第1章水力壓裂

第一章水力壓裂內(nèi)容提要水力壓裂造縫機(jī)理壓裂液支撐劑水力壓裂延伸模擬支撐劑輸送水力壓裂評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)壓裂工藝技術(shù)1壓裂:分類:水力壓裂:利用地面高壓泵組，以超過(guò)地層吸收能力的排量將高粘壓裂泵入井內(nèi)而在井底產(chǎn)生高壓，當(dāng)壓力克服井壁附近地應(yīng)力并達(dá)到巖石抗張強(qiáng)度時(shí)，就在地層產(chǎn)生裂縫。繼續(xù)泵注帶有支撐劑的壓裂液，使裂縫繼續(xù)延伸并在其中充填支撐劑。停泵后，由于支撐劑對(duì)裂縫的支撐作用，在地層中形成足夠長(zhǎng)的、有一定導(dǎo)流能力的填砂裂縫，從而實(shí)現(xiàn)油氣井增產(chǎn)和水井增注。hydraulicfracturing2增產(chǎn)增注機(jī)理：溝通非均質(zhì)性構(gòu)造油氣儲(chǔ)集區(qū)，擴(kuò)大供油面積；將原來(lái)的徑向流改變?yōu)榫€性流和擬徑向流，從而改善近地帶的油氣滲流條件；解除近井地帶污染3&1水力壓裂造縫機(jī)理破裂加砂停泵裂縫延伸壓力裂縫閉合壓力前置液攜砂液裂縫閉合井筒摩阻凈裂縫延伸壓力地層壓力致密地層天然裂縫地層4一、地應(yīng)力場(chǎng)分析與測(cè)量地應(yīng)力場(chǎng)原地應(yīng)力場(chǎng)擾動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)重力應(yīng)力構(gòu)造應(yīng)力熱應(yīng)力孔隙流體壓力51.重力應(yīng)力場(chǎng)上覆巖層重力：有效垂向應(yīng)力：（一）

地應(yīng)力場(chǎng)水平主應(yīng)力分量：6因巖體水平方向上應(yīng)變收到限制，εx=0，εy=0。則泊松效應(yīng)引起的水平主應(yīng)力場(chǎng)為?？紤]孔隙流體壓力后的地層水平主應(yīng)力為：

。2.構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)定義：構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的地應(yīng)力增量。它以矢量形式疊加在地層重力應(yīng)力場(chǎng)，使得水平主應(yīng)力場(chǎng)不均勻。73.熱應(yīng)力場(chǎng)定義：指由于底層溫度變化在其內(nèi)部引起的內(nèi)應(yīng)力增量，與溫度變化量和巖石性質(zhì)有關(guān)。將油氣藏邊界視為無(wú)窮大，考慮其側(cè)向應(yīng)變收到約束，溫度變化引起的水平應(yīng)力增量σx，σz為。8確定方法水力壓裂法實(shí)驗(yàn)室分析方法測(cè)井解釋方法有限元模擬滯彈性應(yīng)變恢復(fù)ASR微差應(yīng)變分析DSCA（二）地應(yīng)力場(chǎng)的確定9（三）人工裂縫方位原理：根據(jù)最小主應(yīng)力原理，巖石破裂面垂直于最小主應(yīng)力方向如圖所示：當(dāng)σz最小時(shí)，形成水平裂縫當(dāng)σy最小時(shí)，形成垂直裂縫第一大節(jié)10二、破裂壓力1.井筒應(yīng)力分布（一）井壁最終應(yīng)力分布11由上式知，可以得出什么結(jié)論？問(wèn)題：最大最小周向應(yīng)力在什么地方？122.向井筒注液產(chǎn)生的應(yīng)力分布按彈性力學(xué)理論計(jì)算應(yīng)力分布：結(jié)論？133.注入液徑向滲入地層引起的應(yīng)力周向應(yīng)力值近視為：4.井壁最終應(yīng)力分布將上述幾種周向應(yīng)力疊加總存在兩個(gè)方向受到的周向應(yīng)力最小：井壁處的周向應(yīng)力簡(jiǎn)化為：14（二）水力壓裂造縫條件準(zhǔn)則:最小主應(yīng)力達(dá)到物體的抗張強(qiáng)度σt就會(huì)破壞。1.形成垂直裂縫存在壓裂液濾失最大張應(yīng)力準(zhǔn)則:當(dāng)井壁巖石的有效周向應(yīng)力達(dá)到井壁巖石水平方向的最小抗張強(qiáng)度σht，有效周向應(yīng)力：破裂壓力：15無(wú)壓裂液濾失有效周向應(yīng)力：破裂壓力：2.形成水平裂縫條件:井壁巖石的有效垂向應(yīng)力達(dá)到井壁巖石垂直方向的最小抗張強(qiáng)度σVt,形成水平縫。有壓裂液濾失有效垂向應(yīng)力：16破裂壓力：修正破裂壓力：無(wú)壓裂液濾失破裂壓力：修正破裂壓力：17（三）破裂壓力梯度定義:某點(diǎn)破裂壓力與該點(diǎn)深度的比值。計(jì)算？理論計(jì)算統(tǒng)計(jì)范圍:<0.015~0.025MPa/m與裂縫形態(tài)的關(guān)系:<0.015~0.018MPa/m，垂直縫；＞0.022~0.025MPa/18m，水平縫fracturepressuregradient18三、降低破裂壓力的途徑主要途徑改善射孔參數(shù)高能氣體壓裂酸化預(yù)處理解除射孔污染增加孔眼有效深度溶解膠結(jié)物成分19&2壓裂液

fracturingfluid作用:傳遞壓力；起裂和延伸裂縫；攜砂。按作用分前置液攜砂液頂替液起縫、延伸裂縫、冷卻延伸裂縫、懸砂頂替砂漿壓裂液：壓裂施工過(guò)程中所用的工作液的總稱。fracturingfluid20對(duì)壓裂液的要求:與地層配伍；有效懸浮和輸送支撐劑；濾失少；摩阻低；低殘?jiān)?；易返排；熱穩(wěn)定性；抗剪切穩(wěn)定性。21一、壓裂液類型221.水基壓裂液類型水稠化水水基凍膠清水+稠化劑等清水+稠化劑+交聯(lián)劑+破膠劑等稠化劑作用:增加粘度；降低濾失；懸浮和攜帶支撐劑。種類:植物膠；植物膠衍生物；纖維素衍生物；工業(yè)合成聚合物。23交聯(lián)劑作用:交聯(lián)聚合物線性大分子，形成網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)種類:兩性金屬、含氧金屬破膠劑作用:使凍膠壓裂液降解（化水）種類:氧化破膠劑、生物酶體系、有機(jī)弱酸油基壓裂液:碳酸銨鹽、氧化鈣、氨水24水基壓裂液的適用性:大多數(shù)儲(chǔ)層；不適宜于低壓儲(chǔ)層；不宜用于油濕地層；不能用于強(qiáng)水敏地層。優(yōu)點(diǎn):成本低；安全；缺點(diǎn):傷害（水敏、油水乳化、殘?jiān)?52.油基壓裂液組成:油+增稠劑+交聯(lián)劑等油:原油、柴油、煤油及凝析油優(yōu)點(diǎn):避免水敏；自動(dòng)破膠；缺點(diǎn):摩阻高；風(fēng)險(xiǎn)大；高溫穩(wěn)定性差；適用性:263.乳化壓裂液組成:油+水+表面活性劑等水相水鹽水稠化水水凍膠酸類醇類油相原油成品油凝析油乳化類型油包水水包油優(yōu)點(diǎn):地層傷害??；摩阻較高；抗溫性較差；成本高；274.泡沫壓裂液定義:氣體分散于液體的分散體系。組成:水相+氣相+氣泡劑水相稠化水水凍膠酸液氣相CO2N2醇液空氣特點(diǎn):地層傷害小，摩阻小，效率高，抗溫性差。28二、壓裂液添加劑additive1.pH調(diào)節(jié)劑作用:控制交聯(lián)劑和交聯(lián)時(shí)間所要求的pH值；加速/延緩聚合物的水合作用；保證壓裂液處于破膠劑的有效作用范圍。常用pH調(diào)節(jié)劑:氫氧化納、碳酸氫納、磷酸氫鈉、醋酸鈉、甲酸、醋酸等292.殺菌劑3.粘土穩(wěn)定劑KCl穩(wěn)定機(jī)理:通過(guò)陽(yáng)離子防止陽(yáng)離子交換阻止粘土顆粒擴(kuò)散。特點(diǎn):效果好，但有效期短。季胺穩(wěn)定機(jī)理:帶正電的基吸附在帶負(fù)電的粘土質(zhì)點(diǎn)，其烴鏈從質(zhì)點(diǎn)向外伸展形成“有機(jī)屏障”保持粘土顆粒呈不分散狀態(tài)。30陽(yáng)離子型穩(wěn)定機(jī)理:吸附粘土表面，束縛微粒遷移和膨脹。特點(diǎn):作用時(shí)間長(zhǎng)。4.破乳劑5.降濾劑類型:硅粉、乳狀液、油溶性樹(shù)脂。5.其它添加劑抗溫劑、氣泡劑、減阻劑、轉(zhuǎn)向劑等第二大節(jié)31三、壓裂液流變性rheologicalproperty壓裂液流變性:指壓裂液在外力作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)和變形特性的關(guān)系。水、活性水、稠化水、油凍膠、粘彈性聚合物、泡沫壓裂液泡沫壓裂液321.壓裂液的流變性牛頓型：非牛頓型冪律型：視粘度：圓管稠度系數(shù)：裂縫稠度系數(shù)：賓漢型：2.壓裂液流變性的測(cè)定方法333.壓裂液的摩阻計(jì)算管路摩阻射孔孔眼摩阻Esso公司公式：Amoco公司公式：縫流摩阻34四、壓裂液的濾失性濾失過(guò)程:壓裂液造壁性控制的壓裂液經(jīng)過(guò)濾餅向地層濾失（濾餅區(qū)），然后是壓裂液粘度控制的濾液侵入地層過(guò)程（侵入?yún)^(qū)），最后是受地層流體壓縮性和流動(dòng)控制的第三個(gè)區(qū)域（壓縮區(qū)）。351.壓裂液的造壁性濾失系數(shù)靜態(tài)造壁性濾失系數(shù)：修正：用途:靜態(tài)濾失系數(shù)用于篩選評(píng)價(jià)壓裂液36用途:動(dòng)態(tài)濾失系數(shù)為壓裂設(shè)計(jì)提供參數(shù)372.受壓裂液粘度控制的濾失系數(shù)假設(shè)條件:侵入符合達(dá)西定律；活塞驅(qū)動(dòng)壓裂液的實(shí)際濾失速度：積分求L，回代達(dá)西定律濾失系數(shù)：383.受地層流體壓縮性控制的濾失系數(shù)4.綜合濾失系數(shù)調(diào)和法：分壓降法：非造壁液：造壁液：39例:已知油層滲透率K=2.5×10-3μm2，孔隙度φ=0.2，地層流體粘度μR=2mPa?s，綜合壓縮系數(shù)cf=6×10-3MPa-1，壓裂液粘度μf=2mPa?s，壓裂液造壁性濾失系數(shù)cw=1.8×10-3m?min0.5，裂縫壁面內(nèi)外壓差△p=18MPa。求綜合濾失系數(shù)c。五、壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害與保護(hù)液體污染:粘土水化和微粒運(yùn)移；壓裂液滯留；潤(rùn)濕性。固相堵塞壓裂液濃縮40作業(yè)作業(yè)1：已知油層滲透率K=2.5×10-3μm2，孔隙度φ=0.2，地層流體粘度μR=3mPa?s，綜合壓縮系數(shù)cf=6×10-3MPa-1，壓裂液粘度μf=2mPa?s，壓裂液造壁性濾失系數(shù)cw=1.8×10-3m?min0.5，裂縫壁面內(nèi)外壓差△p=18MPa。求綜合濾失系數(shù)c。41&3支撐劑

proppant支撐劑：作用：要求:承受高閉合應(yīng)力；密度低；化學(xué)惰性；粒度均勻、圓球度好，粒徑盡量大；雜質(zhì)少；貨源充足，價(jià)格便宜。140MPa<2g/cm3200℃鹽水42一、支撐劑類型1.硬脆性支撐劑硬脆性支撐劑:指支撐劑硬度大，在閉合應(yīng)力下不宜變形的支撐劑。類型:石英砂、陶粒。石英：應(yīng)用比重:組成:43石英砂的特點(diǎn):破碎后仍具有一定的導(dǎo)流能力；密度相對(duì)較低；可作為降濾劑；適合于低閉合應(yīng)力地層；價(jià)格便宜。產(chǎn)地:新疆、蘭州、福州、岳陽(yáng)、內(nèi)蒙中強(qiáng)度陶粒：制造:鋁礬土或鋁質(zhì)陶土44組成:鋁質(zhì)+硅質(zhì)+其它氧化物產(chǎn)地:宜興高強(qiáng)度陶粒：制造:鋁礬土或氧化鋁組成:氧化鋁+氧化硅+氧化鐵+氧化鈦產(chǎn)地:成都、唐山45陶粒的特點(diǎn):強(qiáng)度高；導(dǎo)流能力高；導(dǎo)流能力遞減慢；密度高；價(jià)格高。2.韌性支撐劑韌性支撐劑:在較高閉合壓力作用下相對(duì)容易變形而不破碎的支撐劑。類型:樹(shù)脂砂、核桃殼。46樹(shù)脂砂預(yù)固化樹(shù)脂砂可固化樹(shù)脂砂3.支撐劑在閉合應(yīng)力下的狀態(tài)嵌入巖層破碎受壓變形二、支撐劑性能1.支撐劑物理性質(zhì)粒度組成及分布；圓球度及表面光滑度；濁度；密度；酸溶度；抗壓強(qiáng)度。真密度、視密度？測(cè)定支撐劑性能472.支撐劑導(dǎo)流能力定義:支撐劑在儲(chǔ)層閉合壓力下通過(guò)或輸送儲(chǔ)層流體的能力，表示為Kf?w，單位μm2?cm。FRCD,fractureconductivity分類短期導(dǎo)流能力長(zhǎng)期導(dǎo)流能力評(píng)價(jià)和選擇支撐劑壓裂效果評(píng)價(jià)48支撐劑類型和形狀對(duì)導(dǎo)流能力的影響表1

我國(guó)部分支撐劑導(dǎo)流能力(鋪砂濃度5.0kg/m2)閉合壓力MPaφ0.5~φ0.8石英砂φ0.5~φ1.25石英砂φ0.45~φ0.90陶粒甘肅蘭州砂湖南岳陽(yáng)砂甘肅蘭州砂湖南岳陽(yáng)砂宜興陶粒成都陶粒FECDKFECDKFECDKFECDKFECDKFECDK1088276822601063531795531534621415152042142481435921169225111347115421301562227524992793852729234540629622057428350-441485722160-31108451777013462811649支撐劑粒度組成的影響鋪砂濃度的影響鋪砂濃度50支撐劑質(zhì)量的影響51地層條件的影響:閉合壓力；巖石硬度；環(huán)境條件（地層流體介質(zhì)和地層溫度）。壓裂液的影響流動(dòng)條件的影響:非達(dá)西效應(yīng)；多相流效應(yīng)；承壓時(shí)間。52三、支撐劑選擇1.裂縫導(dǎo)流能力確定原則圖版法辛科準(zhǔn)則垂直縫：水平縫：532.支撐劑類型閉合應(yīng)力法石英砂<40MPa：高強(qiáng)度陶粒>40MPa：井深法石英砂<3000m陶粒>3000m：3.支撐劑粒徑的選擇考慮因素:閉合壓力；裂縫寬度；輸送要求。4.支撐劑鋪砂濃度縫長(zhǎng)導(dǎo)流能力支撐劑粒徑鋪砂濃度閉合壓力第三大節(jié)54&4水力壓裂裂縫延伸模擬

壓裂模型的分類集總參數(shù)模型擬三維模型全三維模型二維模型55一、卡特面積公式假設(shè)條件：壓裂液沿裂縫面垂直、線性向地層流失；濾失速度取決于該點(diǎn)暴露于壓裂液的時(shí)間；忽略流體壓縮性；裂縫中各點(diǎn)壓力相同，等于井底注入壓力。56原理：物質(zhì)平衡原理，注入裂縫的液量等于裂縫體積增量與濾失量之和。根據(jù)Carter模型的幾何假設(shè)，上式改寫(xiě)成：57進(jìn)行Laplace變換，可解出裂縫壁面面積：erfc（x）為x的誤差補(bǔ)償函數(shù)：58對(duì)于垂直對(duì)稱雙翼裂縫，如果已知縫高Hf，則單翼縫長(zhǎng)為：對(duì)于水平裂縫，裂縫半徑為：59二、PKN模型PKN模型是由Perkins&Kern提出，Nordgren加以完善。其幾何模型如圖所示。60假設(shè)條件：裂縫高度為常數(shù)，垂直于縫長(zhǎng)方向橫截面為橢圓；壓裂液沿縫長(zhǎng)作穩(wěn)定的一維層流流動(dòng)，且沿裂縫壁面線性流失；沿縫長(zhǎng)方向的壓降完全由流體的流動(dòng)阻力引起，在裂縫延伸前緣，流體壓力等于地層最小水平主應(yīng)力；t時(shí)刻x斷面上懸浮最大寬度與縫中靜壓力成正比；注液排量保持恒定。61對(duì)于注入時(shí)間t，基于物質(zhì)平衡原理，可得到裂縫中x斷面處流體流動(dòng)連續(xù)性方程：基于彈性力學(xué)理論，可得到裂縫張開(kāi)寬度方程：621.牛頓型壓裂液Lamb研究了壓裂液在橢圓裂縫中流動(dòng)時(shí)的壓力梯度為：1）不濾失情形(qL=0)Perkins&Kern忽略面積A隨時(shí)間的增加而引起的流量降低，導(dǎo)出下面計(jì)算公式：63對(duì)于單翼縫：對(duì)于雙翼縫：642）濾失情形當(dāng)濾失系數(shù)相當(dāng)大的時(shí)候?A/?t<<qL。忽略?A/?t的影響，Nordgren按Laplace變換求解裂縫幾何尺寸：對(duì)于單翼縫：對(duì)于雙翼縫：思考：計(jì)算裂縫尺寸的步驟？652.冪律型壓裂液不濾失由冪律型壓裂液在兩平行裂縫壁面間的流變學(xué)特征，流體視粘度為：代入Lamp方程得到壓降方程計(jì)算沿裂縫的壓力分布。思考：如何計(jì)算裂縫幾何尺寸？66三、CGD模型CGD模型也稱KGD或GDK模型。其幾何模型如圖所示。67基本假設(shè)：地層為各向同性均質(zhì)地層，巖石線彈性應(yīng)變主要發(fā)生于水平面上；牛頓型壓裂液在裂縫中作穩(wěn)定層流流動(dòng)，垂直剖面上流體壓力為常數(shù)，排量恒定；裂縫高度為常數(shù)（儲(chǔ)層有效厚度）；地層為非滲透性地層；68根據(jù)泊稷葉理論，牛頓液在裂縫中流動(dòng)時(shí)的壓降方程為：根據(jù)England和Green計(jì)算裂縫寬度延伸的積分公式得：69裂縫在均質(zhì)脆性體內(nèi)平衡延伸時(shí)，裂縫中壓力和地層應(yīng)力綜合作用使裂縫尖端光滑閉合：對(duì)于單翼縫：對(duì)于雙翼縫：思考：如何計(jì)算裂縫幾何尺寸？70四、CGD與PKN模型的比較項(xiàng)目PKN模型CGD模型幾何形狀垂直剖面為橢圓形；水平剖面為（2n+2）次拋物線形裂縫長(zhǎng)而窄垂直剖面為矩形水平剖面為橢圓形裂縫短而寬應(yīng)變平面應(yīng)變發(fā)生于垂直剖面，層間無(wú)滑動(dòng)；裂縫張開(kāi)在垂直剖面求解平面應(yīng)變主要發(fā)生在水平剖面；層間有滑動(dòng)；裂縫張開(kāi)在水平裂縫求解應(yīng)力行為井底壓力隨時(shí)間增加而升高，隨縫長(zhǎng)增加而增加p(t)∝te,1/4n+4<e<1/2n+3井底壓力隨施工時(shí)間逐級(jí)降低，隨縫長(zhǎng)增加而遞減p(t)∝te,e=-1/371五、裂縫三維延伸模擬壓裂模型的基本方程寬度方程高度方程（延伸準(zhǔn)則）流體壓降方程連續(xù)性方程72&5支撐劑輸送

一、支撐劑沉降特性1.單球型顆粒自由沉降2.干擾沉降733.裂縫壁面效應(yīng)當(dāng)Rep<1當(dāng)Rep>100

當(dāng)1≤Rep≤100,按線性插值確定fw

4.支撐劑在垂直裂縫壓裂液中的沉降速度74二、沉降型布砂設(shè)計(jì)平衡狀態(tài)時(shí)支撐劑濃度在縫高方向上分布圖Ⅰ區(qū)（砂堤區(qū)）：為沉降下來(lái)的砂堤。Ⅱ區(qū)（顆粒滾流區(qū)）：顆粒沉降與卷起處于動(dòng)平衡狀態(tài)Ⅲ區(qū)（懸浮區(qū)）：顆粒呈懸浮狀態(tài)Ⅳ區(qū)（無(wú)砂區(qū)）：無(wú)支撐劑，只有壓裂液施工排量和壓裂液粘度如何影響砂分布？第四大節(jié)751.平衡流速與阻力速度平衡流速：已知平衡流速，則平衡高度為：：76Thomas由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出各種條件下的阻力速度。牛頓流體：非牛頓流體：77水力半徑等于過(guò)流面積與濕周之比：紊流：層流：782.砂堤堆起速度與平衡時(shí)間當(dāng)縫中流速達(dá)到平衡流速時(shí)，沙堤停止增高，處于平衡狀態(tài)：若以h表示對(duì)應(yīng)的流動(dòng)斷面高度，由幾何關(guān)系：根據(jù)定義：79改寫(xiě)平衡流速定義公式，兩邊取定積分：并令：則：平衡時(shí)間：假設(shè)沙堤達(dá)到平衡高度的95%，就認(rèn)為已達(dá)到平衡高度，則80三、懸浮型布砂設(shè)計(jì)裂縫高度為hf；平均寬度為w，裂縫各處的寬度和高度相等，且不隨時(shí)間變化；壓裂施工排量Q恒定，支撐劑在裂縫中不沉降；注入前置液體積Vpad，攜砂液體積Vslurry；1.假設(shè)條件812.劃分計(jì)算單元將前置液和攜砂液劃分為體積為V（0）的若干均等單元，則前置液與攜砂液的單元段數(shù)Sp、St以及注完V（0）體積所需的時(shí)間分別為：顯然，地面第s段攜砂液（s=1，2，...ST）泵入裂縫后，隨著時(shí)間的增加，其體積Vs（1），Vs（2），...，Vs（m）...，Vs（n）。m=1，2，，...n；n=ST-s+1.823.第S段攜砂液的濾失速度按平均濾失時(shí)間計(jì)算或按進(jìn)入裂縫到停泵時(shí)濾失速度的平均值計(jì)算。4.第s斷攜砂液濾失體積百分?jǐn)?shù)835.停泵時(shí)地面第S攜砂液在縫中體積6.停泵時(shí)地面第S攜砂液的砂濃度7.裂縫閉合后的單翼填砂縫長(zhǎng)84四、改善支撐劑在裂縫中分布的途徑首先采用高粘懸浮液將小顆粒支撐劑輸送到裂縫遠(yuǎn)處，使壓開(kāi)的裂縫完全支撐，得到更長(zhǎng)的填砂縫長(zhǎng)；在井底附近裂縫采用低粘度壓裂液使大顆粒支撐劑沉積，充分利用動(dòng)態(tài)裂縫寬度，從而得到更高的裂縫導(dǎo)流能力。85作業(yè)2：牛頓型壓裂液粘度μf=40mPa.s，密度f(wàn)=1000kg/m3；石英砂支撐劑顆粒密度s=2650kg/m3，平均粒徑dp=1.143×10-3m，砂比S=10%；裂縫高度Hf=10m，裂縫寬度w=4.76×10-3m；試計(jì)算雙翼裂縫中排量Q為1和2.5m3/min時(shí)的平衡高度和平衡時(shí)間。作業(yè)86&6水力壓裂評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)內(nèi)容經(jīng)濟(jì)效益分析工藝效果評(píng)價(jià)水力裂縫評(píng)估開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)87一、水力裂縫評(píng)估88二、工藝效果分析增產(chǎn)有效期：指某井從壓裂施工后增產(chǎn)見(jiàn)效開(kāi)始至壓裂前后產(chǎn)量遞減到相同的日產(chǎn)水平所經(jīng)歷的時(shí)間。增產(chǎn)倍比：指相同生產(chǎn)條件下壓裂后和壓裂前的日產(chǎn)水平或采油指數(shù)之比。891.McGuire&Sikora曲線法902.典型曲線法913.Raymond&Binder公式法4.數(shù)值計(jì)算模擬方法92三、水力壓裂經(jīng)濟(jì)分析1.壓裂經(jīng)濟(jì)分析方法2.產(chǎn)量遞減模式3.壓裂施工成本第六大節(jié)93&7水力壓裂設(shè)計(jì)地層條件設(shè)備能力壓裂液支撐劑加砂方式施工方案配產(chǎn)方案增產(chǎn)倍數(shù)壓裂液支撐劑布砂方式施工規(guī)模94一、選井選層主要影響因素正確選擇壓裂對(duì)象儲(chǔ)層地質(zhì)特征巖石力學(xué)性質(zhì)孔滲飽特性油層油水接觸關(guān)系井筒技術(shù)要求界面性質(zhì)與致密性95油氣井低產(chǎn)的原因：鉆井、完井、修井等對(duì)地層傷害；油氣層滲透率很低，常規(guī)完井方法難以經(jīng)濟(jì)開(kāi)采；“土豆?fàn)睢蓖哥R體地層；油氣藏壓力已經(jīng)枯竭，即油氣剩余能量不足961.儲(chǔ)層物性評(píng)估巖心分析粘土礦物分析儲(chǔ)層地質(zhì)特征巖石力學(xué)性質(zhì)試井分析972.選井選層原則低滲透地層：優(yōu)先壓裂，加大規(guī)模；足夠的地層系數(shù)，Kh>0.5×10-3μm2·m含油飽和度：大于35%；孔隙度：6-15%高污染井。98二、確定入井材料1.優(yōu)選壓裂液體系篩選基本添加劑，配制適合本井的凍膠交聯(lián)體系：篩選與目的層配伍性好的添加劑；篩選適合現(xiàn)場(chǎng)施工的各種表面活性劑；對(duì)選擇的壓裂液，在室內(nèi)模擬來(lái)測(cè)定其流變性及摩阻系數(shù)，并按石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面測(cè)定。2.選擇支撐劑99三、水力壓裂設(shè)計(jì)計(jì)算主要任務(wù)在給定的儲(chǔ)層和井網(wǎng)條件下，根據(jù)不同縫長(zhǎng)和導(dǎo)流能力預(yù)測(cè)壓后生產(chǎn)動(dòng)態(tài)；根據(jù)儲(chǔ)層條件選擇壓裂液、支撐劑和加砂濃度，并確定合理用量；根據(jù)井下管柱和井口裝置的壓力極限選擇合理的泵注排量與泵注方式，地面泵壓，和壓裂車數(shù)；確定壓裂泵注程序；進(jìn)行壓裂經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，是壓裂作業(yè)最優(yōu)化。1.壓裂設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參數(shù)1002.壓裂設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容1）注入方式選擇2）施工排量3）液量與砂量4）井口施工壓力5）施工功率6）壓裂車臺(tái)數(shù)1013.水力壓裂設(shè)計(jì)計(jì)算步驟確定前置液量，混砂液量及砂量；選擇適當(dāng)?shù)氖┕づ帕?、?jì)算施工時(shí)間；計(jì)算動(dòng)態(tài)幾何裂縫尺寸；支撐劑在裂縫中的運(yùn)移分布，確定支撐裂縫幾何尺寸；預(yù)測(cè)增產(chǎn)倍數(shù)。4