压裂测试施工压力资料分析.ppt

施工监测 注入排量监测 涡轮流量计 计数泵 从压裂液罐内计量泵入液体的体积和泵人时间 施工监测 加砂量 加砂量的测量同样是困难的工作，整 个施工过程中测量误差很小也可能导致施 工结论本质上的差别。加砂量可用几种方 法进行验证，所有的方法应互相配合使用 以使误差最小。 施工监测 支撑剂用量 监测支撑剂用量的最可靠方法就是计 量支撑剂储罐，在压裂施工期间，应按预 先设计的加砂程序表，确定各个不同施工 阶段用完一罐支撑剂的时间，其差值会经 常出现，可在不影响施工设计的情况下得 到校正。 压力波动监测 在压裂施工期间，进行估算时最关键 的问题之一是施工压力的波动。为了有效 地采取补救措施，必须正确地找出压力变 化的原因。有四种引起压力波动的原因， 即力学问题、胶体性能变化、支撑剂浓度 的改变和地层响应。 压力波动监测 力学问题引起的压力波动 引起施工压力异常高的最通常的力学问题是 压裂流体通过射孔孔眼时受到限制，当流体通过 孔眼时要产生压力降落。当某些孔眼不能流过流 体时，则其余的每个孔眼的流量就会增加，因而 造成更高的压力降落，这会导致地面的施工压力 比预料的要高，还可能会不得不改变施工程序。 压力波动监测 胶体性能变化引起的压力波动 当压力升高或降低时，很难确定是由于地层 的裂缝性能所引起的还是由于胶液的性能所引起， 关键因素是发生压力变化的时间（如下图），如 果这段时间与液体通过油管或套管所需要的时间 相—致，则它可能反映了施工液体性能的变化， 其它的压力变化通常是和裂缝几何和动态特性的 改变有关。 压力波动监测 压力波动监测 支撑剂浓度的改变引起的压力波动 由于难以使支撑剂浓度保持稳定，就会因为 静水柱压力的升高或降低而引起压力波动。聚合 物（胶液）浓度的变化也会引起压力的变化。聚 合物混合不均匀，会在压裂液储罐内形成不同浓 度的分层、这样，有时会造成在一罐液体将要用 完时引起压力升高，而在开始使用另一满罐液体 时引起压力降低。均匀的混合将会减少这种影响。 倒换不同密度的支撑剂将同样影响压力变化。 压力波动监测 地层响应引起的压力波动 距离井筒有一定距离的地方，会发生 一些其它类型的脱砂，这种压力上升在开 始时是逐渐的，然后，随着裂缝充满砂子， 上升急剧加快。地面施工压力有明显上升 趋势。 水力裂缝参数监测 压裂过程中对压裂裂缝的几何形态测 量是压裂作业的一项重要工作，为了获得 较为准确的裂缝形态，人们采用不同的检 测方法进行广泛的比较，同时使用几种不 同的方法来提高解释的准确性。 水力裂缝参数监测 裂缝高度检测 井温测量方法 放射性同位素示踪法 裂缝方位和宽度检测 压裂实时资料监测技术 实时监控与监测技术是通过在现场实时测定 压裂液、支撑剂和施工参数，模拟水力裂缝几何 形状变化，随时修改施工方案，以获得最优的支 撑裂缝和最佳的经济效益。 水力裂缝参数的识别 闭合压力的确定 矿场测试法 理论计算法 施工过程压力分析 裂缝几何模型 水力裂缝几何尺寸的计算方法及选用原则 施工压力与时间的变化关系 压裂施工压力的解释 增大的压力速率分析 由施工压力曲线确定裂缝几何参数 闭合压力的确定 矿场测试法 矿场确定闭合压力最可靠的方法是在加砂压 裂施工之前进行阶梯排量注入/返排试验，基本 原理如下图所示。首先以阶梯型变化的排量注入 足够量的液体造成一条裂缝，紧接着以恒定的速 率返排，返排速率用一个调节阀、油嘴或速率调 节器来控制，如果返排速率控制合适，则得到的 压力递减曲线在闭合压力处将出现一个从正到负 的变化拐点，该点对应的压力即为裂缝闭合压力。 闭合压力的确定 闭合压力的确定 矿场确定闭合压力的 另一种方法是通过小型压 裂(或称压裂测试)施工， 测试停泵后的压力降曲线， 通过绘制压力随时间的平 方根曲线也可以确定闭合 压力，如图 闭合压力的确定 由于小型压裂形成的裂缝比阶梯注入/ 返排法形成的裂缝长且宽，因此得到的闭 合压力精度不太可靠，但小型压裂使用与 正式压裂相同的排量和压裂液，对后续的 大型压裂施工具有很好的指导作用。 闭合压力的确定 理论计算法 对闭合压力的计算是基于地下的三向 主应力分布和岩石力学参数，Hagoort导出 地层破裂压力、延伸压力和闭合压力的计 算公式： 闭合压力的确定 破裂压力 闭合压力 延伸压力 施工过程压力分析 压裂过程中井底压力变化曲线 施工过程压力分析 裂缝几何模型图 施工过程压力分析 水力裂缝几何尺寸的计算方法及选用原则 基于垂直平面的平面应变理论的Perkins与Kem以及后来Nordgren改进的裂缝扩展延伸模型，简