张有才(学术报告多媒体正式).ppt

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1、深层火山岩控制压裂技术研究应用深层火山岩控制压裂技术研究应用 大庆油田有限责任公司井下作业分公司大庆油田有限责任公司井下作业分公司大庆油田有限责任公司井下作业分公司大庆油田有限责任公司井下作业分公司报告人：张有才报告人：张有才目目 录录前言前言一、一、概述概述 二、不同类型储层的评价控制技术二、不同类型储层的评价控制技术 三、需要进一步开展的研究工作三、需要进一步开展的研究工作 大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司前前 言言 随着油田勘探、开发的不断深入，压裂改造对象越来越随着油田勘探、开发的不断深

2、入，压裂改造对象越来越随着油田勘探、开发的不断深入，压裂改造对象越来越随着油田勘探、开发的不断深入，压裂改造对象越来越复杂，对压裂工艺技术的进步提出了更高的要求。要求我们复杂，对压裂工艺技术的进步提出了更高的要求。要求我们复杂，对压裂工艺技术的进步提出了更高的要求。要求我们复杂，对压裂工艺技术的进步提出了更高的要求。要求我们在注重工艺本身发展的同时，更要重视有利于提高对储层和在注重工艺本身发展的同时，更要重视有利于提高对储层和在注重工艺本身发展的同时，更要重视有利于提高对储层和在注重工艺本身发展的同时，更要重视有利于提高对储层和工艺适应性认识程度的基础工作，加强压前评估技术和压后工艺适应性认识

3、程度的基础工作，加强压前评估技术和压后工艺适应性认识程度的基础工作，加强压前评估技术和压后工艺适应性认识程度的基础工作，加强压前评估技术和压后评价技术的研究和应用。通过压前评估技术的研究应用，增评价技术的研究和应用。通过压前评估技术的研究应用，增评价技术的研究和应用。通过压前评估技术的研究应用，增评价技术的研究和应用。通过压前评估技术的研究应用，增强对储层的认识能力，明确影响施工的主要因素，工程上需强对储层的认识能力，明确影响施工的主要因素，工程上需强对储层的认识能力，明确影响施工的主要因素，工程上需强对储层的认识能力，明确影响施工的主要因素，工程上需要控制的关键环节，采取有效的控制措施，保证

4、工艺成功率要控制的关键环节，采取有效的控制措施，保证工艺成功率要控制的关键环节，采取有效的控制措施，保证工艺成功率要控制的关键环节，采取有效的控制措施，保证工艺成功率和改造效果；通过压后评价技术的研究应用，对工艺措施的和改造效果；通过压后评价技术的研究应用，对工艺措施的和改造效果；通过压后评价技术的研究应用，对工艺措施的和改造效果；通过压后评价技术的研究应用，对工艺措施的针对性和有效性进行系统评价，明确工艺技术的适应性和发针对性和有效性进行系统评价，明确工艺技术的适应性和发针对性和有效性进行系统评价，明确工艺技术的适应性和发针对性和有效性进行系统评价，明确工艺技术的适应性和发展潜力，不断发展完

5、善工艺，更好的满足复杂勘探、开发对展潜力，不断发展完善工艺，更好的满足复杂勘探、开发对展潜力，不断发展完善工艺，更好的满足复杂勘探、开发对展潜力，不断发展完善工艺，更好的满足复杂勘探、开发对象压裂改造的需要。象压裂改造的需要。象压裂改造的需要。象压裂改造的需要。 大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司 近几年，我们通过加强压前、压后评价工作，在分析近几年，我们通过加强压前、压后评价工作，在分析不同改造对象地质特点和工艺适应性的基础上，针对老区不同改造对象地质特点和工艺适应性的基础上，针对老区和外围低渗

6、透薄互储层压裂改造程度低；海拉尔和深火山和外围低渗透薄互储层压裂改造程度低；海拉尔和深火山岩压裂工艺成功率低等工艺不适应问题，加强工艺发展与岩压裂工艺成功率低等工艺不适应问题，加强工艺发展与地质特点相结合的研究工作。以提高储量动用程度为目标，地质特点相结合的研究工作。以提高储量动用程度为目标，开展了低渗透薄互储层细分控制压裂技术研究；以提高工开展了低渗透薄互储层细分控制压裂技术研究；以提高工艺成功率为目标，开展了复杂储层控制压裂技术研究等科艺成功率为目标，开展了复杂储层控制压裂技术研究等科研攻关课题，均取得了较好的效果。研攻关课题，均取得了较好的效果。 前前 言言 大庆油田井下作业分公司大庆油

7、田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司 徐深气田是目前油田实施徐深气田是目前油田实施“油气并举战略油气并举战略”的主战区，而的主战区，而深层火山岩是深层火山岩是“找气找气”的主要勘探目标。火山岩区域构造差异的主要勘探目标。火山岩区域构造差异大、岩性和孔隙结构十分复杂，砂泥岩压裂的的成熟工艺技术大、岩性和孔隙结构十分复杂，砂泥岩压裂的的成熟工艺技术对火山岩的适应性很差。主要表体现在砂堵层比例高，工艺成对火山岩的适应性很差。主要表体现在砂堵层比例高，工艺成功率低；部分层不能按设计执行，只能降低标准施工。主要问功率低；部分层不能按设计

8、执行，只能降低标准施工。主要问题是评价技术手段不完备，对具体储层特征的认识程度低，没题是评价技术手段不完备，对具体储层特征的认识程度低，没有形成规范的系统评价标准和控制技术。国内外火山岩的压裂有形成规范的系统评价标准和控制技术。国内外火山岩的压裂工作量不多，只见到几份有关单井改造实例的介绍性文献。就工作量不多，只见到几份有关单井改造实例的介绍性文献。就储层评价、工艺技术应用和实现的改造规模等方面而论，与大储层评价、工艺技术应用和实现的改造规模等方面而论，与大庆目前的水平相差甚远，没有成熟的技术可以借鉴。庆目前的水平相差甚远，没有成熟的技术可以借鉴。 一、概述一、概述 大庆油田井下作业分公司大庆

9、油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司 针对火山岩构造、岩性复杂，压裂工艺成功率针对火山岩构造、岩性复杂，压裂工艺成功率针对火山岩构造、岩性复杂，压裂工艺成功率针对火山岩构造、岩性复杂，压裂工艺成功率低的问题，我们从分析确定导致施工砂堵的地质低的问题，我们从分析确定导致施工砂堵的地质低的问题，我们从分析确定导致施工砂堵的地质低的问题，我们从分析确定导致施工砂堵的地质因素入手，研究应用相应的评价技术，提高对储因素入手，研究应用相应的评价技术，提高对储因素入手，研究应用相应的评价技术，提高对储因素入手，研究应用相应的评价技术，提高

10、对储层特征的认识程度；通过开展针对性的现场试验层特征的认识程度；通过开展针对性的现场试验层特征的认识程度；通过开展针对性的现场试验层特征的认识程度；通过开展针对性的现场试验研究，形成了火山岩控制压裂技术，使火山岩储研究，形成了火山岩控制压裂技术，使火山岩储研究，形成了火山岩控制压裂技术，使火山岩储研究，形成了火山岩控制压裂技术，使火山岩储层压裂工艺成功率由最初的层压裂工艺成功率由最初的层压裂工艺成功率由最初的层压裂工艺成功率由最初的37.5%37.5%37.5%37.5%，提高到目前，提高到目前，提高到目前，提高到目前的的的的91.4%91.4%91.4%91.4%，为深层天然气勘探、开发提供

11、了技术为深层天然气勘探、开发提供了技术为深层天然气勘探、开发提供了技术为深层天然气勘探、开发提供了技术保证。保证。保证。保证。 一、概述一、概述 大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司 控制压裂技术以实现预期改造目的为目标，针对不同储控制压裂技术以实现预期改造目的为目标，针对不同储层影响施工的主要因素，实施从设计到施工的全过程的评价层影响施工的主要因素，实施从设计到施工的全过程的评价和控制。和控制。 施工过程中：以储层内应力分布特征、测试压裂评价施工过程中：以储层内应力分布特征、测试压裂评价结果和施工

12、压力动态分析为依据的施工过程实时控制。结果和施工压力动态分析为依据的施工过程实时控制。 施工前期：以测试压裂评价为手段的设计调整、处理施工前期：以测试压裂评价为手段的设计调整、处理措施和处理工艺选择控制；措施和处理工艺选择控制； 设计阶段：以录井、测井和岩芯资料分析和地应力设计阶段：以录井、测井和岩芯资料分析和地应力分析评价为基础的分层方案和射孔方案控制；分析评价为基础的分层方案和射孔方案控制； 大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司一、概述一、概述 局部裂缝宽度窄、局部裂缝不规则和压裂液滤失速度局部

13、裂缝宽度窄、局部裂缝不规则和压裂液滤失速度大，造成脱砂是导致压裂过程中砂堵的直接原因。而裂缝大，造成脱砂是导致压裂过程中砂堵的直接原因。而裂缝宽度的大小、裂缝的不规则程度和压裂液虑失速度的大小，宽度的大小、裂缝的不规则程度和压裂液虑失速度的大小，取决于储层及上下隔层的应力状态、岩性差异等地质因素。取决于储层及上下隔层的应力状态、岩性差异等地质因素。消除或消弱不同地质因素对施工的应影响，保证施工的顺消除或消弱不同地质因素对施工的应影响，保证施工的顺利实施，需要针对导致砂堵的不同地质因素，采取不同的利实施，需要针对导致砂堵的不同地质因素，采取不同的控制、处理措施。控制、处理措施。二、不同类型储层的

14、评价控制技术二、不同类型储层的评价控制技术 大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司 因此，我们应用测井资料分析、地应力分析和测试因此，我们应用测井资料分析、地应力分析和测试压裂诊断评价技术，对砂堵层地质特征与测试压裂反映压裂诊断评价技术，对砂堵层地质特征与测试压裂反映的施工特征，以及不同地质因素导致砂堵的机理进行了的施工特征，以及不同地质因素导致砂堵的机理进行了系统的研究；并通过现场试验，研究系统的研究；并通过现场试验，研究确定了反映储层不确定了反映储层不同特征的评价参数和评价标准，同特征的评价参数和

15、评价标准，形成了针对不同类型储形成了针对不同类型储层的层的系统评价系统评价方法和控制施工技术。方法和控制施工技术。 与不同地与不同地质因素相关的砂堵因素相关的砂堵层，测试压裂反映的特征裂反映的特征可以分可以分为五种五种类型：型：低净压、高摩阻、高滤失、高停泵低净压、高摩阻、高滤失、高停泵低净压、高摩阻、高滤失、高停泵低净压、高摩阻、高滤失、高停泵和无特征。即：一低、三高、一无和无特征。即：一低、三高、一无和无特征。即：一低、三高、一无和无特征。即：一低、三高、一无 大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公

16、司1 1、低净压（缝内净压力低）储层评价控制技术、低净压（缝内净压力低）储层评价控制技术 导导致致净净压压力力低低的的地地质质因因素素：储储层层上上、下下膈膈层层的的遮遮挡挡条条件件差。差。 导致砂堵的机理：导致砂堵的机理：缝宽与砂比不匹配。缝宽与砂比不匹配。 砂堵位置：砂堵位置：缝口堵、缝内桥堵缝口堵、缝内桥堵 砂堵特征：砂堵特征：压力突然急剧上升压力突然急剧上升 砂堵前特征：砂堵前特征：前置液前置液阶段施工段施工压力从略降到平力从略降到平稳、砂堵、砂堵前前压力小幅度波力小幅度波动，整体略有抬升。，整体略有抬升。 评价方法：价方法：地地应力剖面分析、力剖面分析、测井井资料岩性分析、料岩性分析

17、、测试压裂裂评价价评价、施工价、施工压力力动态分析和分析和临界砂比段塞界砂比段塞试验。 大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司 评价标准：评价标准：测试压裂测试压裂G G函数叠加导数曲线在裂缝闭合点函数叠加导数曲线在裂缝闭合点前呈现前呈现“下凹下凹 ” ”形态，表明缝高扩展没有得到有效的控形态，表明缝高扩展没有得到有效的控制，当制，当测试压裂评价净压力小于测试压裂评价净压力小于5.55.5兆帕时需要控制施工。兆帕时需要控制施工。 控制工艺：控制工艺：变排量实时控制工艺；控缝高工艺。变排量实时控制工艺；

18、控缝高工艺。 控制工艺原理：控制工艺原理：削弱尖端效应，提高缝净压力增加裂宽。削弱尖端效应，提高缝净压力增加裂宽。 存在问题：存在问题：存在问题：存在问题：对对对对影影影影响响响响隔隔隔隔层层层层遮遮遮遮挡挡挡挡能能能能力力力力的的的的因因因因素素素素和和和和机机机机理理理理没没没没有有有有进进进进行行行行过过过过系系系系统统统统的的的的研研研研究，遮挡能力不能定量评价；究，遮挡能力不能定量评价；究，遮挡能力不能定量评价；究，遮挡能力不能定量评价；没没没没有有有有针针针针对对对对火火火火山山山山岩岩岩岩开开开开发发发发的的的的地地地地应应应应力力力力分分分分析析析析模模模模型型型型，目目目目前

19、前前前借借借借用用用用砂砂砂砂泥泥泥泥岩模型分析纵向地应力分布误差难以评价；岩模型分析纵向地应力分布误差难以评价；岩模型分析纵向地应力分布误差难以评价；岩模型分析纵向地应力分布误差难以评价；控缝高工艺的实施具有较大的盲目性；控缝高工艺的实施具有较大的盲目性；控缝高工艺的实施具有较大的盲目性；控缝高工艺的实施具有较大的盲目性；隔层遮挡条件差的储层比例高，裂缝高度延伸超出储层隔层遮挡条件差的储层比例高，裂缝高度延伸超出储层隔层遮挡条件差的储层比例高，裂缝高度延伸超出储层隔层遮挡条件差的储层比例高，裂缝高度延伸超出储层范围较大，支撑剂在储层内的有效支撑程度低。范围较大，支撑剂在储层内的有效支撑程度低

20、。范围较大，支撑剂在储层内的有效支撑程度低。范围较大，支撑剂在储层内的有效支撑程度低。 该类储层在深层火山岩储层的比例为该类储层在深层火山岩储层的比例为该类储层在深层火山岩储层的比例为该类储层在深层火山岩储层的比例为30.6%30.6%，通过控制，通过控制，通过控制，通过控制施工，工艺成功率达到施工，工艺成功率达到施工，工艺成功率达到施工，工艺成功率达到93.3%93.3%。 徐深2井202号层，岩性为流纹岩，厚度29.0m。压裂解释井段4075.64104.6m，厚度29.0m，射孔井段为4083.04076.0m，射开7.0m。 58.0MPa66.0MPa62.0MPa施工实例分析施工实

21、例分析施工实例分析施工实例分析射孔井段为4083.04076.0m压裂井段：4075.64104.6m， 砂比砂比30%，进入炮眼后压力有下，进入炮眼后压力有下降的显示，替挤降的显示，替挤3.3min压力升高为压力升高为79.40 MPa，加入陶粒加入陶粒38.0 m3。测试压裂分析：测试压裂分析：停泵梯度0.00699MPa/m，近井摩阻为1.9 MPa，净压力为3.34 MPa，滤失系数为6.6110-4m/min0.5。 评价结果为其它特征参数正常，只有井压力小于评价指标，需要采取实时控制施工。 无控制无控制施工施工 徐深徐深1-1井井120号层岩性为流号层岩性为流纹质熔结凝灰岩，解释层

22、段纹质熔结凝灰岩，解释层段3382.4-3459.2m,厚度厚度76.8m。从综合应力剖面看：隔层与目从综合应力剖面看：隔层与目的层间呈现无遮挡。的层间呈现无遮挡。 大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司施工实例分析施工实例分析施工实例分析施工实例分析射孔井段为射孔井段为3416.0-3424.03416.0-3424.0m测试压裂分析：停泵压力梯度0.00562MPa/m，近井摩阻为0MPa，净压力为5.1 MPa，滤失系数为6.1710-4m/min0.5。评价结果为其它特征参数正常，只有井压力小

23、于评价指标，需要采取实时控制施工。 大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司施工实例分析施工实例分析施工实例分析施工实例分析 末端砂比提到25.0%，共加入陶粒92.0m3，平均砂比19.1%。施工成功实例分析施工成功实例分析施工成功实例分析施工成功实例分析压力不断下降，动态缝宽很窄，排量提高到5.5 m3/min.变排量变排量实时控实时控制施工制施工 2 2、高摩阻（近井高摩阻）、高摩阻（近井高摩阻）储层评价控制技价控制技术 导致高摩阻的地质因素：导致高摩阻的地质因素：近井裂缝不规则近井裂缝不规则射射

24、孔孔相相位位导导致致的的近近井井裂裂缝缝弯弯曲曲；发发育育高高角角度度裂裂缝缝或或钻钻井井诱诱导导缝缝导致近井多缝延伸；高应力部位射孔导致的近井裂缝滑移。导致近井多缝延伸；高应力部位射孔导致的近井裂缝滑移。 导导致致砂砂堵堵的的机机理理：局局部部缝宽和和砂砂比比不不匹匹配配，或或局局部部裂裂缝呈呈闭合合趋势造成造成过液不液不过砂砂导致脱砂。致脱砂。 砂堵位置：砂堵位置：缝口或近井裂缝内。缝口或近井裂缝内。 砂砂堵堵特特征征：达达到到一一定定砂砂比比的的携携砂砂液液进入入裂裂缝，压力力突突然然急急剧上升。上升。 砂堵前特征：砂堵前特征：注前置液期注前置液期间施工施工压力高，施工力高，施工压力力对

25、排量非排量非常敏感；施工常敏感；施工压力力对支撑支撑剂也非常敏感，每一个砂比也非常敏感，每一个砂比进入裂入裂缝时施工施工压力都有升高的响力都有升高的响应，即使是，即使是200200目的粉也如此。目的粉也如此。对排量排量和支撑和支撑剂敏感，是因敏感，是因为局部裂局部裂缝没有没有净压力呈力呈现闭合合趋势，靠，靠压裂液裂液挤过张开。开。 评价方法：价方法：测试压裂裂评价摩阻大小；成像价摩阻大小；成像测井和地井和地应纵向分布向分布资料确定近井裂料确定近井裂缝的不的不规则类型。型。 评价标准：评价标准：测试压裂裂评价近井摩阻大于价近井摩阻大于6 6MPaMPa需要需要处理。理。 控制处理措施：控制处理措

26、施： 射射孔孔方方案案控控制制：制制定定射射孔孔方方案案时时分分析析储储层层纵纵向向地地应应力力分分布布特特征征，选选择择射射孔孔井井段段是是避避开开能能够够导导致致裂裂缝缝滑滑移移的的高高应应力力段；采用定向射孔或段；采用定向射孔或120120度相位射孔；度相位射孔； 措措施施控控制制：近近井井多多缝用用高高粘粘度度凝凝胶胶段段塞塞处理理；近近井井裂裂缝弯弯曲曲用用延延长低低砂砂比比注注入入时间，高高排排量量注注入入前前置置液液和和低低砂砂比比处理理液液；裂裂缝滑滑移移用用增增加加前前置置液液量量、延延长低低砂砂比比注注入入时间，高排量注入前置液和低砂比，高排量注入前置液和低砂比处理液。理液

27、。措施原理：措施原理：措施原理：措施原理：利利利利用用用用高高高高粘粘粘粘度度度度凝凝凝凝胶胶胶胶表表表表面面面面张张力力力力大大大大，选选择择性性性性的的的的压压开开开开一一一一条条条条最最最最容容容容易易易易张张开开开开的的的的主主主主裂裂裂裂缝缝；增增增增加加加加前前前前置置置置液液液液量量量量高高高高排排排排量量量量注注注注入入入入使使使使滑滑滑滑移移移移位位位位置置置置远远离离离离近近近近井井井井；延延延延长长低低低低砂砂砂砂比比比比注注注注入入入入时时间间，采采采采用用用用高高高高排排排排量量量量注注注注入入入入前前前前置置置置液液液液消消消消除除除除局局局局部裂部裂部裂部裂缝缝的

28、的的的闭闭合合合合趋势趋势。 存在问题：存在问题：存在问题：存在问题：程程程程度度度度较较高高高高的的的的裂裂裂裂缝缝滑滑滑滑移移移移，如如如如果果果果储储层层上上上上下下下下隔隔隔隔层层没没没没有有有有较较好好好好的的的的遮遮遮遮挡挡，提提提提供供供供较较高高高高的的的的缝缝内内内内净净压压力力力力是是是是很很很很难难见见到到到到处处理理理理效效效效果果果果的的的的，必必必必须须重重重重视视射孔方案控制，避免高射孔方案控制，避免高射孔方案控制，避免高射孔方案控制，避免高应应力部位射孔。力部位射孔。力部位射孔。力部位射孔。 实例：近井多逢控制施工实例：近井多逢控制施工 射孔井段：射孔井段：30

29、82.03090.0m44MPa47MPa43.6MPa 例如，升深202井营城组131层，井段为3090.03082.0m，厚度为77.0m。岩性为流纹岩，储层地应力呈现无遮挡特征。测试压裂得到：停泵压力梯度0.00113MPa/m，近井摩阻13.56 MPa，滤失系数1.510-3m/min1/2，微裂缝5条，净压力8.4 MPa。施工实例分析施工实例分析施工实例分析施工实例分析测试压裂G函数分析，叠加导数曲线呈现“下凹”特征，说明缝高延伸没有受到控制，这与地应力剖面反映的特征一致。 近井形成多逢同时延伸造成主裂缝延伸不畅导致近井形成多逢同时延伸造成主裂缝延伸不畅导致局部裂缝内憋压。停泵后

30、由于压力自动平衡，裂缝继局部裂缝内憋压。停泵后由于压力自动平衡，裂缝继续延伸压力迅速下降。因而实际的近井摩阻比测试的续延伸压力迅速下降。因而实际的近井摩阻比测试的13.56 13.56 MPaMPa还要高，测试的净压力还要高，测试的净压力8.4 8.4 MPaMPa也是憋压造也是憋压造成的假象，实际应该较低。通过评价分析，确定近井成的假象，实际应该较低。通过评价分析，确定近井高摩阻是由近井多缝和高应力部位射孔导致近井裂缝高摩阻是由近井多缝和高应力部位射孔导致近井裂缝滑移造成的。因而制定了如下的控制施工工艺。滑移造成的。因而制定了如下的控制施工工艺。 施工实例分析施工实例分析施工实例分析施工实例

31、分析 提到3.5m3/min时压力为66.9 MPa，主裂缝已经形成，实现了采用高粘度凝胶段塞处理近井多缝的目的。 压力下降近30.0MPa，高摩阻已经解除，高滤失情况得到了缓解。施工至157.68min时提排量4.0 m3/min，砂比提到18%时，泵压开始升高，分析认为第一段粉砂接触到裂缝前缘引起脱砂，降低砂比压力升高到71.09MPa停泵，停砂共加入陶粒22.0m3，平均砂比13.9%。 施工实例分析施工实例分析施工实例分析施工实例分析被迫停泵，被迫停泵，压力为压力为76.39 MPa 第二停泵，第二停泵，压力为压力为76.87 MPa 憋放数次后起憋放数次后起泵，停泵压力泵，停泵压力为

32、为63.62 MPa 两次停泵没有两次停泵没有“水锤水锤”现象，说明近井多缝缝现象，说明近井多缝缝应然存在，原因是替凝胶应然存在，原因是替凝胶段塞采用的排量过高，替段塞采用的排量过高，替入过程中多条裂缝就一直入过程中多条裂缝就一直在延伸，使凝胶失去了选在延伸，使凝胶失去了选择性进入了所有延伸中的择性进入了所有延伸中的裂缝。由于多缝间的互相裂缝。由于多缝间的互相干扰，每条裂缝都很窄，干扰，每条裂缝都很窄，造成高粘度凝胶在缝内的造成高粘度凝胶在缝内的流动阻力很大，传递到裂流动阻力很大，传递到裂缝尖端的压力也没有达到缝尖端的压力也没有达到裂缝延伸需要的压力，因裂缝延伸需要的压力，因此决定停车扩散压力

33、使多此决定停车扩散压力使多缝闭合。扩散压力缝闭合。扩散压力17分钟分钟后再次启车，排量提到后再次启车，排量提到1.2m3/min压力最高达到压力最高达到75.0 MPa开始下降开始下降. .3 3、高、高滤失失储层评价控制技价控制技术 导致高滤失的地质因素：导致高滤失的地质因素：储层天然裂天然裂缝发育育 导导致致砂砂堵堵的的机机理理：前前置置液液在在施施工工中中途途滤完完产生生尖尖端脱砂；某一端脱砂；某一浓度段携砂液高度度段携砂液高度浓在在缝内脱砂。内脱砂。 砂堵位置：砂堵位置：缝端部、端部、缝内内桥堵堵砂砂堵堵特特征征：脱脱砂砂后后压压力力开开始始上上升升，上上升升斜斜率率逐逐渐渐增加，当斜

34、率大于增加，当斜率大于1 1后，压力急剧上升。后，压力急剧上升。 砂堵前特征：砂堵前特征：脱砂前脱砂前压力逐力逐渐下降或平下降或平稳。评价价方方法法：成成像像测井井、岩岩芯芯资料料分分析析，测试压裂裂压降曲降曲线G G函数分析函数分析评价。价。 首先通首先通过曲曲线的形的形态评价是否价是否发育天然裂育天然裂缝，然后通，然后通过滤失系数失系数评价天然裂价天然裂缝的的发育程度。育程度。 叠加叠加导数曲数曲线 上凸上凸 部分表明部分表明储层天然裂缝发储层天然裂缝发育育。叠加。叠加导数曲数曲线与直与直线会合会合时点点对应裂裂缝的的张开开压力；力；该叠加叠加导数曲数曲线从直从直线向下偏离点向下偏离点对应

35、裂裂缝闭合。合。 评价标准和控制处理措施：评价标准和控制处理措施：措施原理：措施原理：措施原理：措施原理：选择选择合适粒径和合适粒径和合适粒径和合适粒径和浓浓度粉砂在微裂度粉砂在微裂度粉砂在微裂度粉砂在微裂缝缝中造成砂堵。中造成砂堵。中造成砂堵。中造成砂堵。 存在问题：存在问题：存在问题：存在问题：不知道天然裂不知道天然裂不知道天然裂不知道天然裂缝宽缝宽度，只能尽可能度，只能尽可能度，只能尽可能度，只能尽可能选选小粒径粉砂。小粒径粉砂。小粒径粉砂。小粒径粉砂。实例：高滤失储层控制施工实例：高滤失储层控制施工 例如，本井131号层岩性以灰白色流纹岩为主，井段为2915.02888.0m，厚度为2

36、7.0m，多见高角度、低角度、网状裂缝。 升深升深升深升深202202202202井井井井131131131131层层层层2890.09-2896.902890.09-2896.902890.09-2896.902890.09-2896.90m m m m岩心岩心岩心岩心45.945.9MPMPa a43.643.6MPMPa a39.739.7MPMPa a射孔井段射孔井段2890.0-2898.0 2890.0-2898.0 m m测试压裂分析：v停泵压力梯度0.00734MPa/m正常，v近井摩阻为6.1MPa，v滤失系数1.02610-3m/min1/2，微裂缝条数为2.0条，滤失倍数

37、3，压裂液效率仅为48.2%，证实本层具有近井高摩阻、高滤失特征。施工实例分析施工实例分析施工实例分析施工实例分析 上隔层相距10.0m处应力值为45.9 MPa，应力遮挡6.2MPa，下隔层应力遮挡较远，在相距90m处应力值为43.6 MPa，存在3.9MPa应力差，呈现无遮挡特征。高粘凝胶段塞1.0 m330%、50%、加砂前分三段加入粉砂4.0 m3。压力由63.14 MPa快速升高到69.35 MPa，粉砂打磨处理压力已经降到了58.09 MPa 现场决定降低排量到4.6m3/min，最高砂比25.0%，加入陶粒102.0m3，施工圆满结束，平均砂比21.0%。从调整后施工压力变化趋势

38、分析，突破下部高应力点，导致裂缝底部脱砂的判断是正确的。 控制原则：胶塞用量1.0 m3，三段粉砂处理；前置液比例38.0%；排量5.0m3/min，最高砂比25.0%。在砂比14%、18% 、22% 三个阶段进行临界砂比段塞试探。 施工实例分析施工实例分析施工实例分析施工实例分析4 4、高停、高停泵（停（停泵压力梯度高）力梯度高）储层评价控制技价控制技术 导致导致高停高停泵梯度梯度的地质因素：的地质因素：构造作用导致最小主应力增加。构造作用导致最小主应力增加。导致砂堵的机理：导致砂堵的机理：净压力超力超过主主应力差力差值产生不生不规则裂裂缝。 砂堵位置：砂堵位置：裂裂缝不不规则处。 砂堵特征

39、：砂堵特征：不规则裂缝产生的时间和位置不同时特征不同。不规则裂缝产生的时间和位置不同时特征不同。砂堵前特征：砂堵前特征：施工施工压力高，力高，严重重时施工排量提不起来。施工排量提不起来。评价方法：价方法：压前停前停泵压力力测试评价。价。 评价标准：评价标准：停停泵压力梯度大于力梯度大于0.0070.007时需要控制施工需要控制施工 控制处理措施：控制处理措施：施施工工过过程程实实时时控控制制。加加砂砂时时用用5%5%的的低低砂砂比比起起步步，施施工工过过程程中中采采用用小小阶阶梯梯临临界界砂砂比比试试验验，寻寻求求可可以以保保证证顺顺利利施施工工的最高砂比控制施工。的最高砂比控制施工。 存在问

40、题：存在问题：存在问题：存在问题：借借借借用用用用停停停停泵泵梯梯梯梯度度度度作作作作为为间间接接接接的的的的评评价价价价参参参参数数数数，特特特特殊殊殊殊情情情情况况况况下下下下不不不不能能能能反反反反映映映映实实际际；不不不不同同同同区区区区块块评评价价价价标标准准准准不不不不同同同同，需需需需要要要要分分分分别别建建建建立立立立；停停停停泵泵梯度异常的梯度异常的梯度异常的梯度异常的储层储层没有有效的没有有效的没有有效的没有有效的处处理措施。理措施。理措施。理措施。 高停高停高停高停泵导泵导致砂堵机理：致砂堵机理：致砂堵机理：致砂堵机理： 由由由由于于于于最最最最小小小小主主主主应应力力力

41、力方方方方向向向向构构构构造造造造力力力力的的的的影影影影响响响响导导致致致致最最最最小小小小主主主主应应力力力力增增增增加加加加，虽虽然然然然其其其其它它它它两两两两个个个个主主主主要要要要应应力力力力也也也也同同同同时时增增增增加加加加，但但但但增增增增加加加加量量量量要要要要乘乘乘乘上上上上相相相相应应方方方方向向向向的的的的岩岩岩岩石石石石泊泊泊泊松松松松比比比比，一一一一般般般般只只只只能能能能达达达达到到到到最最最最小小小小主主主主应应力力力力增增增增加加加加量量量量的的的的20%20%20%20%左左左左右右右右。因因因因而而而而这这种种种种构构构构造造造造的的的的影影影影响响响

42、响会会会会导导致致致致三三三三个个个个主主主主应应力力力力之之之之间间的的的的差差差差值值减减减减小小小小。施施施施工工工工时时，当当当当缝缝内内内内净净压压力力力力超超超超过过两两两两个个个个水水水水平平平平主主主主应应力力力力的的的的差差差差值值时时会会会会产产生生生生不不不不规规则则的的的的分分分分支支支支垂垂垂垂直直直直缝缝，当当当当缝缝内内内内净净压压力力力力超超超超过过垂垂垂垂直直直直最最最最大大大大主主主主应应力力力力与与与与两两两两个个个个水水水水平平平平主主主主应应力力力力的的的的差差差差值值时时，会会会会同同同同时时产产生生生生水水水水平平平平缝缝、不不不不规规则则的的的的

43、分分分分支支支支垂垂垂垂直直直直裂裂裂裂缝缝和和和和垂垂垂垂直直直直向向向向水水水水平平平平过过度度度度的的的的曲曲曲曲面面面面裂裂裂裂缝缝。这这种种种种现现象象象象会会会会导导致致致致缝缝内内内内压压裂裂裂裂液液液液流流流流动动摩摩摩摩阻阻阻阻增增增增大大大大，地地地地面面面面施施施施工工工工压压力力力力增增增增高高高高，严严重重重重时时低低低低砂砂砂砂比比比比进进入入入入裂裂裂裂缝缝立立立立即即即即产产生生生生砂砂砂砂堵堵堵堵或或或或注注注注前前前前置液期置液期置液期置液期间间地面地面地面地面压压力就达到或超力就达到或超力就达到或超力就达到或超过过限限限限压压而不能而不能而不能而不能继续继

44、续施工。施工。施工。施工。 所以，评价裂缝不规则程度的直接方法是分析主应力所以，评价裂缝不规则程度的直接方法是分析主应力差和缝内净压力的关系，由于目前不能得到具体的主应差和缝内净压力的关系，由于目前不能得到具体的主应力值，只借用最接近反映问题实质的停泵梯度作为特征力值，只借用最接近反映问题实质的停泵梯度作为特征评价参数，但不具有普遍的适用性。评价参数，但不具有普遍的适用性。 岩石水力压裂过程中岩石破裂过程和延伸过程的物理实验和数值模拟结果如图所示。以下三种情况不能用停泵梯度作为评价参数：以下三种情况不能用停泵梯度作为评价参数： 一是储层岩石的尖端效应弱，裂缝延伸需要的压力一是储层岩石的尖端效应

45、弱，裂缝延伸需要的压力一是储层岩石的尖端效应弱，裂缝延伸需要的压力一是储层岩石的尖端效应弱，裂缝延伸需要的压力相对较高，停泵后裂缝很快停止延伸导致憋压造成高停相对较高，停泵后裂缝很快停止延伸导致憋压造成高停相对较高，停泵后裂缝很快停止延伸导致憋压造成高停相对较高，停泵后裂缝很快停止延伸导致憋压造成高停泵的假象，泵的假象，泵的假象，泵的假象，这这与与与与储层储层的岩性和孔隙的岩性和孔隙的岩性和孔隙的岩性和孔隙结结构的特殊性相关构的特殊性相关构的特殊性相关构的特殊性相关 ; ; ; ; 二是天然裂缝极其发育的储层，由于压裂时没有形成主二是天然裂缝极其发育的储层，由于压裂时没有形成主二是天然裂缝极其

46、发育的储层，由于压裂时没有形成主二是天然裂缝极其发育的储层，由于压裂时没有形成主裂缝，多条裂缝同时延伸，单逢内压裂液的流动摩阻很大，裂缝，多条裂缝同时延伸，单逢内压裂液的流动摩阻很大，裂缝，多条裂缝同时延伸，单逢内压裂液的流动摩阻很大，裂缝，多条裂缝同时延伸，单逢内压裂液的流动摩阻很大，停泵后所有裂缝很快停止延伸导致憋压造成高停泵的假象；停泵后所有裂缝很快停止延伸导致憋压造成高停泵的假象；停泵后所有裂缝很快停止延伸导致憋压造成高停泵的假象；停泵后所有裂缝很快停止延伸导致憋压造成高停泵的假象； 三是三是三是三是特殊构造特殊构造特殊构造特殊构造导导致两个致两个致两个致两个较较大主大主大主大主应应力

47、减小，造成主力减小，造成主力减小，造成主力减小，造成主应应力差力差力差力差值值小，小，小，小，实际测实际测得的停得的停得的停得的停泵泵梯度正常。梯度正常。梯度正常。梯度正常。 前前两两种种特特殊殊情情况况的的小小型型压压裂裂测测试试曲曲线线，具具有有明明显显的的不不同特征，可以排除，第三种情况没有可以识别的特征。同特征，可以排除，第三种情况没有可以识别的特征。 在以往压裂过的火山岩储层中，由于高停泵影响施工在以往压裂过的火山岩储层中，由于高停泵影响施工的层占的层占16.3%16.3%，其中，其中62.5%62.5%的层砂堵，其余的层砂堵，其余37.5%37.5%的层也要的层也要降低标准才能完成

48、施工。可见这类储层的施工难度非常大。降低标准才能完成施工。可见这类储层的施工难度非常大。 徐深9井59号层岩性为灰白色流纹岩，孔洞发育，上部有高角度裂缝，下部有低角度裂缝。射孔井段：3592.0-3600.0m。从应力剖面可以看出59号层射开井段上、下均可以提供5.0MPa以上的应力差遮挡。 实例：高停泵控制施工实例：高停泵控制施工 裂缝内净压力达到5.57MPa，形成了不规则裂缝。不规则裂缝是在排量提到3m3/min，9.1 MPa可能是出现不规则裂缝产生的裂缝系统摩阻，并不是近井摩阻。从停泵初期的压降曲线形态看，主裂缝延伸状态比较好，分支裂缝因该产生在距井筒较远处。从G函数叠加导数曲线分析

49、，可能产生了3条垂直的分支裂缝。 施工实例分析施工实例分析施工实例分析施工实例分析 59号层测试压裂结果：停泵压力梯度达到0.0107MPa/m，近井摩阻9.1MPa，滤失系数为1.1810-3，净压力5.57 MPa，同时具有高停泵、高摩阻特征 。 控制措施:排量以4.5m3/min起步,粉砂分两段加入,在前置液打入150 m3时加0.5m3，在前置液打入220 m3时加4.5m3。 以砂比5%开始加砂，接着砂比提高到10%、12%、14% 、17%，加砂前期施工压力一直缓慢上升，中后期施工压力稳定在74.22 MPa，最高砂比为20%，共加入陶粒34.0m3，平均砂比10.8%。 施工实例

50、分析施工实例分析施工实例分析施工实例分析施工120min后压力稳定，缝宽才保持住。 该层裂缝的不规则程度并不高，因为主要裂缝一直在该层裂缝的不规则程度并不高，因为主要裂缝一直在起主导作用。施工压力对排量敏感而对砂比并不敏感，起主导作用。施工压力对排量敏感而对砂比并不敏感，说明裂缝宽度较宽，压力逐渐升高是由于分支裂缝系统说明裂缝宽度较宽，压力逐渐升高是由于分支裂缝系统延伸阻力逐渐增加造成的。加砂中后期施工压力平稳，延伸阻力逐渐增加造成的。加砂中后期施工压力平稳，说明前面的粉砂处理还是发挥了作用，只是分支裂缝已说明前面的粉砂处理还是发挥了作用，只是分支裂缝已经达到了一定的规模，处理措施见效较晚。如

51、果将施工经达到了一定的规模，处理措施见效较晚。如果将施工排量控制在排量控制在3 m m3 3/min/min以下，有效的控制缝内净压力，避以下，有效的控制缝内净压力，避免产生不规则裂缝，可能施工效果会更理想。免产生不规则裂缝，可能施工效果会更理想。 实例二：可以造成高停泵假象的特殊储层实例二：可以造成高停泵假象的特殊储层 例如，徐深1井234-235号层为沙河子组地层，岩性为砂砾岩，总厚度为44.0m。大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司 停泵压力梯度达到停泵压力梯度达到0.001476MPa/m，

52、两次停泵压力没有出现反弹，没有两次停泵压力没有出现反弹，没有“水水锤锤”效应，由于储层端部效应差（裂缝效应，由于储层端部效应差（裂缝尖端的应力强度因子小），使施工时缝尖端的应力强度因子小），使施工时缝内压力与裂缝尖端所需的扩展压力差值内压力与裂缝尖端所需的扩展压力差值很小，停泵后裂缝很快停止扩展导致裂很小，停泵后裂缝很快停止扩展导致裂缝内蹩压造成停泵压力高。针对该层裂缝内蹩压造成停泵压力高。针对该层裂缝扩展压力高，高排量施工对设备功率缝扩展压力高，高排量施工对设备功率要求高，难以维持长时间施工的地问题，要求高，难以维持长时间施工的地问题，决定采用决定采用2 2m m3 3/min/min排量施

53、工。排量施工。 实际以2m3/min排量施工，最高砂比达到25%，共加入支撑剂36m3, 替挤时地面压力达到94.26MPa。 大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司停泵压力为55.45MPa停泵压力为66.05MPa实例三：停泵梯度不能反映储层特征实例三：停泵梯度不能反映储层特征 例如，升深2-7井94号层为营城组地层，岩性为流纹岩及紫灰色火山角砾岩砂砾岩，总厚度为43.4m。射孔井段2942.02949.0m，射开7.0m。 94号层测试压裂结果：停泵压力梯度0.0073MPa/m正常，近井摩阻7

54、.81MPa，滤失系数为3.6810-3，净压力9.36 MPa，具有高滤失、高摩阻特征 。 G函数形态反映储层近井存在多裂缝。 每步砂比5%粉砂进入井底压力均响应敏感，加砂开始砂比7%，砂比提到10%压力上升，排量提到4.8m3/min 压力升高速度更明显，降排量到4.2m3/min，施工中后期经过多次提降排量，压力仍然升高，被迫停止施工，最高砂比为10%，共加入陶粒20.0m3。 控制措施：胶塞用量1.0 m3，三段粉砂处理；排量4.5m3/min。 压裂裂时时产产生生的的压压裂裂裂裂缝缝的的北北西西方方位位110.2，总缝长约总缝长约172.7m。压裂裂时时产产生生的的压压裂裂裂裂缝缝的

55、的北北东东方方位位38.5，总缝长约总缝长约244.5m。升深升深2-12升深升深2-7 通过特征参数评价本井施工难度不会这样大，通过现场微地震监测通过特征参数评价本井施工难度不会这样大，通过现场微地震监测结果分析认为本层在近井产生了不规则裂缝，导致施工难度增加。结果分析认为本层在近井产生了不规则裂缝，导致施工难度增加。5 5、无特征、无特征( (测试压裂无砂堵特征裂无砂堵特征) )砂堵砂堵层评价控制技价控制技术 导致砂堵的地质因素：导致砂堵的地质因素：裂缝延伸高度范围内局部高应力。裂缝延伸高度范围内局部高应力。 导致砂堵的机理：导致砂堵的机理：过液不液不过砂砂导致脱砂。致脱砂。 砂堵位置：砂

56、堵位置：缝内大范内大范围砂堵。砂堵。 砂砂堵堵特特征征：与与尖尖端端脱脱砂砂的的压压力力变变化化趋趋势势相相似似，压压力力增增加加的的斜斜率相对较快。率相对较快。 砂砂堵堵前前特特征征：在在支支撑撑剂到到达达局局部部高高应力力位位置置前前，施施工工压力力缓慢降低或平慢降低或平稳。 评价方法：价方法：地地应力剖面分析。力剖面分析。 评价标准：评价标准：缝内净压力小于局部高应力缝内净压力小于局部高应力5.5MPaMPa需要控制。需要控制。 控制控制控制控制处处理措施：理措施：理措施：理措施：局部高局部高局部高局部高应应力在力在力在力在储层储层内在高内在高内在高内在高应应力上下力上下力上下力上下2

57、2 2 2段射段射段射段射孔；局部高孔；局部高孔；局部高孔；局部高应应力在力在力在力在储层储层以外，通以外，通以外，通以外，通过过施工施工施工施工压压力力力力动态动态分析分析分析分析进进行行行行实实时时控制。控制。控制。控制。 存在问题：存在问题：存在问题：存在问题：局部高局部高局部高局部高应应力在力在力在力在储层储层以外距离以外距离以外距离以外距离储层较储层较近近近近时时，没，没，没，没有控制的余地；有控制的余地；有控制的余地；有控制的余地；缝缝内内内内净压净压力与局部高力与局部高力与局部高力与局部高应应力的差力的差力的差力的差值难值难以准确以准确以准确以准确预预测测。 徐深601井营城组1

58、91号层各种岩性交错出现。压裂井段3585.03551.2m，厚度33.8m，应力剖面看：射孔以下井段8m应力以尖点形式存在，厚度小且应力值不稳定，呈“锯齿”状分布。实例：储层外部局部高应力施工控制实例：储层外部局部高应力施工控制实例：储层外部局部高应力施工控制实例：储层外部局部高应力施工控制 最高砂比为28.0%。完成规模80.0 m3。压后获得37.6674104m3/d高产工业气流。 施工实例分析施工实例分析施工实例分析施工实例分析提排量提排量6.0m3/min，压力上升压力上升斜率超过斜率超过45度，下部小应力处度，下部小应力处出现出现“过液不过支撑剂过液不过支撑剂”的现的现象。象。

59、测试压裂评价近井摩阻6.32 MPa偏高，分析为进井多缝导致的需要采用胶塞处理；压降速度为5.0 MPa/h，滤失较快，决定采用粉砂降滤措施。其它特征参数正常。 60MPa60.0MPa52.0MPa52.5MPa84#84#射孔井段射孔井段射孔井段射孔井段3857.0-3661.03857.0-3661.03857.0-3661.03857.0-3661.0 mm86#86#射孔井段射孔井段射孔井段射孔井段3680.5-3685.53680.5-3685.53680.5-3685.53680.5-3685.5 mm层内局部高内局部高应力射孔控力射孔控制制实例实例 徐深徐深602井井ycyc8

60、6、84号号层，岩性为灰层，岩性为灰色砂质砾岩。色砂质砾岩。两小层间存在两小层间存在4.04.0MPaMPa左右的左右的隔层。隔层。 施工实例施工实例最高砂比最高砂比28%，共加入陶粒，共加入陶粒67.0m3，平均砂比平均砂比17.5%。 为使缝内净压力突破两为使缝内净压力突破两小层间隔层应力差，提小层间隔层应力差，提高排量到高排量到6.0m3/min。61.465.362.4 1 1、开展火山岩区域地、开展火山岩区域地应力模力模拟技技术研究研究应用，用，实现用用应力差取代停力差取代停泵梯度梯度这个特征个特征评价参数。通价参数。通过现场试验，确定不同主，确定不同主应力差条件下，保力差条件下，保

61、证施工施工顺利完成的控利完成的控制措施和工制措施和工艺。 大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司 2 2、开展火山岩、开展火山岩应力剖面分析技力剖面分析技术研究研究应用，提高用，提高纵向向应力分布特征力分布特征评价的准确程度，价的准确程度，为射孔方案控制和施射孔方案控制和施工工实时控制提供依据。控制提供依据。 三、需要进一步开展的研究工作三、需要进一步开展的研究工作 大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司大庆油田井下作业分公司 4 4、针对由于产生不规则裂缝，只能注液、不能加砂的、针对由于产生不规则裂缝，只能注液、不能加砂的储层开展清水不加砂压裂现场试验。储层开展清水不加砂压裂现场试验。 3 3、开展隔、开展隔层遮遮挡条件研究，确定不同岩性和条件研究，确定不同岩性和应力分布力分布条件下的隔条件下的隔层遮遮挡能力，提高控能力，提高控缝高工高工艺实施的施的针对性。性。