縫性油藏壓裂壓力遞減分析技術(shù)及應(yīng)用課件

1、裂縫性油藏壓裂壓力遞減分析技術(shù)及應(yīng)用主 要 內(nèi) 容1、研究的目的意義2、模型的建立與求解3、裂縫性油藏壓裂壓降分析軟件開發(fā) 4、利用壓裂測(cè)試分析結(jié)果指導(dǎo)主壓裂施工5、結(jié)束語 水力壓裂壓后的裂縫幾何參數(shù)是進(jìn)行壓裂評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。但是通過現(xiàn)有的技術(shù)是難以直接測(cè)試獲得數(shù)千米深處的裂縫幾何參數(shù)；同時(shí)，實(shí)際的壓裂過程往往比預(yù)測(cè)的情況要復(fù)雜得多，即使用最先進(jìn)的儀器和可靠的技術(shù)進(jìn)行水力壓裂作業(yè)設(shè)計(jì)，也很難檢驗(yàn)壓裂設(shè)計(jì)中計(jì)算的裂縫幾何參數(shù)是否可靠。為了彌補(bǔ)這種不足，發(fā)展了很多壓裂診斷技術(shù)，以提高對(duì)水力壓裂裂縫性能的認(rèn)識(shí)。 1、研究的目的意義診斷方法主要局限性遠(yuǎn)離裂縫直接成像技術(shù)測(cè)斜儀裂縫成像不能提供有效支撐裂

2、縫的長度，并且分辨率隨距壓裂井距離的增大而減小微地震裂縫成像直接近井裂縫診斷技術(shù)放射性示蹤僅能識(shí)別井眼中是否進(jìn)行過壓裂，不能提供距井眼約1米以外的裂縫信息溫度測(cè)井生產(chǎn)測(cè)井井眼成像測(cè)井井下電視井徑測(cè)井間接壓裂診斷技術(shù)凈壓裂縫分析結(jié)果取決于模型假設(shè)和油藏描述裂縫診斷技術(shù)分類 由于現(xiàn)場(chǎng)缺乏直接測(cè)量地層和水力壓裂參數(shù)的必要手段，也缺乏準(zhǔn)確可靠的測(cè)試方法和解釋技術(shù)，這就導(dǎo)致了認(rèn)識(shí)和了解地層、分析和評(píng)估壓裂施工質(zhì)量的難度很大。隨著油氣藏壓裂技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，壓裂分析評(píng)估技術(shù)受到廣泛重視，相應(yīng)的測(cè)試解釋技術(shù)也亟待進(jìn)一步發(fā)展和完善。特別是利用壓裂停泵后的壓力遞減曲線來分析估算裂縫幾何尺寸，濾失系數(shù)、閉合時(shí)間、

3、壓裂液效率等，更是需要精度高的模型和簡單實(shí)用的解釋方法。 壓力遞減分析的重要性 裂縫性油藏往往具有低孔低滲的特點(diǎn)。在壓裂過程中由于天然裂縫的存在，增大了液體在地層中的濾失，較大的濾失量不僅增加了造縫難度，難以形成較寬的裂縫，另一方面會(huì)造成攜砂液在裂縫中提前脫砂形成砂堵。因此，在壓裂設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮壓裂液的濾失特性。 壓裂液的濾失除受基質(zhì)滲透率，液體粘度和油藏壓縮性控制外，還受到天然裂縫的控制，大量的壓裂液濾失在在天然裂縫中，造成壓裂過早脫砂，導(dǎo)致施工失敗。 目前的壓力降落分析技術(shù)以及壓裂軟件很難模擬和預(yù)測(cè)裂縫性油藏的壓裂施工壓力和施工規(guī)模，增加了壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。 裂縫性油藏壓力遞減分析面臨

4、的問題研究的目的意義以往壓降分析解釋技術(shù)不適合于裂縫性油藏的壓降解釋裂縫性油藏壓裂壓降分析解釋技術(shù)改進(jìn)小型壓裂分析指導(dǎo)主壓裂設(shè)計(jì)獲取裂縫參數(shù)評(píng)價(jià)施工效果指導(dǎo)壓裂施工提高施工水平2、模型的建立與求解基本假設(shè)：(1)裂縫高度恒定；(2)壓裂排量恒定；(3)壓裂液為冪律流體，且壓裂液粘度從井底到縫端呈線性 變化或壓裂液粘度恒定；(4)壓裂后可以自然閉合，也可強(qiáng)制閉合；(5)裂縫模型為PKN型或KGD型；(6)考慮停泵后裂縫延伸及延伸裂縫的濾失量；(7)考慮壓裂液的壓縮性。 G函數(shù)壓力（M pa）2418123603.57dp/dG或Gdp/dG裂縫閉合點(diǎn)Gdp/dG壓力dp/dG0 常 規(guī) 濾 失

5、即濾失與壓力無關(guān)，壓裂液通過基質(zhì)巖塊的濾失。當(dāng)疊加導(dǎo)數(shù)值位于通過原點(diǎn)的一條直線上時(shí)，通過不變導(dǎo)數(shù)值（擬合壓力的大小）來識(shí)別該濾失特征，偏離直線段的點(diǎn)就是裂縫閉合點(diǎn)。 與壓力有關(guān)的濾失壓力（M pa）0 2.524 3.5 1.7521185.0G函數(shù)dp/dG或Gdp/dG閉合點(diǎn)壓力裂隙開啟點(diǎn)dp/dGGdp/dG0 疊加導(dǎo)數(shù)部分位于直線段上，閉合點(diǎn)之前的一段時(shí)間內(nèi)濾失與壓力無關(guān)，采用平均值法計(jì)算擬合壓力。 物質(zhì)守恒方程: 停泵時(shí)裂縫的體積為 ，停泵t時(shí)間的體積為 。在t時(shí)間內(nèi)裂縫體積的變化等于裂縫的總濾失量與壓后t時(shí)間內(nèi)放噴量之和 :（忽略了高階小項(xiàng) ）裂縫延伸規(guī)律:由物質(zhì)守恒方程，得：裂縫

6、平均縫寬：于是有： 停泵后裂縫在無延伸情況下，在區(qū)間p,p+t內(nèi)，任兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的壓力差表達(dá)式，既壓降方程為: 施工期間，總注入體積為濾失量、初濾失量與裂縫體積之和，即連續(xù)性方程為: 上式簡化可得：其中， 在泵注結(jié)束時(shí)，總的濾失體積 = 注入總體積 - 裂縫體積，即: 初濾失：微元法計(jì)算VLP,C(不含初濾失的濾失分量)t p 通過疊代法求解，可以求出參數(shù)Pc、P*、L、，Wa、Sp 等。3、 裂縫性油藏壓裂壓降分析軟件開發(fā) 壓裂壓力遞減分析軟件參數(shù)輸入數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)處理圖像輸出模型選擇參數(shù)輸出測(cè)試數(shù)據(jù) 壓裂壓力遞減分析軟件總體結(jié)構(gòu)開始輸入數(shù)據(jù)（）壓裂模擬修正參數(shù)壓力變化曲線誤差計(jì)算記錄壓裂參數(shù)結(jié)

7、束誤差標(biāo)準(zhǔn)不滿足滿足 軟件主程序流程 軟件功能各類方法所求裂縫參數(shù)比較參 數(shù)PT軟件試井分析本文軟件壓裂液濾失系數(shù)初濾失系數(shù)擬合壓力閉合壓力閉合時(shí)間動(dòng)態(tài)縫長動(dòng)態(tài)縫寬延伸時(shí)間延伸長度閉合縫長閉合縫寬壓裂液效率注：“”表示能獲得的參數(shù)，“”表示不能獲得的參數(shù)。4、利用壓裂測(cè)試分析結(jié)果指導(dǎo)主壓裂施工 鄂深X井基本參數(shù)： 儲(chǔ)層溫度：105123，屬中高溫地層； 孔隙度：39%； 含油飽和度：4050%； 儲(chǔ)層壓力系數(shù)：0.9391.4，地層能量較足； 測(cè)井解釋滲透率：0.964.2510-3m2； 測(cè)試空氣滲透率：0.091210-3m2； 有效滲透率：0.00530.710-3m2；鄂深X井測(cè)試壓裂

8、簡況 造長縫壓裂 單井增產(chǎn) 天然裂縫發(fā)育，導(dǎo)致脫砂 存在的問題：技術(shù)對(duì)策：主壓裂前進(jìn)行小型壓裂測(cè)試獲取所需參數(shù)，為主壓裂設(shè)計(jì)提供依據(jù)為該油田總體壓裂方案的制定與單井方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)測(cè)試壓裂施工數(shù)據(jù) 小型壓裂施工數(shù)據(jù) 序 號(hào)施工步驟排量(m3/min)施工壓力(MPa)液量(m3)1注KCL水1.532.9546.3985.7710.972停泵測(cè)壓降24.0420.423注凍膠1.94.0652.5280.820.214停泵測(cè)壓降23.7121.02測(cè)試壓裂施工曲線 泵壓套壓排量閉合壓力分析(KCL注入) 裂縫閉合閉合壓力分析(凍膠注入) 裂縫閉合凈壓力分析解釋結(jié)果 小型壓裂凈壓力擬合分析

9、結(jié)果序號(hào)參數(shù)名稱單位PT軟件本文壓降分析軟件1閉合壓力MPa57.1156.732閉合壓力梯度MPa/m0.0160.01593裂縫閉合時(shí)間min204產(chǎn)層滲透率mD0.25擬合壓力MPa1.86綜合濾失系數(shù)m/min0.53.9210-45.110-47初濾失系數(shù)m3/m22.310-48凍膠注入停泵縫長m40.6509凍膠注入停泵時(shí)縫高m21.121.110凍膠注入停泵縫寬mm3.13.0鄂深X井摩阻分析注KCL注凍膠 隨著注入的液體體積的增加和粘度的 增大，近井摩阻降低。 裂縫彎曲摩阻小型壓裂測(cè)試分析的主要認(rèn)識(shí) (1)、本井小型壓裂沒有明顯的破裂壓裂峰值，可初步判斷儲(chǔ)層內(nèi)天然裂縫發(fā)育，這

10、從取芯觀察和測(cè)井資料分析得到了驗(yàn)證。 (2)、裂縫閉合壓力，即水平最小主應(yīng)力值為56.558.5 MPa，與破裂壓力值87.8MPa，相差了約30MPa,而且壓裂液的綜合濾失系數(shù)為5.110-4 m/min0.5，地層測(cè)試有效滲透率分布在0.005310-3m20.710-3m2之間，進(jìn)一步說明了地層的天然裂縫發(fā)育，而且儲(chǔ)層致密，屬特低滲范疇。小型壓裂測(cè)試分析的主要認(rèn)識(shí) (3)、因?yàn)閮?chǔ)層致密，壓后要想有較好的增產(chǎn)效果，需造成較長的人工裂縫，來溝通發(fā)育的天然裂縫。利用小型壓裂的壓力降落數(shù)據(jù)計(jì)算，求得施工后造縫半長為50m，表明了一定規(guī)模的壓裂施工有造長縫的可能。 (4)、小型壓裂表明近井摩阻較大

11、，達(dá)到2227 MPa，當(dāng)泵入較多的前置液后近井摩阻減小，因此近井摩阻主要是由于裂縫的彎曲造成的。 主壓裂主要技術(shù)措施 (1)、根據(jù)裂縫閉合壓力，即水平最小主應(yīng)力值為56.558.5MPa，選擇高強(qiáng)度40/60目陶粒； (2)、由于儲(chǔ)層天然裂縫發(fā)育，壓裂液濾失嚴(yán)重，因此，在主壓裂施工中采用粉陶來堵塞天然裂縫，起到降濾的作用； (3)、在主壓裂施工中應(yīng)采用支撐劑段塞及小粒徑支撐劑來解決裂縫生長彎曲。 主壓裂施工曲線分析主壓裂施工數(shù)據(jù)分析泵注開始時(shí)泵壓：74MPa67MPa；排量為4m3/min時(shí)： 60MPa；第一個(gè)段塞的粉陶泵入時(shí)：60MPa66MPa， 56MPa；第二個(gè)段塞的粉陶泵入時(shí)：63MPa，56MPa。排量為4.5m3/min時(shí)40/60目陶粒進(jìn)入地層， 62MPa， 排量為5.1m3/min， 54MPa，該壓力比開始階段的67MPa降低了近13MPa。 加砂正常，按照設(shè)計(jì)要求完成施工 5、結(jié) 束 語 傳統(tǒng)的裂縫診斷技術(shù)中的壓降分析模型只針對(duì)了均