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主 要要 内内 容容1 1、研究的目的意、研究的目的意义2 2、模型的建立与求解、模型的建立与求解3 3、裂、裂缝性油藏性油藏压裂裂压降分析降分析软件开件开发 4 4、利用、利用压裂裂测试分析分析结果指果指导主主压裂施工裂施工5 5、结束束语 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。高对水力压裂裂缝性能的认识。 1、研究的目的意义、研究的目的意义诊断方法诊断方法主要局限性主要局限性远远离离裂裂缝缝直直接成像技术接成像技术测斜仪裂缝成像测斜仪裂缝成像不不能能提提供供有有效效支支撑撑裂裂缝缝的的长长度度，并并且且分辨率随距压裂井距离的增大而减小分辨率随距压裂井距离的增大而减小微地震裂缝成像微地震裂缝成像直接近井裂直接近井裂缝诊断技术缝诊断技术放射性示踪放射性示踪仅仅能能识识别别井井眼眼中中是是否否进进行行过过压压裂裂，不不能能提提供供距距井井眼眼约约1米米以以外外的裂缝信息的裂缝信息温度测井温度测井生产测井生产测井井眼成像测井井眼成像测井井下电视井下电视井径测井井径测井间接压裂间接压裂诊断技术诊断技术净压裂缝分析净压裂缝分析结果取决于模型假设和油藏描述结果取决于模型假设和油藏描述裂缝诊断裂缝诊断裂缝诊断裂缝诊断技术分类技术分类技术分类技术分类 由于现场缺乏直接测量地层和水力压裂参数的必要手段，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。特别是利用压裂停的测试解释技术也亟待进一步发展和完善。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。解释方法。 压力递减分压力递减分压力递减分压力递减分析的重要性析的重要性析的重要性析的重要性 裂裂裂裂缝缝性油藏往往具有低孔低渗的特点。在性油藏往往具有低孔低渗的特点。在性油藏往往具有低孔低渗的特点。在性油藏往往具有低孔低渗的特点。在压压裂裂裂裂过过程中由程中由程中由程中由于天然裂于天然裂于天然裂于天然裂缝缝的存在，增大了液体在地的存在，增大了液体在地的存在，增大了液体在地的存在，增大了液体在地层层中的中的中的中的滤滤失，失，失，失，较较大的大的大的大的滤滤失失失失量不量不量不量不仅仅增加了造增加了造增加了造增加了造缝难缝难度，度，度，度，难难以形成以形成以形成以形成较宽较宽的裂的裂的裂的裂缝缝，另一方面会造，另一方面会造，另一方面会造，另一方面会造成携砂液在裂成携砂液在裂成携砂液在裂成携砂液在裂缝缝中提前脱砂形成砂堵。因此，在中提前脱砂形成砂堵。因此，在中提前脱砂形成砂堵。因此，在中提前脱砂形成砂堵。因此，在压压裂裂裂裂设计时设计时重重重重点考点考点考点考虑压虑压裂液的裂液的裂液的裂液的滤滤失特性。失特性。失特性。失特性。 压压裂液的裂液的裂液的裂液的滤滤失除受基失除受基失除受基失除受基质质渗透率，液体粘度和油藏渗透率，液体粘度和油藏渗透率，液体粘度和油藏渗透率，液体粘度和油藏压缩压缩性性性性控制外，控制外，控制外，控制外，还还受到天然裂受到天然裂受到天然裂受到天然裂缝缝的控制，大量的的控制，大量的的控制，大量的的控制，大量的压压裂液裂液裂液裂液滤滤失在在天然失在在天然失在在天然失在在天然裂裂裂裂缝缝中，造成中，造成中，造成中，造成压压裂裂裂裂过过早脱砂，早脱砂，早脱砂，早脱砂，导导致施工失致施工失致施工失致施工失败败。 目前的目前的目前的目前的压压力降落分析技力降落分析技力降落分析技力降落分析技术术以及以及以及以及压压裂裂裂裂软软件很件很件很件很难难模模模模拟拟和和和和预测预测裂裂裂裂缝缝性油藏的性油藏的性油藏的性油藏的压压裂施工裂施工裂施工裂施工压压力和施工力和施工力和施工力和施工规规模，增加了模，增加了模，增加了模，增加了压压裂裂裂裂优优化化化化设计设计的复的复的复的复杂杂性。性。性。性。 l l裂缝性油藏压力递减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降分析解释技术降分析解释技术改进改进改进改进小型压裂分析指小型压裂分析指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导主压裂设计导主压裂设计获取裂缝参数获取裂缝参数获取裂缝参数获取裂缝参数评价施工效果评价施工效果评价施工效果评价施工效果指导压裂施工指导压裂施工指导压裂施工指导压裂施工提高施工水平提高施工水平提高施工水平提高施工水平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：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函数函数压压力力（ Mpa ）2418123603.57dp/dG或或Gdp/dG裂缝闭合点裂缝闭合点Gdp/dG压力压力dp/dG0 常常 规规 滤滤 失失 即即即即滤失与压力无关，滤失与压力无关，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。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。 与压力有关的滤失与压力有关的滤失与压力有关的滤失与压力有关的滤失压压力力（ Mpa ）02.5243.51.7521185.0G函数函数dp/dG或或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。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时裂缝的体积为停泵时裂缝的体积为 ，停泵，停泵，停泵，停泵t t时间的体积时间的体积时间的体积时间的体积为为为为 。在。在。在。在t t时间内裂缝体积的变化时间内裂缝体积的变化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时间内放喷量之和时间内放喷量之和 : : : :（忽略了高阶小项（忽略了高阶小项（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裂缝延伸规律裂缝延伸规律: : : :由物质守恒方程，得：由物质守恒方程，得：由物质守恒方程，得：由物质守恒方程，得：裂缝平均缝宽：裂缝平均缝宽：裂缝平均缝宽：裂缝平均缝宽：于是有：于是有：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即连续性方程为即连续性方程为: : : : 上式简化可得：上式简化可得：上式简化可得：上式简化可得：其中，其中，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 = = = = 注入注入注入注入总体积总体积总体积总体积 - - - - 裂缝体积，即裂缝体积，即裂缝体积，即裂缝体积，即: : : : 初滤失：初滤失：初滤失：初滤失： 微元法微元法微元法微元法计算计算计算计算V V V VLP,CLP,CLP,CLP,C( ( ( (不含初滤失的滤失分量不含初滤失的滤失分量不含初滤失的滤失分量不含初滤失的滤失分量) ) ) )t tpp 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。等。等。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压裂压力递减分析软件参参数数输输入入数数据据读读入入数数据据处处理理图图像像输输出出模模型型选选择择参参数数输输出出测试数据测试数据压裂压力递减分析软件总体结构压裂压力递减分析软件总体结构开始开始输入数据输入数据 （）压裂模拟压裂模拟修正参数修正参数压压力力变变化化曲曲线误差计算线误差计算记记录录压压裂参数裂参数结束结束误误差差标标准准不满足不满足满足满足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各类方法所求裂方法所求裂缝参数比参数比较参参数数PT软件软件试井分析试井分析本文软件本文软件压裂液滤失系数压裂液滤失系数初滤失系数初滤失系数拟合压力拟合压力闭合压力闭合压力闭合时间闭合时间动态缝长动态缝长动态缝宽动态缝宽延伸时间延伸时间延伸长度延伸长度闭合缝长闭合缝长闭合缝宽闭合缝宽压裂液效率压裂液效率注：注：“”表示能获得的参数，表示能获得的参数，“”表示不能获得的参数。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 鄂深鄂深X X井基本参数：井基本参数： 储层温度：储层温度：105105123123，属中高温地层；，属中高温地层； 孔隙度：孔隙度：3 39%9%； 含油饱和度：含油饱和度：404050%50%； 储层压力系数：，地层能量较足；储层压力系数：，地层能量较足； 测井解释渗透率：测井解释渗透率：4.25104.2510-3-3mm2 2； 测试空气渗透率：测试空气渗透率：12101210-3-3mm2 2； 有效渗透率：有效渗透率：0.7100.710-3-3mm2 2；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造长缝压裂造长缝压裂 单井增产单井增产单井增产单井增产 天然裂缝发育，导致脱砂天然裂缝发育，导致脱砂天然裂缝发育，导致脱砂天然裂缝发育，导致脱砂 存在的问题存在的问题存在的问题存在的问题：技术对策技术对策技术对策技术对策：主压裂前进行小型压裂测试主压裂前进行小型压裂测试主压裂前进行小型压裂测试主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压裂设计提供依据压裂设计提供依据为为为为该该该该油油油油田田田田总总总总体体体体压压压压裂裂裂裂方方方方案案案案的的的的制制制制定定定定与与与与单单单单井井井井方方方方案案案案的的的的优优优优化设计提供依据化设计提供依据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小型压裂施工数据序序 号号施工步骤施工步骤排量排量(m3/min)施工压力施工压力(MPa)液量液量(m3)1注注KCL水水1.53 2.9546.39 85.7710.972停泵测压降停泵测压降24.04 20.423注冻胶注冻胶1.9 4.0652.52 80.820.214停泵测压降停泵测压降23.71 21.02测试压裂施工曲线测试压裂施工曲线泵压泵压套压套压排量排量闭合压力分析闭合压力分析(KCL(KCL注入注入) )裂裂缝闭合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小型压裂净压力拟合分析结果序序号号参数名称参数名称单位单位PT软件软件本文压降分析软件本文压降分析软件1闭合压力闭合压力MPa57.1156.732闭合压力梯度闭合压力梯度MPa/m0.0160.01593裂缝闭合时间裂缝闭合时间min 204产层渗透率产层渗透率mD0.2 5拟合压力拟合压力MPa 1.86综合滤失系数综合滤失系数m/min0.53.9210-45.110-47初滤失系数初滤失系数m3/m2 2.310-48冻胶注入停泵缝长冻胶注入停泵缝长m40.6509冻胶注入停泵时缝高冻胶注入停泵时缝高m21.121.110冻胶注入停泵缝宽冻胶注入停泵缝宽mm3.13.0鄂深鄂深X井摩阻分析井摩阻分析注KCL注冻胶 随随随随着着着着注注注注入入入入的的的的液液液液体体体体体体体体积积积积的的的的增增增增加加加加和和和和粘粘粘粘度度度度的的的的 增大，近井摩阻降低。增大，近井摩阻降低。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)(1)(1)、本本本本井井井井小小小小型型型型压压压压裂裂裂裂没没没没有有有有明明明明显显显显的的的的破破破破裂裂裂裂压压压压裂裂裂裂峰峰峰峰值值值值，可可可可初初初初步步步步判判判判断断断断储储储储层层层层内内内内天天天天然然然然裂裂裂裂缝缝缝缝发发发发育育育育，这这这这从从从从取取取取芯芯芯芯观观观观察察察察和和和和测测测测井井井井资资资资料料料料分析得到了验证。分析得到了验证。分析得到了验证。分析得到了验证。 (2)(2)(2)(2)、裂裂裂裂缝缝缝缝闭闭闭闭合合合合压压压压力力力力，即即即即水水水水平平平平最最最最小小小小主主主主应应应应力力力力值值值值为为为为 58.558.5MPaMPa，与与与与破破破破裂裂裂裂压压压压力力力力值值值值MPaMPa，相相相相差差差差了了了了约约约约30MPa,30MPa,而而而而且且且且压压压压裂裂裂裂液液液液的的的的综综综综合合合合滤滤滤滤失失失失系系系系数数数数为为为为5.1105.110-4-4 m/minm/min，地地地地层层层层测测测测试试试试有有有有效效效效渗渗渗渗透透透透率率率率分分分分布布布布在在在在0.0053100.005310-3-3mm2 20.7100.710-3-3mm2 2之之之之间间间间，进进进进一一一一步步步步说说说说明明明明了了了了地层的天然裂缝发育，而且储层致密，属特低渗范畴。地层的天然裂缝发育，而且储层致密，属特低渗范畴。地层的天然裂缝发育，而且储层致密，属特低渗范畴。地层的天然裂缝发育，而且储层致密，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)(3)、因因为为储储层层致致密密，压压后后要要想想有有较较好好的的增增产产效效果果，需需造造成成较较长长的的人人工工裂裂缝缝，来来沟沟通通发发育育的的天天然然裂裂缝缝。利利用用小小型型压压裂裂的的压压力力降降落落数数据据计计算算，求求得得施施工工后后造造缝缝半半长长为为50m50m，表表明明了了一一定定规规模模的的压压裂裂施施工工有有造造长缝的可能。长缝的可能。 (4)(4)、小小型型压压裂裂表表明明近近井井摩摩阻阻较较大大，达达到到222227 27 MPaMPa，当当泵泵入入较较多多的的前前置置液液后后近近井井摩摩阻阻减减小小，因因此此近近井摩阻主要是由于裂缝的弯曲造成的。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)、根根根根据据据据裂裂裂裂缝缝缝缝闭闭闭闭合合合合压压压压力力力力，即即即即水水水水平平平平最最最最小小小小主主主主应应应应力力力力值值值值为为为为 MPaMPa，选择高强度，选择高强度，选择高强度，选择高强度40/6040/60目陶粒；目陶粒；目陶粒；目陶粒； (2)(2)、由由由由于于于于储储储储层层层层天天天天然然然然裂裂裂裂缝缝缝缝发发发发育育育育，压压压压裂裂裂裂液液液液滤滤滤滤失失失失严严严严重重重重，因因因因此此此此，在在在在主主主主压压压压裂裂裂裂施施施施工工工工中中中中采采采采用用用用粉粉粉粉陶陶陶陶来来来来堵堵堵堵塞塞塞塞天天天天然然然然裂缝，起到降滤的作用；裂缝，起到降滤的作用；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、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。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：泵注开始时泵压：泵注开始时泵压：74747474MPaMPaMPaMPa67MPa67MPa67MPa67MPa；排量为排量为排量为排量为4 4 4 4m m m m3 3 3 3/min/min/min/min时：时：时：时： 60606060MPaMPaMPaMPa；第一个段塞的粉陶泵入时：第一个段塞的粉陶泵入时：第一个段塞的粉陶泵入时：第一个段塞的粉陶泵入时：60606060MPa66MPaMPa66MPaMPa66MPaMPa66MPa， 56MPa56MPa56MPa56MPa；第二个段塞的粉陶泵入时：第二个段塞的粉陶泵入时：第二个段塞的粉陶泵入时：第二个段塞的粉陶泵入时：63636363MPaMPaMPaMPa，56MPa56MPa56MPa56MPa。排量为排量为排量为排量为m m m m3 3 3 3/min/min/min/min时时时时40/6040/6040/6040/60目陶粒进入地层，目陶粒进入地层，目陶粒进入地层，目陶粒进入地层， 62626262MPaMPaMPaMPa， 排排排排量量量量为为为为m m m m3 3 3 3/min/min/min/min， 54MPa54MPa54MPa54MPa，该该该该压压压压力力力力比比比比开开开开始始始始阶阶阶阶段段段段的的的的67676767MPaMPaMPaMPa降降降降低低低低了了了了近近近近13131313MPaMPaMPaMPa。 加砂正常，按照设计要求完成施工加砂正常，按照设计要求完成施工加砂正常，按照设计要求完成施工加砂正常，按照设计要求完成施工 5 5、结、结 束束 语语 传统的的裂裂缝诊断断技技术中中的的压降降分分析析模模型型只只针对了了均均质地地层的的情情况况，而而没没有有考考虑天天然然裂裂缝对压裂裂液液滤失失系系数数的的影影响响，同同时也也没没有有考考虑压裂裂液液的的压缩性性以以及及压后后立立即即放放喷。本本文文提提出出的的压力力降降落落分分析析方方法法综合合考考虑了了天天然然裂裂缝滤失失、压裂裂液液的的压缩性性，以以及及压后后立立即即放放喷的的情情况况，同同时对裂裂缝的的几几何何形形态模模型型进行行了了改改进。运运用用本本文文提提出出的的裂裂缝性性油油藏藏压裂裂压力力解解释技技术分分析析测试压裂裂数数据据的的结果表明，本文的果表明，本文的压降模型可靠与合理。降模型可靠与合理。 谢谢 谢谢 大大 家家 ！请多提宝贵意见请多提宝贵意见 ！