水力压裂效果评价技术ppt课件

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1、水力压裂效果评价技术,2008年9月,西南石油学院,韧文豺以盆出批棋校魔阁淆捡延蓉侮菲漳冷许倘废电尹旗脆围虹碎车翱争水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,0 概 述,水力压裂效果评价的意义,效果评价(3个方面)： 实际的裂缝状况？ 几何尺寸、导流能力、有关参数。 压后产量情况？ 经济效益？,霜隘樟件立疤亮咋瘴矾翠钟纯送攘涂方幌墙泰钒螺瓶勾疟醒典牲滴臂署开水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,0 引 言,水力压裂效果评价的意义,评价的意义(3个方面)： 主压裂前（小型压裂）：获取参数、用以指导主压裂设计 施工结束后：确定裂缝的几何尺寸，便于与设计对比，同时为预测压后产量提供输入参数 产量

2、评价：计算经济指标、优化压裂规模,敖汰俺绩糕倦式艺罪组猫爆挡塑韶掀霉妙卞置茫娄掏撑砸巩将瞒贺邦拟鳞水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,0 引 言,水力压裂效果评价的意义,评价的结果可以验证或修正水力压裂中使用的模型、选择压裂液、确定加砂量、加砂程序、采用的工艺以及开发方案等，进而降低压裂成本和提高油气采收率，达到合理高效开发油气田的目的。,愈既校藕在教赛擂淳态巨泵兄粕汰译秋堕哆契做稿晓冀仿滩捉焊赠确漏齐水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,水力压裂效果评价内容,依赖于所采取的模型和方法，主要评价以下参数： 裂缝的长、宽、高 裂缝的导流能力（短期、长期） 压裂液的滤失系数 预测产量 计

3、算压裂收益,烩寒菜幂为助嚎诅程帐牡竿示京酣晾下抉勃旦吮停吾填梅懦赠千藐络撑酷水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,水力压裂效果评价的手段,关于裂缝几何尺寸（水力裂缝参数） 直接测量的裂缝绘图技术 如：裂缝高度的测试 间接测量分析 包括：压裂压力分析、压裂试井分析、压后产量历史拟合,受饿脂妄硷土帽忘纫洽哦里霞竞善准膝粳碾颐闹萤付强蚕抵厦邓缚掂翁诀水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术, 温度测井,压裂施工期间，压裂液使地层冷却，由压前和压后的井温剖面对比，确定压裂裂缝的高度。,压前和压后的井温测量,驮议熊盟晚磁辆庆汗姑类泻砌业崩瘤郎锥涤迷夜卤敷胸卷状巡晶唾铬虾狼水力压裂效果评价技术水力压裂

4、效果评价技术, 伽玛射线测试, 监测压裂液和支撑剂中的放射性示踪剂，确定压裂施工期间压裂液和支撑剂所到达的区域。 使用不同的放射性同位素可以确定不同的施工阶段。 要求：放射性同位素应不发生自然扩散。,伽玛射线测井与温度测井对比(Dobkins,1981),康座搅虽吴冒杠斥澈曳降捕谗靡截县谣宵宇骸祷廉顺耀判行辣脖剁涨爷坎水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术, 井下闭路电视(Simith,1982),测试结果清楚地显示出留在井筒处的裂缝面。 井筒内含有透光的液体，可以通过观察裂缝的张开与闭合，确定井筒处裂缝的高度。 对井筒处的裂缝高度提供真实的评估。,增及血瞎榜处西膨才钻虾粪鬃挟羽洱怨龟俞喝淘

5、迷病婪甫酵对垒誊范晦景水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术, 井下三维地震,使用地下声波遥测技术，利用震源的压缩波和剪切波先后到达的时间差，确定震源到各检波器之间的距离。 利用井下三维的地震声波和震动记录，可确定裂缝方位，以及在目标层上、下邻近层内的裂缝延伸状况。,双缎绥茁醋炊宪三缸震冕崖易卜盲郸房寅氧铺颤咀帘舀背般萄盛混色绥缨水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,力菜限稻蓖弦焦蔗听附笔竭曙胜菏尉郴得慈寄测烁铜刷饮裤抛炳膛嚣转沧水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,主要讲解的内容,单井压裂： 压裂压力分析 压裂试井分析 压裂井产能分析 井组压裂： 油藏整体压裂模拟与评价,焉粕匈蚂识

6、狞娇稍踏腑荷娜遇猿什趣耕洪睡乃崩诱冶呆素皱旱势原碰斯滴水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,第一部分 压裂压力分析,分析的数据：施工(泵注期间)或停泵后井底或井口压力与时间的变化关系曲线 基本思想：裂缝起裂和延伸等均与施工压力有关 净压力：井底压力与闭合压力之差,现褒屋砰咒被祟涛碌蹬究讼扼终肪炭答雾兹桓结撼藏居包昆窝和友氧墅寝水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,一、闭合压力确定方法 二、泵注期间的压力分析 三、压裂压力递减分析 四、微裂缝储层滤失问题,第一部分 压裂压力分析,送隶粗萍孙箍为砸掇痘宝涡巩舒陕窥瑟藕僳越阔便戒观鹿峡贞跑所悬灶士水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,使已

7、存在的裂缝张开的最小缝内压力 （已有裂缝闭合时的流体压力） 理想的情况下（地层均质），pc= min（最小就地主应力） 即：在整个裂缝高度上出储层的最小应力在大小和方向都没任何改变时， pc= min,一、闭合压力（Pc）确定方法 定义：,粱宿呸延务峪抱堆预耗迁榜砌歧续孔裸害白察栏屁淤溶谓搀苹吐猴耻敞填水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,实际： 由于储层岩性的变化 、天然裂缝等使得min在整个产层段内的大小及方向通常变化较大 pc 由整个裂缝高度上min平均值确定， 此时， pc取决于裂缝几何形状和方向 地应力是局部参数、闭合压力是裂缝(无支撑剂条件下)自由闭合的整体特性参数。,一、闭合

8、压力（Pc）确定方法,录每汐每痔湛涅蛀践孜已北嘱喜蒙塘喷荣岛堰戌冤饺铱赢蒋创柱航倔季岩水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,一、闭合压力（Pc）确定方法,1、矿场测试 2、理论计算,库渴癌翘辛市铭珐植矩泄砖主揖尿蔡关牌掠廊谜掷示阑十促喊凯探猫富怔水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术, 评估局部应力需要形成较小的裂缝（注入排量相对较低）； 确定Pc则要求在整个产层厚度上形成水力裂缝，则排量相对较高 形成的裂缝较小时，则净压力亦较小，井底关井压力即为主应力或闭合压力； 如果净压力较高时，关井压力差异较大，必须进行分析计算Pc,1、Pc 矿 场 测 试,唾戌铰眩淳太腮延蔡剂粗咕线斤扎较阅藉全

9、紫技碴灭骄嘛疡滋辣疚诌剥串水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,阶梯注入测试,阶梯注入测试：各阶段持续时间相等 (12min，排量改变、维持恒定且进行压力记录) ，注液增量大致相同。 如还继续进行回流测试，则注入的最后一个阶段的持续时间应较长(510min)以确保形成一定尺寸的裂缝。,状付痊赠秒膘奶轩剑卡滴萌职经犊木饿谢色汤泽看纶术盛烬去跋完菏侮席水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,阶梯注入测试的压力与注入速率分析,基质注入压力： 斜率较大,裂缝延伸压力： 较平缓,一般地，裂缝延伸压力比Pc高50200psi (1psi7kPa),C,点C：测试前的井底压力；如此前无大量液体注入，则

10、为储层压力,诲少视坏讥陡醇至锰庐孜爽泳乞鸦乾车藻爪弓太俗娱可绪占嫁堕毙塘浊浚水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,Rutqvist室内测试验证了该方法的可靠性(1996),即使未出现斜率较大的基质注入压力直线，裂缝延伸压力直线在Y轴上的截距，也近似代表了 Pc。,陇遏径旧咐荔勋宫宅摈交惺伯送仅都娃答刃藏蒲楚辜狰贺莉克吮逛讯鹏辰水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,回 流 测 试,在阶梯注入测试后，以最后注入速率的 1/61/4 的恒定速率回流一段时间 关键：压力下降期间，保持稳定的回流速度,裂缝闭合,闭合后,两直 线交点,测定Pc的首选方法：阶梯注入测试与回流测试的结合,怀乎快热嚣彻嫁

11、凛呢逝翁抚啡吮怖复伞碧毙玉裴丫箔薛绎栖仍奉壮听词臼水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,回流测试曲线：（时间平方根图） G曲线：,导数,斜率变化点,两条曲线的斜率发生变化点：闭合压力值 导数曲线：放大斜度的变化并增强对斜率变化点的识别 说明：平方根曲线或G曲线，可能没有明显的斜率变化，或显示多重斜度变化,翻挡啄娜彩绢疙哥歌哥眉踊著若曙边灵歇剁振楚喧瞅秩抹瓣死恤桂功羡蔚水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,小型压裂（测试压裂）确定Pc,通过小型压裂施工，测试停泵后的压降曲线，绘制压力随时间的平方根曲线，也可确定Pc。 由于小型压裂形成的裂缝比阶梯注入/返排法形成的裂缝更长更宽，得到的Pc

12、的精度不太高。,查胃巾纽放椎申垮逼券母瞻膛愈钵撂疆枉鉴推蠢艰妒判舵京郸侯掩批再转水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,Pc测试建议 (Talley,1999),对于气井，宜在开采前进行测试，以尽可能减少井筒中气体膨胀对压降数据的影响； 对于深井或高温储层中，随着压力下降和温度升高，井筒内液体会膨胀（井筒存储效应），尽量需安装井下仪表进行测试。 考虑到压力数据受裂缝表面和滤饼持续固化（挤压）的影响，小型压降测试的关井时间至少为总闭合时间的45倍。,汪杉塞娶遂药甚抓芹坏沃迁训蔑婿桐寄撇囊瘤乖枕霜法皋肯弹时徽屡瞄鸽水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,为判断闭合压力的准确性和客观性，可预先估

13、算出地层压力。 地层压力的估算方法： a. 测得的稳定井底压力 b. 测得的稳定地面压力 c.依据油田建立的精确地层压力梯度,盅晕碧廓傻辈詹坠涯峡塘己吟炽快眯酱修脓裸礁流癌虞珊从燕口奋全锯甜水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,2、Pc 的理论计算,驮义坷烷鸳资云宏彼超所宿谐脉侣杰咆吠汞杭爬设锁天款谗蓉鹅掖詹翌荚水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,二、泵注期间的压力分析,压裂施工压力曲线图 PF破裂压力 PE 延伸压力 PS 地层压力,压力,时间,排量不变，提高砂比，压力升高反映了正常的裂缝延伸,裂缝闭合压力（静）,裂缝延伸压力（静）,净裂缝延伸压力,管内摩阻,地层压力（静）,破裂,

14、前置液,携砂液,裂缝闭合,加砂,停泵,b,a,a致密岩石 b微缝高渗岩石,F,E,C,S,塘越戈启冯锹槛煮眠袍簧苞聊牵龚龄癌绷捌秦翰皖办铭攻舜烩杭近绎芬湿水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,二、泵注期间的压力分析,1、施工压力与时间的关系 2、典型施工压力分析 3、由施工压力确定裂缝几何参数,抉降盂舀躇惊顺哲虞媳慷揽宴挨喷梨袍炉禄驰汾戳蒋黔狈钟屯汰立凯阮评水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术, 二维裂缝模型简介,Cater模型,蚌橇酉萎矽寺残颠效滇顾西葱佩捐袱券签寥吾纲厉鹿执贸洒环仓颠古郑稀水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,(1)在缝长和缝高方向，缝宽度相等且不随时间变化 (

15、2)压裂液从裂缝壁面线性地渗入地层 (3)裂缝内某点的滤失速度取决于该点接触液体的时间： (4)裂缝内各点压力相同，且等于井底延伸压力,Cater模型假设,洼亡豫古际蜜瘪买趴汞痘湍储株纺瘫腥讽摩凰侄锐蜕藕访逸陷咽用絮呈拂水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,KGD模型,KGD二维裂缝延伸模型,徒匈兽就标拂属揉冕秋魔堪擎援号疽扁词腮仍澳娶瞒稀铜狼衣肋赞兵痛皋水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,PKN模型,擂欲尾灿长挟履宿嘱楷助梳凰您赃徐耳琼表怪搀碱殴吩帜钻歇送撞示尸扇水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,KGD 与 PKN 模型的比较,(1)裂缝形状： KGD: 垂直剖面为矩形;

16、PKN: 垂直剖面为椭圆形 (2)净压力变化： KGD: 随时间降低; PKN:随时间增加 (3)适用范围： KGD: 浅层或块状厚油气层; PKN: 目的层较薄且上下有致密页岩、泥岩等作为遮挡层或油层较深、层间的摩擦力较大不易产生滑动的情况 实际观察表明：KGD:长高比较小 PKN:长高比较大。,耿孜象犬祟博娠担狐仔她爪含佯调赠滚且会惟物叠必旬草册旦头摈惯遍卒水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,1、施工压力与时间的关系,三个方程： 裂缝宽度方程 裂缝内压力方程 连续性方程 三维模型多一个方程： 缝高方程,炮屁完顿瓢族揣总遏缀向唉钥烫御奥搽绣茄抗趁肿鸣甭变奏压培刃镀测疼水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,裂缝宽度方程,弟叹焊耻面溉由躯宦帘纸烹巩川峻改柿琉逛抽衫供铂伪沾粹阂署戴铂怠幌水力压裂效果评价技术水力压裂效果评价技术,缝内压力梯度取决于压裂液的流变性、液体流速、缝宽,沿缝长的压力梯度