頁(yè)巖氣主要開(kāi)發(fā)技術(shù)

頁(yè)巖氣主要開(kāi)發(fā)技術(shù)作者：賽冬指導(dǎo)老師：潘江如專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造班級(jí)：12-1學(xué)號(hào)：2012220071目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"水力壓裂技術(shù)綜述 3\o"CurrentDocument"1.1水力壓裂技術(shù)應(yīng)用分析 3\o"CurrentDocument"1.2水力壓裂關(guān)鍵因素 31.2.1壓裂設(shè)計(jì) 31.2.2裂縫監(jiān)測(cè) 31.2.3壓裂液配制 4\o"CurrentDocument"水力壓裂新工藝和新技術(shù) 4\o"CurrentDocument"2.1端部脫砂壓裂技術(shù)（TSO） 4\o"CurrentDocument"2.1.1端部脫砂壓裂的技術(shù)特點(diǎn) 4\o"CurrentDocument"2.1.2端部脫砂壓裂的適用范圍 5\o"CurrentDocument"2.2重復(fù)壓裂技術(shù) 5\o"CurrentDocument"2.3裂縫檢測(cè)技術(shù) 6\o"CurrentDocument"2.4壓裂中的縫高控制技術(shù) 6\o"CurrentDocument"2.4.1建立人工隔層控制縫高 6\o"CurrentDocument"2.4.2注入非支撐劑液體段塞控制縫高 6\o"CurrentDocument"2.4.3調(diào)整壓裂液的密度控制縫高 6\o"CurrentDocument"2.5高滲層防砂壓裂技術(shù) 7\o"CurrentDocument"2.6低滲層深穿透壓裂技術(shù) 8\o"CurrentDocument"2.7低滲層大砂量多級(jí)壓裂技術(shù) 8\o"CurrentDocument"2.8壓裂實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù) 92.8.1施工參數(shù)監(jiān)控 92.8.2壓裂質(zhì)量監(jiān)測(cè) 9\o"CurrentDocument"2.8.3壓力分析 9\o"CurrentDocument"2.9FASTFrac壓裂管柱 10\o"CurrentDocument"2.10新型CKFRAQ壓裂充填系統(tǒng) 10\o"CurrentDocument"優(yōu)化水力壓裂設(shè)計(jì) 10\o"CurrentDocument"3.1長(zhǎng)度和裂縫導(dǎo)流能力 113.2裂參數(shù)設(shè)計(jì) 11\o"CurrentDocument"3.3壓裂數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì) 11\o"CurrentDocument"3.4壓裂數(shù)學(xué)模型應(yīng)用研究 12水力壓裂技術(shù)綜述1.1水力壓裂技術(shù)應(yīng)用分析研究表明：①一次完井只能采出頁(yè)巖地質(zhì)儲(chǔ)量的10%,重復(fù)壓裂可以使采收率提高8%—10%，在直井中進(jìn)行原層復(fù)射和用比一次壓裂液量大產(chǎn)層進(jìn)行單獨(dú)壓裂25%的規(guī)模處理即可獲得更好的增產(chǎn)效果。②清水壓裂是現(xiàn)階段我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)儲(chǔ)層改造的適用技術(shù)，對(duì)于開(kāi)采長(zhǎng)度（厚度）大的頁(yè)巖氣井，可以使用多級(jí)分段清水壓裂而同步壓裂技術(shù)則是規(guī)模化的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的客觀需要。多級(jí)壓裂特點(diǎn)就是多段壓裂和分段壓裂，它可以在同一口井對(duì)不同的產(chǎn)層進(jìn)行單獨(dú)壓裂1.2水力壓裂關(guān)鍵因素頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)水力壓裂原理就是利用儲(chǔ)層的天然或誘導(dǎo)裂縫系統(tǒng)，使用含有各種添加劑的壓裂液在高壓下注入地層，是儲(chǔ)層裂縫網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大，并依靠支撐劑支撐裂縫，從而改善儲(chǔ)層裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，達(dá)到增產(chǎn)目的。頁(yè)巖水力壓裂的關(guān)鍵因素是裂縫系統(tǒng)和壓裂液配置。而裂縫的發(fā)育程度又是影響頁(yè)巖氣產(chǎn)量的重要因素，獲得更多的裂縫是壓裂設(shè)計(jì)首先考慮的問(wèn)題。1.2.1壓裂設(shè)計(jì)為了獲得好的壓裂效果，在實(shí)施壓裂之前，往往要進(jìn)行壓裂設(shè)計(jì)。壓裂設(shè)計(jì)的核心是壓裂效果的模擬，通過(guò)壓裂模擬能夠預(yù)測(cè)裂縫發(fā)育的寬度、長(zhǎng)度和方向、評(píng)價(jià)壓裂是否成功。水力壓裂模擬一般通過(guò)模擬軟件進(jìn)行，它可以預(yù)測(cè)裂縫的三維幾何形狀提供優(yōu)選的壓裂方案。1.2.2裂縫監(jiān)測(cè)水力壓裂作業(yè)過(guò)程中，為了了解裂縫的走向和評(píng)價(jià)壓裂的效果，需要對(duì)誘導(dǎo)裂縫的方位、幾何形態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。微地震是用于水力壓裂過(guò)程中誘導(dǎo)裂縫監(jiān)測(cè)的主要技術(shù)。微地震測(cè)量迅速，應(yīng)用方便，能夠?qū)崟r(shí)確定微地震時(shí)間的位置，并確定裂縫的高度、長(zhǎng)度和方位。1.2.3壓裂液配制合理配置壓裂液是頁(yè)巖儲(chǔ)層鉆井及壓裂面臨的主要問(wèn)題。頁(yè)巖儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)采用不同的壓裂方式，壓裂液配置成分也不同。水力壓裂液、減阻水壓裂液、纖維壓裂液、清潔壓裂液、清水壓裂液組成以水和砂為主，含量占總總量的99%以上，添加劑成分占?jí)毫岩嚎偭康牟蛔?%，添加劑所占比例雖小，但對(duì)提高頁(yè)巖氣產(chǎn)量至關(guān)重要。添加劑主要包括凝膠、減阻劑、抗菌劑等。水力壓裂新工藝和新技術(shù)2.1端部脫砂壓裂技術(shù)（TSO）隨著油氣田開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展和多種工藝技術(shù)的交叉綜合運(yùn)用，壓裂隨著油氣田開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展和多種工藝技術(shù)的交叉綜合運(yùn)用，壓裂技術(shù)應(yīng)用范圍已不再局限于低滲透地層，中高滲透地層也開(kāi)始用該技術(shù)提高開(kāi)發(fā)效果。當(dāng)壓裂技術(shù)應(yīng)用于中高滲透性地層時(shí)，希望形成短而寬的裂縫，并盡可能地將裂縫控制在油氣層范圍內(nèi)。為了適應(yīng)這一特殊的要求，國(guó)外于20世紀(jì)80年代中期研制開(kāi)發(fā)了端部脫砂壓裂技術(shù)，并很快應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)也開(kāi)展了這方面的研究，并取得了很大的進(jìn)展。（1）端部脫砂壓裂的基本原理端部脫砂壓裂就是在水力壓裂的過(guò)程中，有意識(shí)地使支撐劑在裂縫的端部脫砂，形成砂堵，阻止裂縫進(jìn)一步向前延伸；繼續(xù)注入高濃度的砂漿后使裂縫內(nèi)的凈壓力增加，迫使裂縫膨脹變寬，裂縫內(nèi)填砂濃度變大，從而造出一條具有較寬和較高導(dǎo)流能力的裂縫。端部脫砂壓裂成功的關(guān)鍵是裂縫的周邊脫砂，裂縫的前端及上下邊的任何部分不脫砂都不能完全達(dá)到預(yù)期的目的。端部脫砂壓裂分兩個(gè)不同的階段。第一階段是造縫到端部脫砂，這實(shí)際上是一個(gè)常規(guī)的水力壓裂過(guò)程，目前的二維或三維模型都可以應(yīng)用。第二階段是裂縫膨脹變寬和支撐劑充填階段，這一階段的設(shè)計(jì)是以物質(zhì)平衡為基礎(chǔ)，把第一階段最后時(shí)刻的有關(guān)參數(shù)作為輸入?yún)?shù)來(lái)完成的。2.1.1端部脫砂壓裂的技術(shù)特點(diǎn)在端部脫砂壓裂技術(shù)中，壓裂液的粘度要滿足兩方面的要求：一是保證液體能懸砂，二是有利于脫砂。若壓裂液的粘度過(guò)低，液體內(nèi)不能保證懸砂，裂縫的上部就會(huì)出現(xiàn)無(wú)砂區(qū)，達(dá)不到周邊脫砂的目的，在施工過(guò)程中也容易導(dǎo)致井筒內(nèi)沉砂。若壓裂液的粘度過(guò)高，濾失就會(huì)較慢，難以適時(shí)脫砂。所以端部脫砂壓裂技術(shù)對(duì)壓裂液的粘度要求比常規(guī)壓裂液的要嚴(yán)格一些。和常規(guī)壓裂相比，端部脫砂壓裂技術(shù)的泵注排量要小，這是為了減緩裂縫的延伸速度，控制縫高和便于脫砂。前置液的用量也比常規(guī)壓裂少，目的是使砂漿前緣能在停泵之前到達(dá)裂縫周邊。而端部脫砂壓裂的加砂比通常高于常規(guī)壓裂，以提高裂縫的支撐效率。2.1.2端部脫砂壓裂的適用范圍端部脫砂壓裂技術(shù)的突出特點(diǎn)是靠裂縫周邊脫砂憋壓造成短寬縫，因此只能在一定的條件下使用。主要用于淺層或中深地層(能夠憋壓地層)、高滲透或松軟地層以及必須嚴(yán)格限制縫高的地層。2.2重復(fù)壓裂技術(shù)重復(fù)壓裂技術(shù)是改造失效井和產(chǎn)量已處于經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)線以下的壓裂井的有效措施。美國(guó)對(duì)重復(fù)壓裂技術(shù)的理論研究、工藝技術(shù)和礦場(chǎng)應(yīng)用都作了大量有成效的工作。如美國(guó)的Rangely油田在891口井上作業(yè)1700多次，許多井壓裂達(dá)4次之多，重復(fù)壓裂成功率達(dá)到70%?80%。Northwestbarkunit油田在重復(fù)壓裂作業(yè)時(shí)采用先進(jìn)的強(qiáng)制閉合技術(shù)和端部脫砂技術(shù)，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。重復(fù)壓裂可用來(lái)改造低、中滲透地層；適用于常規(guī)直井、大斜度井和水平井。選井原則根據(jù)油井生產(chǎn)史、地層評(píng)價(jià)結(jié)果及開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)綜合分析進(jìn)行選井。①油井必須有足夠的剩余可采儲(chǔ)量和地層能量；②前次壓裂由于施工方面的原因造成施工失?。虎矍按螇毫焉a(chǎn)情況良好，壓裂未能處理整個(gè)油層或規(guī)模不夠；④前次壓裂后效果不錯(cuò)，但未給整個(gè)措施段提供有效支撐，采取重復(fù)改造措施，改善出油剖面。工藝技術(shù)重復(fù)壓裂一般要求比初次壓裂有更高的導(dǎo)流能力。①采用高砂比壓裂技術(shù)形成高導(dǎo)流能力裂縫；②采用強(qiáng)制閉合技術(shù)使改造段達(dá)到最大充填使用的壓裂液有各種類(lèi)型(硼交聯(lián)HPC、胍膠、鈦交聯(lián)HPC等)，一般用柴油(5%?50%)或能降解的聚合物作防濾失劑，支撐劑粒徑從20/40目至12/18目不等。2.3裂縫檢測(cè)技術(shù)裂縫高度的檢測(cè)①井溫測(cè)量法壓裂前先測(cè)出地層基準(zhǔn)溫度剖面，壓裂時(shí)將冷或熱的壓裂液注入裂縫中，壓裂后測(cè)量溫度異常值的垂向分布范圍以確定裂縫高度。②放射性同位素示蹤法一種方法是在支撐劑中混入示蹤劑，壓裂后用伽馬射線測(cè)井法測(cè)量放射性示蹤劑，以了解支撐裂縫的方位和幾何形態(tài)；另一種方法是在施工最后在壓裂液中加入示蹤劑，再進(jìn)行伽馬射線測(cè)井。裂縫方位和幾何形態(tài)的檢測(cè)目前在套管井中仍無(wú)可靠的檢測(cè)方法。在裸眼井中已使用井下電視測(cè)量、微地震測(cè)量、無(wú)線電脈沖測(cè)量等方法對(duì)裂縫進(jìn)行探測(cè)，通過(guò)傳送系統(tǒng)在地面進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，分析裂縫的方位和幾何形態(tài)。2.4壓裂中的縫高控制技術(shù)在對(duì)薄油層或阻擋層為弱應(yīng)力層的油層進(jìn)行壓裂時(shí)，裂縫可能會(huì)穿透生產(chǎn)層進(jìn)入上下蓋層，這樣既達(dá)不到深穿透的目的，同時(shí)也浪費(fèi)大量的支撐劑和壓裂液。為此必須控制裂縫的高度，盡可能將裂縫控制在油氣層內(nèi)。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)裂縫縫高控制技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究。2.4.1建立人工隔層控制縫高這種方法主要是根據(jù)地層條件，在壓裂加砂之前，通過(guò)攜砂液注入輕質(zhì)上浮或重質(zhì)下沉?xí)憾聞?，使其聚集在新生成裂縫的頂部或底部，形成一塊壓實(shí)的低滲區(qū)，形成人工隔層。再適當(dāng)提高施工壓力，就能限制裂縫向上或向下延伸。如果要同時(shí)限制裂縫向上或向下延伸，就必須將輕質(zhì)上浮或重質(zhì)下沉?xí)憾聞┩瑫r(shí)注入地層，形成上下人工隔層。暫堵劑選用空心玻璃或空心陶粒，密度最好在0.6?0.75g/cm3的范圍內(nèi)，粒度為70?120目，強(qiáng)度為承受凈壓13.8MPa時(shí)顆粒的完好率在80%?85%以上。2.4.2注入非支撐劑液體段塞控制縫高這種方法主要是在前置液和攜砂液中間注入非支撐劑的液體段塞，這種液體段塞由載液和封堵顆粒組成，大顆粒形成橋堵，小顆粒填充大顆粒間的縫隙，形成非滲透性阻隔段，以達(dá)到控制縫高的目的。2.4.3調(diào)整壓裂液的密度控制縫高這種方法主要是根據(jù)壓力梯度來(lái)計(jì)算壓裂液的密度。如果要控制裂縫繼續(xù)向上延伸，就要采用密度較大的壓裂液，使其在重力作用下盡可能向下壓開(kāi)裂縫。反之，如果要控制裂縫不要向下延伸，就必須使用密度較小的壓裂液。2.4.4冷卻地層控制縫高這種方法是先低排量注入低溫液體冷卻地層，降低地層應(yīng)力，這時(shí)的注入壓力必須小于地層的破裂壓力。當(dāng)冷卻地層的范圍和應(yīng)力條件達(dá)到一定要求時(shí)，再提高排量，注入高濃度降濾劑的低溫前置液，壓開(kāi)裂縫。在注入低溫液體冷卻地層期間的某一時(shí)刻，將注入壓力提高到造縫壓力，進(jìn)而采用控制排量和壓力的方法控制縫高的延伸。這種方法主要用于膠結(jié)性較差的地層和用常規(guī)水力壓裂難以控制裂縫延伸方向的油氣層。我國(guó)中原、長(zhǎng)慶等油田應(yīng)用上述縫高控制技術(shù)均取得較好效果，可降低裂縫高度30%左右，并增進(jìn)了裂縫向水平方向延伸。2.5高滲層防砂壓裂技術(shù)高滲透地層的防砂壓裂是指對(duì)高滲透地層進(jìn)行壓裂的同時(shí)，又完成了充填防砂作業(yè)。常規(guī)的礫石充填防砂方法對(duì)高滲透地層容易造成傷害，嚴(yán)重降低導(dǎo)流能力。該項(xiàng)技術(shù)要求采用端部脫砂技術(shù)，使裂縫中的支撐劑濃度達(dá)到足夠高。加砂之后繼續(xù)泵注一段時(shí)間增大凈壓力可以進(jìn)一步擴(kuò)大裂縫寬度。若有必要，在施工末期略微降低泵速，可以使支撐劑更好地充填于裂縫中。經(jīng)驗(yàn)表明，與低滲透地層壓裂相比，高滲透地層壓裂可以產(chǎn)生較高的裂縫導(dǎo)流能力。這不僅能夠獲得更高的產(chǎn)量，而且也是極有效的防砂措施。但是應(yīng)當(dāng)注意，產(chǎn)量過(guò)高、產(chǎn)量變化、水浸等都有可能導(dǎo)致出砂或出砂加重和減產(chǎn)。借助微壓裂可獲得較精確的裂縫閉合壓力、閉合時(shí)間、壓裂液效率、初損量、濾失系數(shù)等數(shù)據(jù)，還可以設(shè)計(jì)產(chǎn)生短、寬裂縫，以進(jìn)一步減小表皮因子。常用的水基壓裂液是線性膠凝羥乙基纖維素和硼酸鹽交聯(lián)液，前者主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)地層無(wú)傷害性，后者具有良好的可逆性，使支撐劑充填層恢復(fù)高滲透率。上述兩種壓裂液組成的復(fù)合壓裂既能保護(hù)地層又能造出高導(dǎo)流能力的裂縫，用于高滲透地層壓裂效果甚佳。采用大顆粒支撐劑效果較好，是發(fā)展趨勢(shì)。目前優(yōu)選的是20/40目砂。常規(guī)的礫石充填所用的砂的顆粒太小，不能有效地減小近井地帶壓降和防止出砂。采用該項(xiàng)技術(shù)在路易斯安那海上氣田滲透率500x10-3?1000x10-3〃m2地層，使單井日產(chǎn)量高達(dá)28.3x104m3以上，遠(yuǎn)高于在該地區(qū)用常規(guī)礫石充填的井的產(chǎn)量。在西部非洲一個(gè)高滲透新油田的開(kāi)發(fā)中，采用該項(xiàng)技術(shù)使表皮因子下降到2.0，生產(chǎn)和防砂均取得良好效果。2.6低滲層深穿透壓裂技術(shù)水力壓裂是強(qiáng)化開(kāi)發(fā)低滲層的基本方法之一，如果僅僅用于處理地層的近井地帶，只能取得很有限的效果。近幾年來(lái)深穿透壓裂技術(shù)的發(fā)展，使其產(chǎn)生的裂縫長(zhǎng)度可達(dá)300?1200m，極大地?cái)U(kuò)大了低滲層的可采儲(chǔ)量和產(chǎn)量，有力地提高了開(kāi)發(fā)低滲層的效益。前蘇聯(lián)借助電子計(jì)算機(jī)對(duì)利用該技術(shù)開(kāi)發(fā)低滲層進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分析。結(jié)果表明，目前可有效開(kāi)發(fā)的低滲層儲(chǔ)量占其總儲(chǔ)量的50%以上，其中24%屬于由于利用了該技術(shù)而成為新增可采儲(chǔ)量，76%屬于利用該技術(shù)可成倍地提高開(kāi)發(fā)速度和提高最終采收率的高效可采儲(chǔ)量；并認(rèn)為對(duì)于深度不超過(guò)2500m的井可以用現(xiàn)有的70MPa壓力的壓裂設(shè)備和石英砂，而對(duì)于較深的井，特別是超過(guò)3000m的井，需要用105MPa壓力的壓裂設(shè)備和更可靠的支撐劑。借助于近年迅速發(fā)展的先進(jìn)的壓裂工藝、材料和技術(shù)設(shè)備，深穿透水力壓裂技術(shù)從設(shè)計(jì)到實(shí)施，已有可能較好地實(shí)現(xiàn)。為了保證該技術(shù)有效地廣泛應(yīng)用，目前需要盡快解決的主要問(wèn)題是研究應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)處理的井的最佳水動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。為此國(guó)內(nèi)外都在致力于利用電子模型和數(shù)學(xué)模型研究水力裂縫對(duì)油田開(kāi)發(fā)指標(biāo)的影響，處理好油藏、流體特性和裂縫幾何尺寸、方位及導(dǎo)流能力與開(kāi)發(fā)注采系統(tǒng)之間的關(guān)系，最大限度地提高油田的開(kāi)發(fā)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。低滲透深穿透水力壓裂在北美得到了最廣泛的應(yīng)用。美國(guó)25%?30%的原油儲(chǔ)量是利用該項(xiàng)技術(shù)采出來(lái)的。每年進(jìn)行4000?6000次作業(yè)，加拿大的低滲層儲(chǔ)量所占比例更大，每年進(jìn)行大約1500次作業(yè)。2.7低滲層大砂量多級(jí)壓裂技術(shù)低滲透地層往往具有巖性致密、地下閉合應(yīng)力高等特點(diǎn)。對(duì)這樣的低滲透地層采用通常的水力壓裂技術(shù)，由于裂縫閉合較快，支撐砂易破碎等原因，作業(yè)有效期一般都很短，考慮到經(jīng)濟(jì)因素，甚至是得不償失。如何能建立和維護(hù)裂縫的高導(dǎo)流能力，以便保持非穩(wěn)態(tài)流期間的高流量，是作業(yè)效果成敗優(yōu)劣的關(guān)鍵。為此，近年還發(fā)展了大砂量多級(jí)壓裂技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)目的是在整個(gè)生產(chǎn)層段產(chǎn)生較大的導(dǎo)流通道，因此首先需要大的用砂量。據(jù)估算，要使無(wú)因次裂縫導(dǎo)流能力大于10，用砂量需增加300%?？紤]到完井層段的間隔、裂縫高度、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控以及機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)等因素，采取逐步加大用砂量的方式，而且用砂量仍呈增大趨勢(shì)，目前已設(shè)計(jì)一次作業(yè)用砂量高達(dá)22.7x104?27.24x104kg，并使用壓裂環(huán)和投球。因地下閉合應(yīng)力高，支撐劑選用20/40目砂或其它大顆粒高強(qiáng)度支撐劑，由于用砂量大，要求使用能在高溫剪切作用下保持較高粘度，具有良好抗濾失性和摩阻小的壓裂液?，F(xiàn)場(chǎng)用的一種適合地層能量較高的線性凝膠，能保證在較高的井口油壓下具有足夠的攜砂能力，裂縫的穿透度相應(yīng)也較大，一般達(dá)到泄流半徑的70%。施工后液體能快速返排，是保證油井良好生產(chǎn)動(dòng)態(tài)最關(guān)鍵的因素。美國(guó)俄克拉何馬州南部致密氣層完井層段厚304.8?457.2m，井深2133.6?2743.2m。其主力產(chǎn)層為石灰?guī)r，多處白云巖化，并含有砂質(zhì)層系，采用大砂量多級(jí)壓裂技術(shù)后，初產(chǎn)量比常規(guī)壓裂平均高63%。在第一個(gè)月內(nèi)平均日產(chǎn)量高于2.8x104m3的井占62%以上，而以前達(dá)到這一初產(chǎn)水平的井只有33%。2.8壓裂實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和監(jiān)測(cè)技術(shù)，是通過(guò)在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)地測(cè)定壓裂液、支撐劑和施工參數(shù)，模擬水力裂縫幾何形狀的發(fā)展，隨時(shí)修改施工方案，以獲得最優(yōu)的支撐裂縫和最佳的經(jīng)濟(jì)效益。2.8.1施工參數(shù)監(jiān)控包括排量、泵壓、砂比等由儀表車(chē)直接顯示和控制。2.8.2壓裂質(zhì)量監(jiān)測(cè)分別監(jiān)測(cè)混砂車(chē)出、入口壓裂液（攜砂液）的流變性、溫度、pH值等參數(shù)，對(duì)壓裂液流變性，特別是加入各種添加劑后的性能以及攜砂能力進(jìn)行定量分析，常用的儀器為范氏系列粘度計(jì)，并在模擬剪切和地層溫度條件下模擬整個(gè)施工過(guò)程。對(duì)于延緩硼交聯(lián)壓裂液和延緩釋放破膠劑體系，礦場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)更為重要。2.8.3壓力分析根據(jù)測(cè)定的施工參數(shù)和壓裂液參數(shù)用三維壓裂模擬器預(yù)測(cè)井口或井底壓力，并與實(shí)際值進(jìn)行擬合，預(yù)測(cè)施工壓力變化（泵注和閉合期間）和裂縫幾何形狀。主要用途如下：識(shí)別井筒附近的摩阻影響（射孔和井筒附近裂縫的彎曲），并能定性判斷其主要影響因素，判斷井筒附近脫砂的可能性；評(píng)價(jià)壓裂設(shè)計(jì)可信程度：如果施工壓力與礦場(chǎng)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)壓力相吻合，則設(shè)計(jì)的裂縫幾何形狀是可信的；預(yù)測(cè)砂堵的可能性；確定產(chǎn)生的水力裂縫幾何形狀；提供施工過(guò)程的圖像和動(dòng)畫(huà)信息。隨著便攜式計(jì)算機(jī)的發(fā)展，礦場(chǎng)實(shí)時(shí)分析在礦場(chǎng)上得到了廣泛應(yīng)用，除GRI外，其它石油公司也都相繼研制和發(fā)展了這套系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常與小型壓裂測(cè)試分析結(jié)合應(yīng)用。2.9FASTFrac壓裂管柱貝克石油工具公司新近開(kāi)發(fā)出一種連續(xù)油管壓裂系統(tǒng)一FASTFrac壓裂管柱，用于對(duì)先前未處理到的層位進(jìn)行選擇性的壓裂，從而獲得比常規(guī)壓裂更高效、更經(jīng)濟(jì)的壓裂效果。應(yīng)用該技術(shù)能一趟管柱實(shí)現(xiàn)多層隔離與措施，從而降低了修井作業(yè)成本，節(jié)省了完井時(shí)間。由于該連續(xù)油管傳送系統(tǒng)能保證高比重壓井液不接觸生產(chǎn)層，使完井和增產(chǎn)措施均不造成油井傷害，從而快速實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)優(yōu)化。FASTFrac工具與Auto-J系統(tǒng)組成一個(gè)整體，Auto-J系統(tǒng)的作用是保證連續(xù)油管將壓裂管柱送入或從井筒中起出。措施時(shí)，上部封隔元件和下部封隔元件能隔離一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)層。一旦第一次措施完畢，系統(tǒng)就復(fù)位并重新設(shè)置，下入另一個(gè)生產(chǎn)層。無(wú)論是FASTFrac封隔器和橋塞系統(tǒng)，還是固定跨式雙封隔器系統(tǒng)均能對(duì)過(guò)去遺漏的小型袋狀油氣藏實(shí)施經(jīng)濟(jì)高效的增產(chǎn)措施。2.10新型CKFRAQ壓裂充填系統(tǒng)貝克石油工具公司新近研制成功新型CKFRAQ系統(tǒng)，該系統(tǒng)由多個(gè)高性能井下工具組件組成，尤其適用于極高流速和高砂比條件下。在應(yīng)用軟件的輔助下，CKFRAQ系統(tǒng)可以對(duì)壓裂充填作業(yè)（用陶瓷支撐劑）中泵的排量和容量進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)還可以將卡泵和套管腐蝕風(fēng)險(xiǎn)降至最低。經(jīng)過(guò)大量模擬和小規(guī)模室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，該工具被應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)。人們還通過(guò)小規(guī)模室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)工具轉(zhuǎn)向孔的幾何形狀進(jìn)行了評(píng)估，目的是找出哪種幾何形狀的轉(zhuǎn)向孔遭遇的腐蝕最輕。此外，還進(jìn)行了樣機(jī)試驗(yàn)，以確保盡可能地延長(zhǎng)套管的使用壽命。貝克石油工具公司稱(chēng)，從毀壞性對(duì)比試驗(yàn)中可以看出，CKFRAQ系統(tǒng)的各種性能都勝過(guò)其它競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品。優(yōu)化水力壓裂設(shè)計(jì)優(yōu)化水力壓裂設(shè)計(jì)技術(shù)包括以下4個(gè)方面。3.1長(zhǎng)度和裂縫導(dǎo)流能力首先用油藏動(dòng)態(tài)模擬器預(yù)測(cè)不同的裂縫長(zhǎng)度和裂縫導(dǎo)流能力可望達(dá)到的油氣產(chǎn)量，用所測(cè)得的數(shù)據(jù)建立起裂縫長(zhǎng)度和凈收益之間的關(guān)系，確定達(dá)到不同裂縫長(zhǎng)度和導(dǎo)流能力所需的費(fèi)用，最大限度地提高經(jīng)濟(jì)回收總額。最經(jīng)濟(jì)的壓裂優(yōu)化的主要因素之一是使裂縫特性和地層性質(zhì)之間達(dá)到適當(dāng)?shù)钠胶?，一般認(rèn)為滲透率高的儲(chǔ)層也需高導(dǎo)流能力的裂縫，但裂縫長(zhǎng)度相對(duì)要求不太長(zhǎng)。3.2裂參數(shù)設(shè)計(jì)影響壓裂效果的因素很多，搞好壓裂設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是參數(shù)設(shè)計(jì)，也是壓裂能否成功的先決條件。目前還不能完全人為地控制裂縫在地層中的延伸狀態(tài)，但可以人為地選擇適當(dāng)?shù)膲毫岩?、支撐劑等壓裂材料的?lèi)型、數(shù)量、泵入速度。準(zhǔn)確控制儲(chǔ)層裂縫長(zhǎng)度、寬度、裂縫的導(dǎo)流能力、縫高、方位、形狀等的方法目前仍處于實(shí)驗(yàn)階段。優(yōu)化水力壓裂設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)為：支撐裂縫幾何形狀和導(dǎo)流能力，井口施工條件和生產(chǎn)管柱尺寸，巖石力學(xué)性質(zhì)和地應(yīng)力分布，壓裂液粘度和濾失性，前置液和支撐劑濃度，排量和施工壓力