隔器總成應(yīng)用步驟：對全部層位射孔下通井規(guī)針對改造層下跨式碗-封隔器總成壓裂結(jié)束后反循環(huán)，上提總成到下一個改造層位座封壓裂最后返排壓裂液并投產(chǎn)連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用單層壓裂的應(yīng)用方法單層壓裂示意圖

使用單封隔器總成和橋塞等應(yīng)用步驟：下通井規(guī)對改造層位射孔針對改造層下橋塞和單封隔器總成壓裂結(jié)束后提出連續(xù)油管和封隔器回收橋塞最后返排壓裂液并投產(chǎn)。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)例之一地理位置：加拿大Alberta東南，MedicineHat淺氣藏。埋深：1000—2000ft。地層：白堊西砂巖地層，分成MilkRiver組和MedicineHat。物性：

MilkRiverΦ=15-25%，K=0.1-50.0md。

MedicineHatΦ=20-35%，K=10-100md。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂的現(xiàn)場應(yīng)用

連續(xù)油管壓裂首先對氣藏所有氣層進(jìn)行射孔，然后一次作業(yè)對每個層進(jìn)行改造、排液、投產(chǎn)；常規(guī)壓裂是首先對下面MedicineHat層組射孔，采用投球進(jìn)行壓裂、排液，然后下橋塞對上面MilkRiver層段采用投球進(jìn)行改造，排液，然后回收橋塞，再對整個井投產(chǎn)。

30口加密井：A公司對22口加密井用連續(xù)油管壓裂（CTF）；B公司對8口井用常規(guī)壓裂方法(SFT)進(jìn)行壓裂。兩家公司都使用Wireline公司對井進(jìn)行射孔，具有類似的射孔孔眼參數(shù)；施工液體相同（增能的水基交聯(lián)壓裂液），排量不同；支撐劑相同20/40目壓裂砂；連續(xù)油管壓裂排量1.5-2.0m3/min，支撐劑體積5.0-30.0噸，地面壓力35-40MPa。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂現(xiàn)場應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)評價

評價結(jié)果表明：連續(xù)油管壓裂僅多花41,500加元，但壓后初始產(chǎn)量增加54.8百萬方/天[Mcf/D],比普通壓裂增加37.6%，折現(xiàn)為10%時的凈現(xiàn)值多3200萬，比普通壓裂增加57.1%，而稅后投資回報率達(dá)到36%，比普通壓裂增加16.9%。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂的現(xiàn)場應(yīng)用之二

目標(biāo)區(qū)：美國Virginia州Buchanan縣的淺層煤層氣。地質(zhì)特點(diǎn)：煤層深度1500-2500ft。

[457.2-762.0m]。層多（12-25層）。層?。?.5-6.0ft）?？缍却?000ft[304.8m]。氣含量450-650[標(biāo)方]scf/噸。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂的現(xiàn)場應(yīng)用封隔器總成以往壓裂改造歷史：該煤層氣改造從最早的合壓開始，發(fā)展到限流壓裂與多段改造，目前，煤層分成3-4段進(jìn)行改造，每段包括6-8個煤層，流體為低稠化劑硼交聯(lián)的70%泡沫壓裂液，規(guī)模在15000—60000lbm[6818.2—27272.7噸]。以往改造存在的問題：費(fèi)時、經(jīng)濟(jì)性差，有些煤層得不到改造。2001年Halliburton公司使用連續(xù)油管進(jìn)行壓裂改造[CTF]，包括集成的連續(xù)油管裝備[2-7/8”,7500ft,壁厚0.203”]，特殊的井下封隔器總成[上下跨度為5—25ft，19ft,跨度至少比射孔井段長4ft]。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂的現(xiàn)場應(yīng)用

施工：5口井。單井施工10—19段，有效的改造了每個煤層。排量平均為1.3m3/min。平均地面壓力為3200—4500psi。支撐劑為16/30，20/40砂，由導(dǎo)流能力的實(shí)際需要進(jìn)行選取。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂現(xiàn)場應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)評價連續(xù)油管多花100完萬/井，多處理了10ft產(chǎn)層，NPV提高了260萬/井。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂后的認(rèn)識

與常規(guī)壓裂方法比較，連續(xù)油管壓裂改造的層數(shù)多、程度高，增加了單井的產(chǎn)量。連續(xù)油管壓裂增加了可采儲量。雖然連續(xù)油管壓裂費(fèi)用高，但整體經(jīng)濟(jì)效益好于常規(guī)壓裂。連續(xù)油管壓裂能降低對環(huán)境的影響以及對后勤的要求。壓裂酸化設(shè)計(jì)軟件壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)新方法六、壓裂軟件與設(shè)計(jì)技術(shù)1.壓裂酸化設(shè)計(jì)軟件

軟件作為壓裂酸化模擬、設(shè)計(jì)、分析、評估的有效手段和必備工具，目前已基本滿足應(yīng)用功能需求。Meyer公司的MfracMarathon公司的GOHFERPinnacle公司的FracproPT國產(chǎn)軟件TerraTek公司的TerraFrac主要的壓裂設(shè)計(jì)軟件NS公司的StimPlan六、壓裂軟件與設(shè)計(jì)技術(shù)Marathon公司的GOHFER軟件主要特點(diǎn)：基于離散方法論、采用全三維模型考慮各種復(fù)雜的地層因素能模擬非對稱裂縫、復(fù)雜裂縫形狀不足：軟件操作非常復(fù)雜要求操作人員需要豐富的操作經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用情況：國外主要用于研究、理論分析國內(nèi)幾乎不使用全三維壓裂模擬軟件模塊較少、功能較單一壓裂實(shí)時數(shù)據(jù)分析×

產(chǎn)量預(yù)測模塊×

壓力遞減分析模塊×

經(jīng)濟(jì)優(yōu)化分析模塊×

國內(nèi)很少應(yīng)用該軟件

TerraTek公司的TerraFrac軟件Meyer公司的Mfrac軟件該軟件為：三維實(shí)時水力壓裂軟件（Real-TimeHydraulicFracturingSoftware）

軟件模型特點(diǎn)：

√采用擬三維裂縫幾何模型

√自動內(nèi)部網(wǎng)格生成器,考慮裂縫柔性系數(shù)在時間和空間上的變化

√考慮了影響裂縫延伸和支撐劑輸送的耦合參數(shù)

√考慮了多層非對稱應(yīng)力差

√考慮了多層流體濾失

√考慮了變排量注入工藝Mfrac軟件主要功能模塊√Real-Time/Replay實(shí)時模擬及壓后回放√

Multi-Layer多層壓裂√

FoamFracturing泡沫壓裂

—CO2

—N2√FracPack壓裂充填技術(shù)√

TSO端部脫砂技術(shù)√

AcidFracturing酸化壓裂Mfrac軟件最大的特色在于：

√可實(shí)現(xiàn)多層壓裂裂縫三維幾何尺寸、并實(shí)現(xiàn)多裂縫的可視化的顯示?！棠軌?qū)崿F(xiàn)對壓裂填充和端部脫砂的自動設(shè)計(jì)，在疏松油層的壓裂填充和端部脫砂技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用軟件中處于領(lǐng)先地位。Mfrac軟件主要用戶在國外得到了廣泛應(yīng)用：

BJServicesCorp.BJ石油技術(shù)服務(wù)公司

Chevron雪佛龍石油公司

PhillipsPetroleum菲利普石油公司

SaudiAramco阿莫科公司

……..在國內(nèi)應(yīng)用的油田：

新疆油田、吐哈油田NS公司的StimPlan軟件2004年，中石化統(tǒng)一購買了StimPlan、并在成都舉行了軟件培訓(xùn)。主要特點(diǎn)：

√采用擬三維裂縫模型（新版增加了全三維模塊）

√采用有限元網(wǎng)格算法，使結(jié)果更接近真實(shí)狀態(tài)主要功能：

√壓裂裂縫模擬設(shè)計(jì)

√壓裂前后單井油藏模擬(產(chǎn)量評價)

√經(jīng)濟(jì)評價及優(yōu)化

√壓裂壓力分析

√測試數(shù)據(jù)解釋（壓裂試井解釋）

√生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)處理（壓前生產(chǎn)數(shù)據(jù)擬合）StimPlan軟件特色在于：√功能強(qiáng)大√對含有不同油層特性的層間地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算√直接利用測井曲線得到：地層巖石類型、剖面結(jié)構(gòu)參數(shù)、分層應(yīng)力

遺憾的是，據(jù)我們了解的情況，由于大部分壓裂工程設(shè)計(jì)人員已習(xí)慣使用PT軟件及國產(chǎn)軟件，StimPlan軟件實(shí)際應(yīng)用并不多，正所謂“先入為主”。Pinnacle公司的FracproPT

自中國石油集團(tuán)公司引進(jìn)PT軟件以來，該軟件國內(nèi)各大油田得到了廣泛應(yīng)用，目前成為國內(nèi)壓裂設(shè)計(jì)、分析的主力軟件，為中國油氣井壓裂設(shè)計(jì)水平的提高發(fā)揮了重要作用。功能強(qiáng)大：可用于壓裂的各個環(huán)節(jié)上—模擬、設(shè)計(jì)、分析、優(yōu)化、產(chǎn)量預(yù)測、經(jīng)濟(jì)評價和實(shí)時監(jiān)測。特色：具有實(shí)時的數(shù)據(jù)管理和分析功能，其中包括根據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù)，靈活的、進(jìn)行校正壓裂模型。不斷更新：結(jié)合先進(jìn)的裂縫形狀實(shí)際監(jiān)測設(shè)備和技術(shù)以及其它最新壓裂技術(shù)不斷完善和提高。Pinnacle公司的FracproPT全球得到廣泛應(yīng)用：全球大約有100家公司應(yīng)該軟件、Halliburton更是將其作為公司壓裂設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)軟件。國內(nèi)普遍認(rèn)為：

PT軟件可操作性強(qiáng)、使用方便、功能強(qiáng)大

用戶反映存在的問題：√提供的模型多，包括：FracproPT3D壓裂模型、擬三維裂縫擴(kuò)展模型、PKN、KGD和徑向模型，但不同模型計(jì)算結(jié)果差異非常大、用戶選擇困難?！虒δM結(jié)果影響較大的個別參數(shù)（如產(chǎn)層錯層效應(yīng)）無法獲取?！淘撥浖乃釅河?jì)算模塊較弱，且不能模擬多條裂縫的延伸。國產(chǎn)軟件

油田研究單位，特別是石油院校也研發(fā)一些軟件。

與國外軟件的差距：國產(chǎn)軟件在功能度、實(shí)時數(shù)據(jù)分析、輸入輸出處理等方面與國外軟件有較大差距。

主要問題：幾乎未進(jìn)行現(xiàn)場驗(yàn)證完善工作、升級更新速度慢。主要原因：投入的人力、物力不夠；目前油田普遍傾向直接購買國外軟件，對國產(chǎn)軟件開發(fā)投入的資金少；由于難以產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益，軟件立項(xiàng)困難，更難注入資金進(jìn)行滾動開發(fā)。與此形成鮮明對比的是，美國天然氣研究所(GRI)共耗資2,000萬美元用于PT軟件的開發(fā)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、現(xiàn)場驗(yàn)證。

國產(chǎn)軟件作用、貢獻(xiàn)：

√

曾經(jīng)為提升我國壓裂、酸化設(shè)計(jì)水平起到促進(jìn)作用

√

產(chǎn)生了重大影響、巨大的經(jīng)濟(jì)效益（華北油田、新疆油田…）

√國產(chǎn)軟件使用較為簡便、符合國人習(xí)慣，目前部分軟件仍受到油田用戶的青睞。例如，西南石油大學(xué)2000年開發(fā)的“油藏壓裂模擬設(shè)計(jì)與分析軟件系統(tǒng)”，在大慶油田井下公司與PT軟件同時得到全面應(yīng)用。目前的處境：可以說，國產(chǎn)軟件是在“夾縫中求生存”，竭力地在縱多國外軟件的圍攻下，監(jiān)守著一小片領(lǐng)域，確保特色。

下面介紹具有一定特色，并在油田得到廣泛應(yīng)用的幾套國產(chǎn)軟件：油藏壓裂模擬設(shè)計(jì)與分析軟件系統(tǒng)

將壓裂技術(shù)作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程考慮，以壓裂井網(wǎng)為研究對象。集油藏整體壓裂數(shù)值模擬、單井壓裂方案優(yōu)化設(shè)計(jì)、單井壓裂方案模擬、壓后產(chǎn)能預(yù)測及壓裂壓力遞減資料分析等功能于一體，既可優(yōu)化設(shè)計(jì)井網(wǎng)整體壓裂方案，又可優(yōu)化模擬單井壓裂設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)提供統(tǒng)一、開放的信息管理系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)了軟件資源和數(shù)據(jù)資源的充分共享，是國內(nèi)第一套油藏壓裂設(shè)計(jì)與分析綜合技術(shù)軟件系統(tǒng)。

油藏壓裂模擬設(shè)計(jì)與分析軟件系統(tǒng)將壓裂技術(shù)作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程考慮，以壓裂井網(wǎng)為研究對象。集油藏整體壓裂數(shù)值模擬、單井壓裂方案優(yōu)化設(shè)計(jì)、單井壓裂方案模擬、壓后產(chǎn)能預(yù)測及壓裂壓力遞減資料分析等功能于一體，既可優(yōu)化設(shè)計(jì)井網(wǎng)整體壓裂方案，又可優(yōu)化模擬單井壓裂設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)提供統(tǒng)一、開放的信息管理系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)了軟件資源和數(shù)據(jù)資源的充分共享，是國內(nèi)第一套油藏壓裂設(shè)計(jì)與分析綜合技術(shù)軟件系統(tǒng)。酸化壓裂模擬設(shè)計(jì)與分析軟件工作平臺

主要功能模塊：數(shù)據(jù)導(dǎo)入、酸壓模擬設(shè)計(jì)、基質(zhì)酸化、產(chǎn)能模擬。√數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊各功能模塊數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、不同用戶數(shù)據(jù)交換√酸壓模擬設(shè)計(jì)模塊模擬在不同酸液類型、不同排量的普通酸壓、前置液酸壓和多級交替注入酸壓工藝

壓裂實(shí)時監(jiān)測及解釋軟件建立了新的壓裂實(shí)時監(jiān)測與分析的完整模型，提出了壓力歷史反演新方法，研究了施工數(shù)據(jù)的采集和通信技術(shù)。為滿足實(shí)時監(jiān)測及分析的要求，不僅研究了簡單經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)采集與通信技術(shù)(僅僅幾元錢的一根連接電纜)，兼容各種壓裂監(jiān)測儀表(如Halliburton、雙S、長城等)的施工現(xiàn)場實(shí)時數(shù)據(jù)的傳輸和壓后數(shù)據(jù)的保存格式，而且專門研制了便攜式壓裂酸化監(jiān)測儀。特色功能：可實(shí)時解釋砂堤剖面，判斷砂堵的可能性。壓裂退液過程分析及反演裂縫參數(shù)軟件模型特點(diǎn)：綜合考慮變流量退液過程、井筒儲存、裂縫壁面污染和多種邊界條件等因素，對變流量問題的解決方法具有創(chuàng)新性，可滿足實(shí)時計(jì)算和快速響應(yīng)的解釋要求。自動擬合方法：研究的壓裂退液反演參數(shù)自動擬合法穩(wěn)定可靠，解釋結(jié)果科學(xué)合理。圖形技術(shù)引入：圖形技術(shù)的引入、趨勢分析技術(shù)的應(yīng)用、擾動分析技術(shù)的結(jié)合等，完善和深化了經(jīng)典的特征直線法和圖版擬合法。2.壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)新方法過去常用作法：NPV方法

新的設(shè)標(biāo)準(zhǔn)：采油指數(shù)達(dá)到最大化定義無因次支撐劑系數(shù)：:裂縫滲透率；:支撐裂縫體積；:地層滲透率；:泄油區(qū)域的體積式中：

給定無因次支撐劑系數(shù)Nprop時，存在一個最佳的無因次裂縫導(dǎo)流能力，使采油指數(shù)最大。確定了最佳無因次裂縫導(dǎo)流能力，就可以確定最佳裂縫長度和裂縫寬度。

無因次采油指數(shù)、最優(yōu)的無因次導(dǎo)流能力都可表示為無因次支撐劑系數(shù)的函數(shù)。由此，得到無因次導(dǎo)流能力—無因次采油指數(shù)圖版：

優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟：

(1)確定支撐劑類型、支撐劑用量；

(2)確定無因次支撐劑系數(shù)；

(3)根據(jù)無因次支撐劑系數(shù)，以無因次采油指數(shù)最大，確定最優(yōu)的無因次裂縫導(dǎo)流能力；

(4)計(jì)算裂縫長度和裂縫寬度；

(5)優(yōu)化設(shè)計(jì)施工泵注程序。

2.壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)新方法七、改造后評估技術(shù)1、壓裂效果評價酸化過程中的實(shí)時評價酸化后的效果評價2、酸化效果評價壓裂效果評價技術(shù)及其對比垂直裂縫井試井分析與壓降分析壓裂效果評價的新方法及發(fā)展方向（一）壓裂效果評價壓裂效果評價技術(shù)及其對比垂直裂縫井試井分析與壓降分析壓裂效果評價的新方法及發(fā)展方向

為了評價水力壓裂井的增產(chǎn)效果，目前已經(jīng)發(fā)展了一系列的裂縫診斷技術(shù)。裂縫診斷技術(shù)大致可分為三類：（1）遠(yuǎn)離裂縫的直接成像技術(shù)；（2）近井眼測量技術(shù)；（3）間接的診斷技術(shù)（如壓降測試分析）；

壓裂效果評價技術(shù)及其對比

裂縫診斷技術(shù)示意圖(1)遠(yuǎn)離裂縫的直接壓裂診斷技術(shù)

遠(yuǎn)離裂縫的直接壓裂診斷技術(shù)包括兩種新型的壓裂診斷方法：測斜儀裂縫成像和微地震裂縫成像。它們均在壓裂施工過程中，利用井口偏移距與地面保角投影定位，并且提供井場以外區(qū)域上裂縫發(fā)育情形的“大圖片”信息。

缺點(diǎn)：這些技術(shù)雖然均能對水力壓裂延伸的總范圍成像，但不能提供有效支撐裂縫的長度或?qū)Я髂芰?，并且分辨率隨距壓裂井的距離的增大而減小。(2)直接近井眼裂縫診斷技術(shù)

近井眼裂縫診斷技術(shù)包括：放射性示蹤技術(shù)、溫度測井、生產(chǎn)測井、井眼成像測井、井下電視和井徑測井。它們適用于測量作業(yè)后井眼附近區(qū)域的物理性質(zhì)，如溫度或放射性。

缺點(diǎn)：僅能識別井眼中是否進(jìn)行過壓裂，不能提供距井眼約1米以外的裂縫信息。如果裂縫和井眼不成線性，這些測量僅能提供裂縫高度上下邊界。井眼附近裂縫診斷技術(shù)的主要用于識別多層段作業(yè)時流體或支撐劑的進(jìn)入量或每層的產(chǎn)量。(3)間接壓裂診斷技術(shù)

間接裂縫診斷技術(shù)包括壓裂模擬、不穩(wěn)定試井和生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析，通過對有關(guān)物理過程的假設(shè)，根據(jù)壓裂施工過程中的壓力響應(yīng)以及生產(chǎn)過程中的流速可估算裂縫的大小、有效裂縫的長度和裂縫的