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文檔簡(jiǎn)介

1、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)報(bào)告裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)報(bào)告報(bào)告人:張公社(教授)報(bào)告人:張公社(教授)6 62內(nèi)容提綱1裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)目的與意義裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)目的與意義頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)3其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)4裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例一、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)目的與意義一、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)目的與意義1 目的及意義1.測(cè)量和評(píng)估壓裂增產(chǎn)作業(yè)期間水力裂縫的延伸情況測(cè)量和評(píng)估壓裂增產(chǎn)作業(yè)期間水力裂縫的延伸情況。2.監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)于合理安排井位以及選擇壓裂施工時(shí)的施工規(guī)模監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)于合理安排井位以及選擇壓裂施工時(shí)的施工規(guī)模、加沙濃度和用砂量、一次施工的井段數(shù)量、最佳射孔方式和其加沙濃度和用砂量、一次施工的井

2、段數(shù)量、最佳射孔方式和其它壓裂參數(shù),評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量,具有十分重要的指導(dǎo)意義。它壓裂參數(shù),評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量,具有十分重要的指導(dǎo)意義。 3.通過對(duì)人工裂縫的監(jiān)測(cè),可以深入了解水力壓裂裂縫的幾何通過對(duì)人工裂縫的監(jiān)測(cè),可以深入了解水力壓裂裂縫的幾何形態(tài)和延伸情況,從而制定出更有利于油田開發(fā)的開發(fā)方案。形態(tài)和延伸情況,從而制定出更有利于油田開發(fā)的開發(fā)方案。2 人工裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)類型早期技術(shù):早期技術(shù):井下微地震檢測(cè)技術(shù)、地面電位法監(jiān)測(cè)技術(shù)井下微地震檢測(cè)技術(shù)、地面電位法監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)代技術(shù)主要分為三類現(xiàn)代技術(shù)主要分為三類直接遠(yuǎn)場(chǎng)裂縫監(jiān)測(cè)直接遠(yuǎn)場(chǎng)裂縫監(jiān)測(cè)直接近井筒裂縫監(jiān)測(cè)直接近井筒裂縫監(jiān)測(cè)間接裂縫監(jiān)測(cè)間接裂縫監(jiān)

3、測(cè)一、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)目的與意義一、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)目的與意義一、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)目的與意義一、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)目的與意義間接監(jiān)測(cè)技術(shù)間接監(jiān)測(cè)技術(shù)靜壓力分析方法靜壓力分析方法生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析法生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析法不穩(wěn)定試井法不穩(wěn)定試井法施工壓力分析施工壓力分析一、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)目的與意義一、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)目的與意義直接監(jiān)測(cè)技術(shù)直接監(jiān)測(cè)技術(shù)直接的近井直接的近井地帶技術(shù)地帶技術(shù)直接的遠(yuǎn)井直接的遠(yuǎn)井地帶技術(shù)地帶技術(shù)周圍井井下傾斜微地震施工井傾斜儀地面測(cè)斜過套管交叉偶極橫波測(cè)井監(jiān)測(cè)技術(shù)井徑測(cè)井井溫測(cè)井井眼成像測(cè)井放射性示蹤法放射性示蹤法電位法類型類型診斷方法診斷方法局限性局限性縫長(zhǎng)縫長(zhǎng)縫高縫高縫寬縫寬方位方位傾角傾角體積體積導(dǎo)流導(dǎo)

4、流能力能力間接間接診斷診斷凈壓分析凈壓分析油藏模擬與實(shí)際不符油藏模擬與實(shí)際不符試井分析試井分析要求準(zhǔn)確的滲透率和壓力要求準(zhǔn)確的滲透率和壓力生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析要求準(zhǔn)確的滲透率和壓力要求準(zhǔn)確的滲透率和壓力直接直接的近的近井地井地帶技帶技術(shù)術(shù)放射性示蹤法放射性示蹤法僅能探測(cè)井筒附近僅能探測(cè)井筒附近井溫測(cè)井井溫測(cè)井受到巖層導(dǎo)熱性影響受到巖層導(dǎo)熱性影響井眼成像測(cè)井井眼成像測(cè)井只能在裸眼井工作只能在裸眼井工作井下電視井下電視只能錄取射孔孔眼情況只能錄取射孔孔眼情況井徑測(cè)井井徑測(cè)井固井質(zhì)量會(huì)影響結(jié)果固井質(zhì)量會(huì)影響結(jié)果直接直接的遠(yuǎn)的遠(yuǎn)井地井地帶技帶技術(shù)術(shù)微地震微地震信號(hào)較弱,需特殊處理信號(hào)較弱,需特殊處

5、理周圍井井下傾斜周圍井井下傾斜井距越遠(yuǎn),分辨率越低井距越遠(yuǎn),分辨率越低地面測(cè)斜地面測(cè)斜隨深度增加,分辨率下降隨深度增加,分辨率下降施工井傾斜儀施工井傾斜儀縫長(zhǎng)必須由縫高和縫寬算出縫長(zhǎng)必須由縫高和縫寬算出可信 比較可信 不可信一、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)目的與意義一、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)目的與意義(1)直接近井筒裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)只作為補(bǔ)充技術(shù)。(2)井下微地震裂縫監(jiān)測(cè)是目前應(yīng)用最廣泛、最精確的方法。(3)測(cè)斜儀裂縫監(jiān)測(cè)的應(yīng)用也比較廣泛,但無法用于深井。(4)分布式聲傳感裂縫監(jiān)測(cè)在2009年首次用于現(xiàn)場(chǎng)壓裂監(jiān)測(cè),還處于起步階段。說說明明一、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)目的與意義一、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)目的與意義 水力壓裂技術(shù)是目前世界上老油田增

6、產(chǎn)和非常規(guī)油氣田開發(fā)所應(yīng)用最為廣泛且最為有效的技術(shù)措施。油氣儲(chǔ)層裂縫分布規(guī)律的研究分析是貫穿油田勘探開發(fā)各階段的基礎(chǔ)工作。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù) 壓裂監(jiān)測(cè)的主要目的是通過采集壓裂施工過程中的一些參數(shù)資料來分析地下壓裂的施工進(jìn)展情況和所壓開裂縫的幾何參數(shù)。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù) 頁(yè)巖氣是指賦存于富含有機(jī)質(zhì)的暗色泥頁(yè)巖或高碳泥頁(yè)巖中,以吸附或游離狀態(tài)為主要存在方式的天然氣聚集。頁(yè)巖氣概念頁(yè)巖氣概念頁(yè)巖氣開發(fā)前景頁(yè)巖氣開發(fā)

7、前景 頁(yè)巖氣的資源前景巨大,且在全球范圍內(nèi)廣泛分布,據(jù)估計(jì)全球頁(yè)巖氣的資源量約為4561012m3,約占全球非常規(guī)天然氣資源量的50 %。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)頁(yè)巖氣儲(chǔ)集特點(diǎn)低孔、低滲透率只有極少數(shù)天然裂縫特別發(fā)育的頁(yè)巖氣井可以直接投入生產(chǎn),大部分的頁(yè)巖氣井需要經(jīng)過水力壓裂改造后才能獲得理想的產(chǎn)量。注:二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)頁(yè)巖氣井經(jīng)水力壓裂改造后,利用裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)可以有效地評(píng)價(jià)壓裂效果:a)通過裂縫監(jiān)測(cè)更好地了解壓裂施工,獲得裂縫大致尺寸, 判斷壓裂是否產(chǎn)生了多裂縫。b)通過裂縫監(jiān)測(cè)更好地了解壓后產(chǎn)量情況,判斷裂縫是否覆蓋了

8、目的層,分析裂縫和天然裂縫是否交叉。c)通過裂縫監(jiān)測(cè)進(jìn)行壓裂優(yōu)化和產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),隨施工規(guī)模的增加可以獲得多少的裂縫長(zhǎng)度和高度增長(zhǎng),獲得最優(yōu)的壓裂設(shè)計(jì)。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù) 目前,在美國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)地區(qū),主要運(yùn)用井下微地震監(jiān)測(cè)、測(cè)斜儀裂縫監(jiān)測(cè)、直接近井筒裂縫監(jiān)測(cè)和分布式聲傳感(DAS)裂縫監(jiān)測(cè)等裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)來了解和評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣井水力壓裂裂縫的特征。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)1 井下微地震裂縫監(jiān)測(cè) 井下微地震裂縫監(jiān)測(cè)通過采集微震信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行處理和解釋,獲得裂縫的參數(shù)信息從而實(shí)現(xiàn)壓裂過程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),可用來管理壓裂過程和壓裂后分析,是目前判

9、斷壓裂裂縫最準(zhǔn)確的方法之一。原理 水力壓裂產(chǎn)生微地震釋放的彈性波,其頻率相當(dāng)高,大概在2002000Hz聲波頻率范圍內(nèi)變化。這些彈性波信號(hào)可以采用合適的接收儀在鄰井檢測(cè)到,通過分析處理就能判斷微地震的具體位置。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù) 頁(yè)巖氣井進(jìn)行水力壓裂施工時(shí),在壓裂井的鄰井下入一組檢波器,對(duì)壓裂過程中形成的微地震事件進(jìn)行接收,通過地面的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接收這些微地震數(shù)據(jù),然后對(duì)其進(jìn)行處理來確定微地震的震源在空間和時(shí)間上的分布,最終得到水力壓裂裂縫的縫高、縫長(zhǎng)和方位參數(shù)。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)井下微地震監(jiān)測(cè)井下微地震監(jiān)測(cè)工作原理工

10、作原理圖圖 壓裂井和監(jiān)測(cè)井位于同一井區(qū),壓裂井壓裂施工過程中產(chǎn)生的微地震信號(hào)通過地層向周圍傳播,位于鄰井中的接收器接收這些信號(hào)并傳至地面數(shù)據(jù)采集器,處理后可得到微地震監(jiān)測(cè)圖。圖圖1 1 井下微地震監(jiān)測(cè)示意圖井下微地震監(jiān)測(cè)示意圖(如圖(如圖1)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)2 測(cè)斜儀裂縫監(jiān)測(cè)測(cè)斜儀裂縫監(jiān)測(cè) 通過在地面壓裂井周圍和鄰井井下布置兩組測(cè)斜儀來監(jiān)測(cè)壓裂施工過程中引起的地層傾斜,經(jīng)過地球物理反演計(jì)算確定壓裂參數(shù)的一種裂縫監(jiān)測(cè)方法。原理原理 頁(yè)巖氣井水力壓裂過程在裂縫附近和地層表面會(huì)產(chǎn)生一個(gè)變位區(qū)域,通過測(cè)量變形場(chǎng)的變形梯度即傾斜場(chǎng),裂縫引起的地層變形場(chǎng)在地面是裂縫

11、方位、裂縫中心深度和裂縫體積的函數(shù)。這種變形場(chǎng)幾乎不受儲(chǔ)層巖石力學(xué)特性和就地應(yīng)力場(chǎng)的影響。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù) 測(cè)斜儀在兩個(gè)正交的軸方向上測(cè)量?jī)A斜,當(dāng)儀器傾斜時(shí),包含在充滿可導(dǎo)電液體的玻璃腔內(nèi)的氣泡產(chǎn)生移動(dòng),以便與重力矢量保持一致。精確的儀器探測(cè)到安裝在探測(cè)器上的兩個(gè)電極之間的電阻發(fā)生變化,這種變化是由氣泡的位置變化所引起的。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)垂直裂縫原理圖測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)垂直裂縫原理圖圖圖2 地面測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)示意原理圖地面測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)示意原理圖 壓裂施工過程中地層形成裂縫時(shí),地表將產(chǎn)生微量位移(一般0.0030.13c

12、m),這種微量位移可以通過高靈敏度的水平儀測(cè)出。 由地面測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)的垂直裂縫引起的地面變形是沿著裂縫方向的凹槽,而且凹槽兩側(cè)地面發(fā)生突起,通過凹槽兩側(cè)的突起可以推算出裂縫的傾角。井下測(cè)斜儀布置在與壓裂層相同深度的鄰井中,垂直裂縫會(huì)在鄰井處產(chǎn)生突起變形,從而可以推算出裂縫的幾何形態(tài)。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)3 直接近井筒裂縫監(jiān)測(cè)直接近井筒裂縫監(jiān)測(cè) 是在井筒附近區(qū)域通過對(duì)壓裂后頁(yè)巖氣井的流體物理特性,如溫度或示蹤劑等進(jìn)行測(cè)井,從而獲得近井筒范圍裂縫參數(shù)信息。直接近井筒裂縫監(jiān)測(cè)通常作為選擇應(yīng)用技術(shù)的補(bǔ)充。主要包括以下幾種方法主要包括以下幾種方法 放射性同位素示蹤劑法、

13、溫度測(cè)井、聲波測(cè)井、井筒成像測(cè)井、井下錄像和多井徑測(cè)井技術(shù)。注意:注意:二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)放射性同位素示蹤劑法:是在壓裂過程中將放射性示蹤劑加入壓裂液和支撐劑,壓裂之后進(jìn)行光譜伽馬射線測(cè)井溫度測(cè)井:用于測(cè)量由于壓裂液注入導(dǎo)致地層溫度的下降,將壓裂后測(cè)井和基線測(cè)量進(jìn)行比較,可以分析得到吸收壓裂液最多的層段。聲波測(cè)井:利用壓裂液進(jìn)入井筒的聲音變化情況能夠確定壓裂液流動(dòng)的差異,從而得到井筒裂縫的大致高度。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)井筒成像測(cè)井:可以獲得天然和誘導(dǎo)裂縫的定向圖,這些可以提供有關(guān)最小主應(yīng)力方向的信息。井下錄像:可以直接觀

14、察不同射孔方向的壓裂液流情況,從而確定井筒附近裂縫的擴(kuò)展情況。多井徑測(cè)井(又稱為橢圓度測(cè)井):可以提供井筒崩落的方向和橢圓率,這可以解釋最大主應(yīng)力方向,由于裂縫的延伸方位與最大主應(yīng)力方向一致,可獲得裂縫的延伸方位。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)直接近井筒裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)直接近井筒裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)局限性局限性1) 需要在壓裂后馬上測(cè)量,不具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的功能。2) 很多方法只能獲得近井筒范圍內(nèi)的裂縫參數(shù),如放射性同位素示蹤劑測(cè)井,另外如果沿井筒方向的裂縫高度很高或者不完全沿井筒方向擴(kuò)展則會(huì)造成儀器測(cè)不到,無法獲得裂縫擴(kuò)展更細(xì)節(jié)的信息。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓

15、裂監(jiān)測(cè)技術(shù)4 分布式聲傳感裂縫監(jiān)測(cè)(分布式聲傳感裂縫監(jiān)測(cè)(DASDAS) 是利用標(biāo)準(zhǔn)電信單模傳感光纖作為聲音信息的傳感和傳輸介質(zhì),可以實(shí)時(shí)測(cè)量、識(shí)別和定位光纖沿線的聲音分布情況。原理原理 分布式聲傳感裂縫監(jiān)測(cè)(DAS)系統(tǒng)將傳感光纖沿井筒布置,采用相干光時(shí)域反射測(cè)定法(C-OTDR),對(duì)沿光纖傳輸路徑的空間分布和隨時(shí)間變化的信息進(jìn)行監(jiān)測(cè);在傳感光纖附近由于壓裂液流的變化會(huì)引起聲音的擾動(dòng),這些聲音擾動(dòng)信號(hào)會(huì)使光纖內(nèi)瑞利背向散射光信號(hào)產(chǎn)生獨(dú)特、可判斷的變化。地面的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過分析這些光信號(hào)的變化,產(chǎn)生一系列沿著光纖單獨(dú)、同步的聲信號(hào)。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)分布

16、式聲傳感裂縫監(jiān)測(cè)分布式聲傳感裂縫監(jiān)測(cè)(DAS)原理示意圖原理示意圖圖圖3 分布式聲傳感系統(tǒng)示意圖分布式聲傳感系統(tǒng)示意圖二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù) 殼牌加拿大分公司于2009年2月首次將該技術(shù)應(yīng)用于裂縫監(jiān)測(cè)和診斷的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),結(jié)果表明該技術(shù)可以有效地優(yōu)化水力壓裂的設(shè)計(jì)和施工,從而降低完井成本及提高井筒導(dǎo)流能力和最終采收率。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù) 在不影響壓裂施工的在不影響壓裂施工的前提下監(jiān)測(cè)前提下監(jiān)測(cè)壓裂施工井下壓裂施工井下壓力變化的全過程。壓力變化的全過程。壓裂層壓裂層測(cè)壓孔測(cè)壓孔水力錨水力錨封隔器封隔器坐封球座坐封球座監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)

17、裝置安裝監(jiān)測(cè)裝置安裝監(jiān)測(cè)裝置下管柱下管柱投球坐封投球坐封壓裂施工壓裂施工解封起管柱解封起管柱效果評(píng)價(jià)效果評(píng)價(jià)5施施工工壓壓力力分分析析二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)泵入過程泵入過程閉合過程閉合過程返排過程返排過程測(cè)試結(jié)束測(cè)試結(jié)束 二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù) 對(duì)井下儀器采集得到的壓裂施工過程中的動(dòng)態(tài)資料,結(jié)合所施工儲(chǔ)層的靜態(tài)資料以及壓裂施工參數(shù),應(yīng)用數(shù)學(xué)分析方法對(duì)壓裂過程進(jìn)行分析;最終的目的是得到裂縫及壓裂施工評(píng)價(jià)參數(shù),從而對(duì)壓裂施工過程有一個(gè)及時(shí)、科學(xué)的認(rèn)識(shí)。該技術(shù)具有適時(shí)、準(zhǔn)確、高效、快速的特點(diǎn)。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井

18、水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)計(jì)算處理數(shù)據(jù)計(jì)算處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入常規(guī)測(cè)井資料導(dǎo)入常規(guī)測(cè)井資料導(dǎo)入井下監(jiān)測(cè)資料導(dǎo)入井下監(jiān)測(cè)資料導(dǎo)入井溫測(cè)井資料導(dǎo)入井溫測(cè)井資料導(dǎo)入數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果顯示結(jié)果顯示設(shè)計(jì)報(bào)告輸出設(shè)計(jì)報(bào)告輸出泵入過程壓力反演泵入過程壓力反演閉合過程壓力反演閉合過程壓力反演返排過程壓力反演返排過程壓力反演二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)6 不穩(wěn)定試井分析不穩(wěn)定試井分析05000100001500020000250003000035000400004500005001000150020002500累積時(shí)間(h)壓力(KPa) 不穩(wěn)定試井分析用于評(píng)價(jià)油氣藏的動(dòng)態(tài)特

19、征和地層參數(shù)。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)試井等時(shí)試井產(chǎn)能試井修正等時(shí)試井一點(diǎn)法試井試井壓力降落試井單井不穩(wěn)定試井 壓力恢復(fù)試井中途測(cè)試不穩(wěn)定試井干擾試井多井不穩(wěn)定試井脈沖試井二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)幾種裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)的對(duì)比幾種裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)的對(duì)比監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)裂縫的能力監(jiān)測(cè)裂縫的能力局限性局限性方位傾角縫長(zhǎng)縫高縫寬井下微地震井下微地震能可能能能能對(duì)監(jiān)測(cè)井要求高,條件苛刻測(cè)斜儀測(cè)斜儀能能能能能無法確定單個(gè)和復(fù)雜裂縫的尺寸直接近井筒直接近井筒裂縫監(jiān)測(cè)裂縫監(jiān)測(cè)能可能可能可能可能需要壓裂后進(jìn)行,且只能應(yīng)用于井眼周邊分布式聲傳分布式聲傳

20、感感能能可能不能不能無法確定復(fù)雜裂縫的尺寸表1 幾種裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)的對(duì)比二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù) 上述幾種裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)是目前頁(yè)巖氣井水力壓裂過程中常用的裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù),還有一些其他監(jiān)測(cè)裂縫參數(shù)的方法,如采用電位法觀測(cè)壓裂施工前后地面電位變化推算裂縫延伸方位和縫長(zhǎng)。在實(shí)際應(yīng)用中,通過這些方法的綜合利用和相互比較,得出水力壓裂裂縫的參數(shù),如成像測(cè)井和微地震監(jiān)測(cè)相結(jié)合的監(jiān)測(cè)技術(shù),測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)和微地震監(jiān)測(cè)相結(jié)合的綜合裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)。小結(jié)小結(jié)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)論結(jié)論1) 水力壓裂是頁(yè)巖氣藏儲(chǔ)層改造的重要手段,也是目前頁(yè)巖氣開發(fā)的核心技術(shù)之一

21、,認(rèn)識(shí)壓裂過程產(chǎn)生的裂縫產(chǎn)狀參數(shù),對(duì)于提高壓裂效果和優(yōu)化壓裂設(shè)計(jì)是非常重要的,而裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)為評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣藏儲(chǔ)層壓裂效果提供了可能性。2) 井下微地震裂縫監(jiān)測(cè)是判斷壓裂裂縫最精確的方法之一,也是最常用的裂縫監(jiān)測(cè)方法,通過實(shí)時(shí)確定微地震的位置,能夠顯示詳細(xì)的裂縫擴(kuò)展信息,但是該技術(shù)要求地層必須可以產(chǎn)生和傳輸可分析的微地震事件。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)4) 分布式聲傳感監(jiān)測(cè)在2009年2月首次應(yīng)用于水力壓裂裂縫監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),目前還處于起步階段,還需要進(jìn)行大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),驗(yàn)證其監(jiān)測(cè)效果。3) 測(cè)斜儀裂縫監(jiān)測(cè)可以確定裂縫方位、傾角和裂縫中心的大致位置,充分利用地面測(cè)斜儀

22、和井下測(cè)斜儀的優(yōu)勢(shì),可以快速方便地應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)。5) 通過壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)可以更好地了解裂縫的擴(kuò)展情況,掌握裂縫的特征,先進(jìn)壓裂裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用大大增加了水力壓裂增產(chǎn)措施的有效性和經(jīng)濟(jì)性,最終反饋到壓裂的優(yōu)化設(shè)計(jì)上,實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣藏管理的最優(yōu)化。二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)二、頁(yè)巖氣井水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)3.1 電位法監(jiān)測(cè)技術(shù)電位法監(jiān)測(cè)技術(shù)原理原理 根據(jù)電位法理論,改變壓裂層段電阻率值后,裂縫方向的測(cè)點(diǎn)“電位視純異常值”產(chǎn)生明顯變化,即當(dāng)高礦化度液體進(jìn)入壓裂層段后,沿高礦化度液體的擴(kuò)散方向,電流分配系數(shù)明顯增加,造成地面電流密度減小,使地面電位視純異常曲線出現(xiàn)負(fù)異常

23、變化,進(jìn)而確定裂縫延伸方向。 在水力壓裂過程中,由于壓裂液相對(duì)于地層是一個(gè)良導(dǎo)體,液體的注入會(huì)造成原地面電場(chǎng)的變化,大部分電流集中到低阻地帶,造成地面的電位也發(fā)生變化。鑒于此,弱在被測(cè)壓裂井周圍環(huán)形布置多組測(cè)點(diǎn),采用高精度的電位觀測(cè)系統(tǒng),觀察壓裂施工前后的地面電位變化,并通過一定的數(shù)據(jù)處理,就可以推斷裂縫延伸方位。實(shí)際監(jiān)測(cè)過程三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù) 電位法裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)是一種目前廣泛應(yīng)用的監(jiān)測(cè)壓裂電位法裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)是一種目前廣泛應(yīng)用的監(jiān)測(cè)壓裂裂縫的有效方法,在裂縫的有效方法,在長(zhǎng)慶、大港、吐哈、大慶長(zhǎng)慶、大港、吐哈、大慶等油田廣等油田廣泛應(yīng)用泛應(yīng)用。案例分析案例分析(如右圖4)

24、圖4 玉東204井視純異常曲線環(huán)形示意三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)電位法監(jiān)測(cè)技術(shù):認(rèn)為壓裂施工中形成了兩翼對(duì)稱不等長(zhǎng)裂縫,即255方向?yàn)閴毫蚜芽p主延伸方位;75方向裂縫長(zhǎng)度63m,255方向裂縫長(zhǎng)度為78m。地面微地震法監(jiān)測(cè)技術(shù):測(cè)得裂縫方位為北東53.7,裂縫全長(zhǎng)88.4m,東翼縫長(zhǎng)58.4m,西翼縫長(zhǎng)30m。兩兩種監(jiān)測(cè)技術(shù)種監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)果基本一致。結(jié)果基本一致。結(jié)果結(jié)果三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù) 水力壓裂時(shí),在射孔位置,當(dāng)迅速升高的井筒壓力超過巖石抗壓強(qiáng)度,巖石遭到破壞,形成裂縫,裂縫擴(kuò)展時(shí),必將產(chǎn)生一系列向四周傳播的微震波,通過布置在被監(jiān)測(cè)井周圍的 A、B、C、D

25、等監(jiān)測(cè)分站接收到微震波的到時(shí)差,會(huì)形成一系列的方程組,反解這一系列方程組,就可確定微震震源位置,進(jìn)而給出裂縫的方位、長(zhǎng)度、高度、產(chǎn)狀及地應(yīng)力方向等地層參數(shù)。 3.2 微地震裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)微地震裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù) 微地震的主要理論基礎(chǔ)是摩爾-庫(kù)倫理論和斷裂力學(xué)準(zhǔn)則。( (1) ) 摩爾摩爾- -庫(kù)倫理論庫(kù)倫理論 判斷巖石在力的作用下是否發(fā)生剪破裂通常應(yīng)用摩爾 -庫(kù)倫準(zhǔn)則,該準(zhǔn)則認(rèn)為巖石剪破裂的發(fā)生與破裂面上的剪應(yīng)力和作用其上的正應(yīng)力有關(guān),即 石破壞或滑動(dòng)的條件可以寫為:012012+ (s +s2 )/2 (s s )cos

26、(2 )/2p (1)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)12=(s -s )sin(2 )/2(2) 三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù) 三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)( (2) ) 斷裂力學(xué)準(zhǔn)則斷裂力學(xué)準(zhǔn)則 斷裂力學(xué)理論:當(dāng)?shù)貙討?yīng)力強(qiáng)度大于斷裂韌性時(shí),裂縫 會(huì)發(fā)生擴(kuò)張。101()()1inicxsqrksqrLx( p -S ) Y (3)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù) 由式(3)可知在壓裂過程中Pi增大到一定的值就要造成地層破裂,從而誘發(fā)微地震事件,這就是微地震監(jiān)測(cè)方法的理論依據(jù)。三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù) 水力壓裂裂縫擴(kuò)展時(shí),必將沿裂縫面邊緣

27、形成一系列微震。記錄這些微地震,并進(jìn)行微地震震源定位,由微地震震源的空間分布可以描述人工裂縫的輪廓。通過微地震震源的空間分布在柱坐標(biāo)系三個(gè)坐標(biāo)面上的投影,可給出裂縫的三視圖,分別描述裂縫的長(zhǎng)度、方位、產(chǎn)狀、及參考性高度。三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)第一步第一步 收集資料收集資料 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(含地理位置、井史等) 測(cè)井解釋數(shù)據(jù)表 詳細(xì)井斜數(shù)據(jù)表 壓裂施工方案 區(qū)塊構(gòu)造井位圖工藝流程工藝流程三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)第二步第二步 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)第三步第三步 提交報(bào)告提交報(bào)告地面微地震裂縫監(jiān)測(cè)流程圖地面微地震裂縫監(jiān)測(cè)流程圖 三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù) 由于地面

28、觀測(cè)較井下觀測(cè)安裝容易、操作簡(jiǎn)單,所以成本低,只要在地面能夠記錄到微震事件,地面觀測(cè)比井下觀測(cè)更加優(yōu)越。 雖然我國(guó)的微震監(jiān)測(cè)技術(shù)起步較晚,但經(jīng)過幾年的發(fā)展,在油田中的應(yīng)用越來越多,經(jīng)過幾年的試驗(yàn)應(yīng)用,取得了較好的效果,但需要注意的是國(guó)內(nèi)油田的監(jiān)測(cè)工作基本上都是由國(guó)外公司或利用國(guó)外監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在中國(guó)開展的試驗(yàn)性監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。 三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)案例分析案例分析 湖204井壓裂深度1614一1641m,裂縫監(jiān)測(cè)采用地面微地震儀器。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明 ,湖204井壓裂人工裂縫方向?yàn)楸睎|向,統(tǒng)計(jì)方位為 65.3。裂縫高度大體平穩(wěn),西翼高度延展,且在深度上有可見的層次。兩翼裂縫不對(duì)稱,西翼比較長(zhǎng)

29、。裂縫傾角為 0, 裂縫面直立。三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)3.3 放射性同位素裂縫放射性同位素裂縫監(jiān)監(jiān)測(cè)技術(shù)測(cè)技術(shù)同位素測(cè)井是一種壓裂縫高度評(píng)價(jià)方法。 評(píng)價(jià)原理評(píng)價(jià)原理 是在對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行壓裂作業(yè)時(shí),放入一定劑量的同位素物質(zhì),作業(yè)后,產(chǎn)生的壓裂縫段自然伽馬值增高,而無壓裂縫的井段則不會(huì)吸附同位素物質(zhì),其自然伽馬值基本不變。三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)方法 將注入同位素后所測(cè)的自然伽馬曲線與注入前所測(cè)的自然伽馬曲線(基線)相對(duì)比,在有差異的部分,即為地層被壓開部分,該部分的高度也即為壓裂裂縫高度。優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):監(jiān)測(cè)判斷壓裂縫高度簡(jiǎn)捷、作業(yè)時(shí)間短缺點(diǎn):缺點(diǎn):只能測(cè)量

30、近井簡(jiǎn)附近的情況;放射性物質(zhì)對(duì)儲(chǔ)層存在一定的污染,放噴排出的液體處理困難。三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)3.4 溫度測(cè)井溫度測(cè)井 井溫測(cè)井法利用壓裂施工中注入的低溫壓裂液造成井內(nèi)低溫異常來測(cè)定壓裂裂縫。評(píng)價(jià)原理評(píng)價(jià)原理 依據(jù)壓裂作業(yè)后地層產(chǎn)生的壓裂縫內(nèi)會(huì)充入低溫流體,在該井段會(huì)出現(xiàn)溫度的“負(fù)異?!?。井溫測(cè)井得到的井溫曲線在壓裂縫的上下邊界都存在“負(fù)異?!惫拯c(diǎn),即視為裂縫高度的邊界位置,兩點(diǎn)之間的長(zhǎng)度就是壓裂縫高度。三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)圖5 井溫測(cè)井判斷壓裂裂縫高度原理圖井溫測(cè)井原理圖井溫測(cè)井原理圖 (圖圖5 ) 在壓裂前進(jìn)行井溫測(cè)井,得到一條井溫基線,壓裂后再進(jìn)行

31、井溫測(cè)井,根據(jù)壓裂后的井溫測(cè)井曲線相對(duì)井溫基線的變化情況,可將井溫突變段確定為壓裂裂縫高度。三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)裂縫上端裂縫上端裂縫下端裂縫下端上異常點(diǎn)上異常點(diǎn)裂縫上端裂縫上端裂縫下端裂縫下端溫度低值點(diǎn)溫度低值點(diǎn) 由于壓入井內(nèi)的液體有限,隨著時(shí)間的推移,井筒中的溫度場(chǎng)異常會(huì)逐漸恢復(fù),因此要求壓裂后的井溫測(cè)試應(yīng)在壓裂施工結(jié)束后較短的時(shí)間內(nèi)完成,否則會(huì)影響應(yīng)用井溫測(cè)井資料解釋縫高的精度。 三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)判斷壓裂縫高度簡(jiǎn)捷、作業(yè)時(shí)間短缺點(diǎn):缺點(diǎn):(1)由于不同儲(chǔ)層導(dǎo)熱率不同,井溫曲線出現(xiàn)偏差,因此結(jié)果會(huì)出現(xiàn)偏差。(3)最后,“拐點(diǎn)”位置靠人為確定不夠準(zhǔn)確

32、,相應(yīng)的壓裂縫高度也存在較大誤差。(2)要求在壓裂后24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行多次測(cè)量受施工時(shí)間影響且只能測(cè)量近井地帶。優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)3.5 過套管交叉偶極橫波測(cè)井監(jiān)測(cè)技術(shù)過套管交叉偶極橫波測(cè)井監(jiān)測(cè)技術(shù)原理原理 采用了2個(gè)正交發(fā)射偶極聲源,沿2個(gè)相互垂直的方向向地層發(fā)射壓力脈沖,形成具有頻散特征的剪切波。因此可以定性地判斷地層的各向異性。而裂縫是造成地層各向異性增大的主要原因,因此應(yīng)這種方法可以直觀地評(píng)價(jià)天然或人工壓裂形成的垂直裂縫狀態(tài)。當(dāng)已作業(yè)地層不存在裂縫時(shí),快、慢橫波時(shí)差基本相同,各向異性不明顯;而當(dāng)作業(yè)地層被壓裂形成垂直裂縫時(shí),測(cè)井資料反映的各向異性值明顯增大

33、,這種各向異性的異化段長(zhǎng)度即壓裂縫高。三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù) 不受地層孔隙影響,對(duì)地層無任何污染,判別簡(jiǎn)單、直觀、快速,且測(cè)井時(shí)間不受限制。優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):注:注:綜合各種因素考慮,該方法是目前判別壓裂縫高度的最佳方法,值得推廣使用。三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)3.6 生產(chǎn)測(cè)井生產(chǎn)測(cè)井原理原理:流體在井筒中進(jìn)入地層時(shí)產(chǎn)生聲音,通過聲波測(cè)井檢測(cè)到這一點(diǎn)。測(cè)井內(nèi)容測(cè)井內(nèi)容:地層流度,溫度,壓力,流體密度及伽馬射線功效功效:生產(chǎn)測(cè)井可確定套管射孔段地層流體的流量、類型。 在裸眼井中液可以測(cè)量井筒附近裂縫高度;在套管井中可確定已產(chǎn)生裂縫的射孔層段,這一點(diǎn)在進(jìn)行多層壓裂時(shí)很重要

34、(可確定哪些層位已壓裂成功)。三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)三、其他裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例4.1 電位法井間監(jiān)測(cè)技術(shù)在壓裂裂縫監(jiān)測(cè)中電位法井間監(jiān)測(cè)技術(shù)在壓裂裂縫監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用的應(yīng)用1 1 區(qū)塊概況區(qū)塊概況: : 五號(hào)樁油田主力含油層系砂三段,油藏埋深33003500m左右,規(guī)劃動(dòng)用含油面積8.3km2 動(dòng)用儲(chǔ)量1119104t,平均孔隙度16.4%、滲透率19毫達(dá)西,壓力系數(shù)1.54,地溫梯度3.87/100m,屬于低孔低滲、高溫高壓儲(chǔ)層。以五號(hào)樁油田為例以五號(hào)樁油田為例2 總體效果總體效果 該技術(shù)在五號(hào)樁油田樁74、59等塊應(yīng)用5井次,應(yīng)用情況,如下表。井號(hào)裂縫形態(tài)裂縫走向裂縫方

35、位/()WHH741412兩翼非對(duì)稱東北75.5和240.5WHH74811兩翼非對(duì)稱東北70.6和240.8WHH59X22兩翼對(duì)稱東北67.5WHH59X24兩翼對(duì)稱東北65.4四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例3 檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)結(jié)果 樁74單元2口井均形成一組兩翼方向略有夾角的不等長(zhǎng)裂縫,樁59單元3口井形成的人工裂縫均為兩翼對(duì)稱的北東走向60左右。四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例4 效果驗(yàn)證效果驗(yàn)證 樁74-14-12井,2009年12月壓裂后暴性水淹,含水由壓前的50%升至99%,在近井地帶360范圍內(nèi)出現(xiàn)了兩個(gè)較為明顯的周期變化。(1) 內(nèi)中圈(距井口70m/90m)電位異常曲線在

36、360范圍內(nèi)出現(xiàn)了兩個(gè)周期的變化,極值對(duì)應(yīng)了75和240方向,說明近井地帶裂縫方向主要在75和240方向,兩翼方向略有夾角(圖6、圖7)。四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例圖6 樁74-14-12井壓裂裂縫監(jiān)測(cè)內(nèi)中圈電位異常曲線直角坐標(biāo)圖四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例圖7 樁74-14-12井壓裂裂縫監(jiān)測(cè)內(nèi)中圈電位異常曲線環(huán)型圖四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例(2) 中外圈(距井口90m/120m)電位異常直角坐標(biāo)曲線在360范圍內(nèi)也出現(xiàn)了兩個(gè)周期的變化,極小值對(duì)應(yīng)了75和240方向,說明裂縫遠(yuǎn)離井筒后沿75和240方向延伸(圖8、圖9)。圖8 樁74-14-12井壓裂裂縫監(jiān)測(cè)中外圈電位

37、異常曲線直角坐標(biāo)圖四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例圖9 樁74-14-12井壓裂裂縫監(jiān)測(cè)中外圈電位異常曲線環(huán)型圖四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例 綜合考慮內(nèi)中圈和中外圈監(jiān)測(cè)成果,裂縫方向?yàn)?5和240方向,認(rèn)為在壓裂施工過程中形成了一組兩翼方向略有夾角的不等長(zhǎng)垂直裂縫;經(jīng)數(shù)值摸擬計(jì)算,75方向裂縫長(zhǎng)度97m,240方向裂縫長(zhǎng)度82m,詳見圖10(徑向坐標(biāo)單位為m)。四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例圖10 樁74-14-12井壓裂裂縫監(jiān)測(cè)成果圖四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例4.2 示蹤陶粒技術(shù)在裂縫監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用示蹤陶粒技術(shù)在裂縫監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用以以濱濱660-斜斜7井井為例為例壓裂施工參數(shù)

38、:壓裂井段2961.02979.3m,射孔井段2969.32979.3m,加砂量40m3,施工排量 5.5 m3/min。 在濱660-斜7井壓裂設(shè)計(jì),采用示蹤陶粒技術(shù)監(jiān)測(cè)壓裂裂縫,壓裂前后采用同一套脈沖中子衰減能譜工具串進(jìn)行測(cè)井。四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例圖11 濱660-斜7井示蹤陶粒測(cè)試成果 根據(jù)壓裂前后實(shí)施的測(cè)試,計(jì)算了對(duì)應(yīng)俘獲截面,測(cè)試解釋成果見下圖。四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例由圖11 可知,壓裂前后俘獲截面2968.02977.0m井段離差較大, 說明該段是主要支撐裂縫井段。四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例4.3 裂縫監(jiān)測(cè)方法研究及應(yīng)用實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)方法研究及應(yīng)用實(shí)

39、例 某油田最大水平主應(yīng)力方位為北東55 80,與構(gòu)造長(zhǎng)軸方向一致。其最大主應(yīng)力方位北西向井主要集中在構(gòu)造頂部及東南傾覆端;構(gòu)造兩翼褶皺部位及與丘陵交界帶以北東向?yàn)橹?,平均方位?0。油田概況油田概況四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例 2004年,油田對(duì)12口壓裂井進(jìn)行裂縫監(jiān)測(cè),期間用井溫梯度監(jiān)測(cè)驗(yàn)證裂縫高度,符合率達(dá)到油田誤差小于20%的工業(yè)技術(shù)要求,5口壓裂井的裂縫監(jiān)測(cè)解釋結(jié)果如表三。序號(hào)井號(hào)裂縫方位/() 裂縫全長(zhǎng)/m東翼長(zhǎng)度/m西翼長(zhǎng)度/m裂縫高度/m1SJF315北西 45.376.248.128.1502SJF514北東142.476.44630.457.23SJF917北東102.

40、367.122.145564SJF919北西 38.465.343.32239.95SJF116北東131.1102.298.921.319.5表三 某年油田油井人工壓裂裂縫監(jiān)測(cè)結(jié)果四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例結(jié)果分析結(jié)果分析 從上表的壓裂監(jiān)測(cè)結(jié)果來看,被監(jiān)測(cè)的5口井裂縫方位分布在北西37.6 77.7范圍內(nèi),和該區(qū)塊主應(yīng)力方向基本一致。但主應(yīng)力方位角度變化較大,在40范圍內(nèi)波動(dòng)。這可能是因?yàn)楦骶趨^(qū)塊構(gòu)造位置的差異、地層存在較大的不均質(zhì)性、局部應(yīng)力場(chǎng)和原生裂隙等原因造成的。四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例 SJF1216和SJF315井靠近正斷層上盤,其壓裂裂縫方向主要受斷層控制,

41、傾向與斷層垂直。但SKF315井壓裂裂縫方向傾向平行于正斷層,是地層構(gòu)造復(fù)雜引起;SKF514井靠近正斷層下盤根部,其壓裂裂縫方向受斷層控制,傾向平行于斷層方向;SKF917井靠近逆斷層上盤的,傾向平行于斷層方向,但也存在少部分上盤逆沖過度時(shí),傾向垂直于斷層方向;SKF919井遠(yuǎn)離斷層,其壓裂裂縫方向主要受地層應(yīng)力控制。四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例 從實(shí)驗(yàn)中5口井裂縫的長(zhǎng)度和延伸方向來看,SKF1216井的裂縫全長(zhǎng)最長(zhǎng)為102.2m,SKF919井裂縫全長(zhǎng)最短為65.3m。其中有80%井的裂縫延伸方向向東有較好的優(yōu)勢(shì),均位于油藏構(gòu)造中部;20%井(如SKF917井)的裂縫延伸方向向西有較

42、好的優(yōu)勢(shì),其位于油藏構(gòu)造頂部。四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例結(jié)論結(jié)論(1)說明地層存在較大的不均質(zhì)性,從而造成裂縫延伸的不對(duì)稱性。(2)由上表可知,監(jiān)測(cè)高度(最上層和最下層的相對(duì)高度)結(jié)果在(19.5 57.2)m范圍內(nèi)。這與壓裂層的厚度相關(guān),與壓裂模擬的高度相差不大。(3)從裂縫監(jiān)測(cè)的產(chǎn)狀結(jié)果來看,5口井都形成了垂直裂縫,向地層延伸。四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例4.4 井下微地震裂縫監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)及壓裂效果評(píng)價(jià)井下微地震裂縫監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)及壓裂效果評(píng)價(jià)井下微地震裂縫測(cè)試井下微地震裂縫測(cè)試選井選層主要考慮的因素:選井選層主要考慮的因素: 監(jiān)測(cè)井和被監(jiān)測(cè)井井距、井眼狀況、監(jiān)測(cè)井完井方式以及油層段距

43、離等數(shù)據(jù)井下微地震裂縫測(cè)試設(shè)計(jì)井下微地震裂縫測(cè)試設(shè)計(jì)對(duì)莊19區(qū)長(zhǎng)82層進(jìn)行壓裂改造,莊61-23和莊59-21井作為壓裂裂縫測(cè)試井,莊19井為監(jiān)測(cè)井。根據(jù)GPS地面定位系統(tǒng)和井眼軌跡數(shù)據(jù),莊59-21井與莊19井長(zhǎng)82層間的井底距離為214 m,莊61-23與莊19井長(zhǎng)82層間的井底距離為360 m(圖12)。四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例圖圖12 12 莊莊1919井區(qū)長(zhǎng)井區(qū)長(zhǎng)8 82 2層井底位置圖層井底位置圖四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例 莊59-21井在測(cè)試壓裂階段檢波器共接受到1個(gè)微地震事件,在主加砂壓裂階段共接受到了98個(gè)微地震事件。開始31個(gè)信號(hào)均來自于檢波器的下部(長(zhǎng)8

44、油層段),從第32個(gè)信號(hào)開始檢波器的下部和上部位置均產(chǎn)生了大量微地震事件,即壓裂液不僅進(jìn)入了長(zhǎng)8層同時(shí)也有相當(dāng)部分進(jìn)入了上部的長(zhǎng)7層,尤其在壓裂加砂的后期,大部分信號(hào)均來自于檢波器的上部,壓裂結(jié)束后的停泵階段也監(jiān)測(cè)到了來自于檢波器的上部的8個(gè)信號(hào)。此次監(jiān)測(cè)井莊19井正好位于壓裂井莊59-21井裂縫方位的側(cè)向位置,壓裂井的兩翼裂縫的微地震信號(hào)均被監(jiān)測(cè)到。四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例莊59-21井壓裂過程中產(chǎn)生的所有微地震事件解釋結(jié)果(如圖13、14、15)圖13 莊59-21井裂縫測(cè)試結(jié)果俯瞰圖四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例圖14 莊59-21井裂縫測(cè)試結(jié)果側(cè)向觀測(cè)圖四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例圖15 莊59-21井裂縫測(cè)試結(jié)果切向觀測(cè)圖四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例解釋結(jié)果解釋結(jié)果(1)裂縫方位為NE75,西南方向上壓裂產(chǎn)生的微地震事件的長(zhǎng)度為215m,東北方向上壓裂產(chǎn)生的微地震事件的長(zhǎng)度為150m,裂縫是對(duì)稱的。(2)裂縫高度為260m,在垂直深度1960m處存在大的漏失層,裂縫高度向上延伸 ,超出了上部長(zhǎng)7遮擋層的限制,壓裂失控。四、四、 裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例裂縫監(jiān)測(cè)實(shí)例壓裂井壓裂井莊莊6123莊莊5921地層地層長(zhǎng)82長(zhǎng)82射孔段射孔段/m2139214521912168施工日期施工日期2004/9/292004/8/2入地液量入地液量/m3205

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