水力壓裂設計

1、 4 壓裂施工模擬設計 ü 根據(jù)壓裂施工規(guī)模預測增產倍數(shù) a.確定前置液量、混砂液量以及砂量； b.選擇適當?shù)氖┕づ帕?、計算施工時間； c.計算動態(tài)裂縫幾何尺寸； d.支撐劑在裂縫中運移分布，確定支撐裂縫幾何尺寸； e.預測增產倍比。 前置液量確定 根據(jù)增產要求確定裂縫長度和導流能力； 支撐劑用量確定 Nolte 提出了基于壓裂液效率確定前置液量 的近似解析法。 施工泵壓及水功率 施工水功率 式中: 井口施工水功率, 施工排量， 例6-4 已知油藏開發(fā)井網井距400×400m，壓裂井深度 H=2500m，巖石彈性模量E=25000MPa，泊松比 =0.15 ，破裂壓力梯度

2、=0.018MPa/m；油層有效厚度Hf=10m ，滲透率k=2.0×10-3 m2，孔隙度 =20%，地層溫度 80 oC，地層流體壓力pS=25.0MPa，地層流體粘度 r=2mPa.s，流體壓縮系數(shù)cf=6×10-3/MPa；射孔孔眼密 度10孔/m，孔徑 10，生產流壓pWf=15MPa，套管直徑 127，油管直徑 62，；蘭州石英砂粒徑dP=0.40.8mm，顆粒密度 r=2650kg/m3。牛頓型壓裂液粘度 =0.03Pa.s，密度 f =1000 kg/m3，初濾失系數(shù)SP=0， 造壁性濾失系數(shù)c=8.62×10-4。施工排量Q=2.0m3/min。

3、 假設采用油管注液工藝，壓裂液在油管中的為摩阻 0.6MPa/100m。試進行水力壓裂設計。 壓裂車臺數(shù) 按功率計算 按排量計算 解 （1）井口破裂壓力 pbreak = pF - pH + pf pbreak = 0.018×2500 - 10-6×1000×9.8×2500 + 0.6×2500/100 = 35.5MPa (2 閉合應力 選擇支撐劑時，為保險起見，通常按地層破裂壓力 與井底流壓之差計算，即 pc = pF - pwf = 0.018×2500 - 15 = 30MPa (3 要求的裂縫長度 要求最低鋪砂濃度為 5

4、kg/m2 ，查表6-4，所用支撐 劑在閉合應力為30MPa 下的導流能力為FRCD=0.15 m2m，按MicGuire & Sikora 圖版，其橫坐標為 要求裂縫長度: Lf = 40% × 200 = 80 m (4） 確定填砂面積 為保證 80 m 的有效縫長，取 Lf = 90 m；而且實 際裂縫高度比油層厚度大5m。因此，填砂面積為 A = 2×Hf×Lf = 2×15 × 90 = 2700m2 (5） 確定用液量 按PKN模型計算裂縫寬度 w=0.0038m 平均縫寬 wAVG = 0.785×w = 0.0

5、03m 鋪砂濃度為5kg/m2時要求的裂縫寬度為 0.0028m 比較計算平均縫寬和要求縫寬，二者相近；否 則重新計算。 壓裂液濾失系數(shù) 由于造壁性濾失系數(shù)較小， 近似取為 c=8.62×10-4 11 石英砂從裂縫頂部沉到底部的時間為 ts = 15/0.28 = 53.5 min 可見，施工結束時尚有部分支撐劑呈懸浮狀態(tài)。 第八節(jié) 壓裂施工壓力分析 ü 檢測確定壓裂裂縫高度是檢驗壓裂設計、評價 壓裂施工有效性和壓后效果的關鍵。 ü 直接測試法（裸眼井） 井下電視法、地層微 掃描儀和噪聲測井等，還有適用于裸眼井和套 管井的 ü 間接測試方法（裸眼井和套

6、管井） 微地震法、 井溫測井、伽瑪測井和聲波測井等。 ü Nolte (1979壓裂壓力降落分析 創(chuàng)造性地提出 了利用壓裂壓力降落曲線確定裂縫和壓裂參數(shù) 的方法，開辟了解釋地下裂縫參數(shù)的新途徑。 加砂程序 前置液 10 m3 攜砂液 100/140目石英砂1.5m3，砂比15%，攜砂量 10 m3 20/40目石英砂5.5 m3，砂比25%，攜砂量 20 m3 頂替液 10 m3 一、分層及選擇性壓裂 施工壓力曲線類型 （1）正斜率很小的線段I (2 斜率為1的線段III (3 負斜率線段IV 典型的施工壓力曲線 lgP lgt 第九節(jié) 壓裂工藝技術 ü 多層壓裂技術 暫堵劑分層壓裂工藝 孔眼堵塞球法壓裂工藝 限流法分層壓裂技術 填砂法壓裂技術 ü 氮氣壓裂技術 ü 控縫高壓裂技術 ü 端部脫砂壓裂技術 1封隔器分層壓裂封 (1 單封隔器分層壓裂 (3 橋塞封隔器分層壓裂 (2 雙封隔器分層壓裂 (4 滑套封隔器分層壓裂 (4 壓力不變的線段II (a單封隔器分層壓裂 (b雙封隔器分層壓裂 (c 橋塞封隔器分層壓裂 2限流法分層壓裂 3 蠟球選擇性壓裂 堵塞球選擇壓裂 影響堵球效果的主要因素 (1 堵球在孔眼口上座封 (2 保持堵塞不脫落 (3 壓裂投產后，堵球從孔眼脫落