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1、裂缝性油藏压裂压力递减裂缝性油藏压裂压力递减 分析技术及应用分析技术及应用主 要 内 容1、研究的目的意义2、模型的建立与求解3、裂缝性油藏压裂压降分析软件开发 4、利用压裂测试分析结果指导主压裂施工5、结束语水力压裂压后的裂缝几何参数是进行压裂评价的重要依据。但是通过现有的技术是难以直接测试获得数千米深处的裂缝几何参数；同时，实际的压裂过程往往比预测的情况要复杂得多，即使用最先进的仪器和可靠的技术进行水力压裂作业设计，也很难检验压裂设计中计算的裂缝几何参数是否可靠。为了弥补这种不足，发展了很多压裂诊断技术，以提高对水力压裂裂缝性能的认识。1 1、研究的目的意义、研究的目的意义诊断方法主要局限
2、性远离裂缝直 接成像技术测斜仪裂缝成像不能提供有效支撑裂缝的长度，并且分辨率随距压裂井距离的增大而减小微地震裂缝成像直接近井裂 缝诊断技术放射性示踪仅能识别井眼中是否进行过压 裂，不能提供距井眼约1米以外的裂缝信息温度测井生产测井井眼成像测井井下电视井径测井间接压裂 诊断技术净压裂缝分析结果取决于模型假设和油藏描述裂缝诊断裂缝诊断 技术分类技术分类由于现场缺乏直接测量地层和水力压裂参数的必要手段，也缺乏准确可靠的测试方法和解释技术，这就导致了认识和了解地层、分析和评估压裂施工质量的难度很大。随着油气藏压裂技术的发展和应用，压裂分析评估技术受到广泛重视，相应的测试解释技术也亟待进一步发展和完善。
3、特别是利用压裂停泵后的压力递减曲线来分析估算裂缝几何尺寸，滤失系数、闭合时间、压裂液效率等，更是需要精度高的模型和简单实用的解释方法。压力递减分压力递减分 析的重要性析的重要性 裂缝性油藏往往具有低孔低渗的特点。在压裂过程中由裂缝性油藏往往具有低孔低渗的特点。在压裂过程中由 于天然裂缝的存在，增大了液体在地层中的滤失，较大的滤失于天然裂缝的存在，增大了液体在地层中的滤失，较大的滤失 量不仅增加了造缝难度，难以形成较宽的裂缝，另一方面会造量不仅增加了造缝难度，难以形成较宽的裂缝，另一方面会造 成携砂液在裂缝中提前脱砂形成砂堵。因此，在压裂设计时重成携砂液在裂缝中提前脱砂形成砂堵。因此，在压裂设计
4、时重 点考虑压裂液的滤失特性。点考虑压裂液的滤失特性。 压裂液的滤失除受基质渗透率，液体粘度和油藏压缩性压裂液的滤失除受基质渗透率，液体粘度和油藏压缩性 控制外，还受到天然裂缝的控制，大量的压裂液滤失在在天然控制外，还受到天然裂缝的控制，大量的压裂液滤失在在天然 裂缝中，造成压裂过早脱砂，导致施工失败。裂缝中，造成压裂过早脱砂，导致施工失败。 目前的压力降落分析技术以及压裂软件很难模拟和预测目前的压力降落分析技术以及压裂软件很难模拟和预测 裂缝性油藏的压裂施工压力和施工规模，增加了压裂优化设计裂缝性油藏的压裂施工压力和施工规模，增加了压裂优化设计 的复杂性。的复杂性。 l l裂缝性油藏压力递减
5、分析面临的问题裂缝性油藏压力递减分析面临的问题l l研究的目的意义研究的目的意义以往压降分析解释技术不适以往压降分析解释技术不适 合于裂缝性油藏的压降解释合于裂缝性油藏的压降解释裂缝性油藏压裂压裂缝性油藏压裂压 降分析解释技术降分析解释技术改进改进小型压裂分析指小型压裂分析指 导主压裂设计导主压裂设计获取裂缝参数获取裂缝参数 评价施工效果评价施工效果指导压裂施工指导压裂施工 提高施工水平提高施工水平2 2、模型的建立与求解、模型的建立与求解基本假设：基本假设：(1)裂缝高度恒定；(2)压裂排量恒定；(3)压裂液为幂律流体，且压裂液粘度从井底到缝端呈线性变化或压裂液粘度恒定；(4)压裂后可以自然
6、闭合，也可强制闭合；(5)裂缝模型为PKN型或KGD型；(6)考虑停泵后裂缝延伸及延伸裂缝的滤失量；(7)考虑压裂液的压缩性。 G函数压力（M pa）241812 3603.57dp/dG或Gdp/dG裂缝闭合点 Gdp/dG压力dp/dG0常常 规规 滤滤 失失即即滤失与压力无关，滤失与压力无关，压裂液通过基质岩块的滤失。当叠加导数压裂液通过基质岩块的滤失。当叠加导数 值位于通过原点的一条直线上时，通过不变导数值（拟合压力的值位于通过原点的一条直线上时，通过不变导数值（拟合压力的 大小）来识别该滤失特征，偏离直线段的点就是裂缝闭合点。大小）来识别该滤失特征，偏离直线段的点就是裂缝闭合点。与压
7、力有关的滤失与压力有关的滤失压力（M pa）0 2.5243.51.7521185.0G函数dp/dG或Gdp/dG闭合点压力裂隙开启点dp/dGGdp/dG0叠加导数部分位于直线段上，闭合点之前的一段时间内叠加导数部分位于直线段上，闭合点之前的一段时间内 滤失与压力无关，采用平均值法计算拟合压力。滤失与压力无关，采用平均值法计算拟合压力。 物质守恒方程物质守恒方程: :停泵时裂缝的体积为停泵时裂缝的体积为 ，停泵，停泵t t时间的体积时间的体积为为 。在。在t t时间内裂缝体积的变化时间内裂缝体积的变化等于裂缝的总滤失量与压后等于裂缝的总滤失量与压后t t时间内放喷量之和时间内放喷量之和 :
8、 :（忽略了高阶小项（忽略了高阶小项 ）裂缝延伸规律裂缝延伸规律: :由由物质守恒方程，得：物质守恒方程，得：裂缝平均缝宽：裂缝平均缝宽：于是有：于是有：停泵后裂缝在无延伸情况下，在区间p,p+t内，任两个时间点的压力差表达式，既压降方程为: 施工期间施工期间，总注入体积为滤失量、初滤失量与总注入体积为滤失量、初滤失量与 裂缝体积之和裂缝体积之和，即连续性方程为即连续性方程为: : 上式上式简化可得：简化可得：其中，其中，在泵注结束时，总的滤失体积在泵注结束时，总的滤失体积 = = 注入注入总体积总体积 - - 裂缝体积，即裂缝体积，即: : 初初滤失：滤失： 微元法微元法计算计算V VLP,
9、CLP,C( (不含初滤失的滤失分量不含初滤失的滤失分量) )t tp p通过叠代法求解，可以求出参数通过叠代法求解，可以求出参数P Pc c、P P* *、L L、，WaWa、SpSp 等。等。3 3、 裂缝性油藏压裂压降分析软件开发裂缝性油藏压裂压降分析软件开发 压裂压力递减分析软件参数输入数据读入数据处理图像输出模型选择参数输出测试数据压裂压力递减分析软件总体结构开始输入数据 （）压裂模拟修正参数压力变化曲线误差计算记录压 裂参数结束误差标 准不满足满足l l软件主程序流程软件主程序流程l l软件功能软件功能各类方法所求裂缝参数比较 参 数PT软件试井分析本文软件 压裂液滤失系数 初滤失
10、系数 拟合压力 闭合压力 闭合时间 动态缝长 动态缝宽 延伸时间 延伸长度 闭合缝长 闭合缝宽 压裂液效率 注：“”表示能获得的参数，“”表示不能获得的参数。4 4、利用压裂测试分析结果指导主压裂施工、利用压裂测试分析结果指导主压裂施工鄂深X井基本参数：储层温度：105123，属中高温地层；孔隙度：39%；含油饱和度：4050%；储层压力系数：0.9391.4，地层能量较足；测井解释渗透率：0.964.2510-3m2；测试空气渗透率：0.091210-3m2；有效渗透率：0.00530.710-3m2； 鄂深鄂深X X井测试压裂简况井测试压裂简况 造长缝压裂造长缝压裂单井增产单井增产 天然裂
11、缝发育，导致脱砂天然裂缝发育，导致脱砂 存在的问题存在的问题：技术对策技术对策：主主压裂前进行小型压裂测试压裂前进行小型压裂测试获取所需参数，为主获取所需参数，为主 压裂设计提供依据压裂设计提供依据为该油田总体压裂方案为该油田总体压裂方案 的制定与单井方案的优的制定与单井方案的优 化设计提供依据化设计提供依据 测试压裂施工数据测试压裂施工数据 小型压裂施工数据 序 号施工步骤排量 (m3/min)施工压力 (MPa)液量 (m3)1注KCL水1.532.9546.3985.7710.972停泵测压降24.0420.423注冻胶1.94.0652.5280.820.214停泵测压降23.7121
12、.02 测试压裂施工曲线测试压裂施工曲线 泵压套压排量 闭合压力分析闭合压力分析(KCL(KCL注入注入) ) 裂缝闭合 闭合压力分析闭合压力分析( (冻胶注入冻胶注入) ) 裂缝闭合 净压力分析解释结果净压力分析解释结果 小型压裂净压力拟合分析结果 序 号参数名称单位PT软件本文压降分析软件1闭合压力MPa57.1156.732闭合压力梯度MPa/m0.0160.01593裂缝闭合时间min204产层渗透率mD0.25拟合压力MPa1.86综合滤失系数m/min0.53.9210-45.110-47初滤失系数m3/m22.310-48冻胶注入停泵缝长m40.6509冻胶注入停泵时缝高m21.
13、121.110冻胶注入停泵缝宽mm3.13.0 鄂深鄂深X X井摩阻分析井摩阻分析注KCL注冻胶随着注入的液体体积的增加和粘度随着注入的液体体积的增加和粘度 的的 增大，近井摩阻降低。增大，近井摩阻降低。裂缝弯曲摩阻裂缝弯曲摩阻 小型压裂测试分析的主要认识小型压裂测试分析的主要认识(1)(1)、本井小型压裂没有明显的破裂压裂峰值，可初、本井小型压裂没有明显的破裂压裂峰值，可初步判断储层内天然裂缝发育，这从取芯观察和测井资料步判断储层内天然裂缝发育，这从取芯观察和测井资料分析得到了验证。分析得到了验证。(2)(2)、裂缝闭合压力，即水平最小主应力值为、裂缝闭合压力，即水平最小主应力值为56.55
14、6.5 58.5 58.5 MPaMPa，与破裂压力值与破裂压力值87.887.8MPaMPa，相差了约相差了约3030MPaMPa, ,而且压裂液的综合滤失系数为而且压裂液的综合滤失系数为5.1105.110-4-4 m/minm/min0.50.5，地层测试有效渗透率分布在地层测试有效渗透率分布在0.0053100.005310-3-3mm2 20.7100.710-3-3mm2 2之间，进一步说明了地层的天然裂缝发育，而且储层致之间，进一步说明了地层的天然裂缝发育，而且储层致密，属特低渗范畴。密，属特低渗范畴。 小型压裂测试分析的主要认识小型压裂测试分析的主要认识(3)、因为储层致密，压
15、后要想有较好的增产效果，需造成较长的人工裂缝，来沟通发育的天然裂缝。利用小型压裂的压力降落数据计算，求得施工后造缝半长为50m，表明了一定规模的压裂施工有造长缝的可能。(4)、小型压裂表明近井摩阻较大，达到2227 MPa，当泵入较多的前置液后近井摩阻减小，因此近井摩阻主要是由于裂缝的弯曲造成的。 主压裂主要技术措施主压裂主要技术措施 (1)(1)、根据裂缝闭合压力，即水平最小主应力值、根据裂缝闭合压力，即水平最小主应力值为为56.556.5 58.558.5MPaMPa，选择高强度选择高强度40/6040/60目陶粒；目陶粒；(2)(2)、由于储层天然裂缝发育，压裂液滤失严、由于储层天然裂缝发育，压裂液滤失严重，因此，在主压裂施工中采用粉陶来堵塞天然重，因此，在主压裂施工中采用粉陶来堵塞天然裂缝，起到降滤的作用；裂缝，起到降滤的作用；(3)(3)、在主压裂施工中应采用支撑剂段塞及小、在主压裂施工中应采用支撑剂段塞及小粒径支撑剂来解决裂缝生长弯曲。粒径支撑剂来解决裂缝生长弯曲。 主压裂施工曲线分析主压裂施工曲线分析 主压裂施工数据分析主压裂施工数据分析 泵注开始时泵压：泵注开始时泵压：7474MPaMPa6
