地層裂縫測試

地層裂縫測試技術(shù)的研究與應(yīng)用12/18/20231地層裂縫測試技術(shù)是通過接收地層破裂時產(chǎn)生的微地震波信號來判斷人工裂縫的走向。用此方法測定壓裂井和高壓注水井的裂縫走向與長度，從而判斷高壓注水井的水淹、水竄方向，水驅(qū)油效率，并且確定注采井網(wǎng)的合理性。為布置或調(diào)整好注采井網(wǎng)和注水強(qiáng)度提供重要的理論依據(jù)。12/18/20232地層裂縫測試技術(shù)原理：水力壓裂與高壓注水造成的巖石破裂為張性破裂，對于高壓注水井來說，就是用高壓注水的力量，克服地層最小主應(yīng)力和巖石抗張強(qiáng)度即：Ｐｆ＝δｍｉｎ＋Ｓｔ其中：Ｐｆ－地層破裂壓力，ＭＰａ

δｍｉｎ－地層最小主應(yīng)力，ＭＰａＳｔ－巖石抗張強(qiáng)度，ＭＰａ12/18/20233裂縫測試的原理假設(shè)地層中有一點Pc破裂，它所產(chǎn)生的地震波向四周傳播。我們在它的四周取三點，有如下方程：

X2＋Ｙ2＝ｒ2(1)

（Ｘ－Ｘ0）2＋（Ｙ－Ｙ2）2＝ｒ2(2)

（Ｘ－Ｘ1）2＋（Ｙ－Ｙ1）2＝（ｒ＋δ1）2(3)

（Ｘ－Ｘ2）2＋（Ｙ－Ｙ2）2＝（ｒ＋δ2）2(4)

其中X,Y是Pc點的坐標(biāo)。(X0,Y0),(X1,Y1),(X2,Y2)是周圍三點的坐標(biāo)，測出多個Pc點，把這些Ｐc點標(biāo)在以壓裂井為原點的直角坐標(biāo)圖上，便可準(zhǔn)確得出地層開裂裂縫的長度和方位。

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續(xù)注入井孔的壓力達(dá)到Ｐｆ值時，地層就產(chǎn)生破Ｐｃ＝δｍｉｎ＋Ｋｒｃ／（πC）０。５其中：Ｐｃ－裂縫延伸壓力，ＭＰａＫｒｃ－巖石斷裂韌度，ＭＰａm０。５

Ｃ－裂縫初始長度，m12/18/20235壓裂測試的示意圖12/18/20236主要技術(shù)指標(biāo)和性能特點１、該技術(shù)是錄取微地震波于地面套管測試法，允許監(jiān)測井有一定的背景噪音，采集和計算較為方便。２、儀器本身不受井溫和井深壓力的影響，儀器工作較穩(wěn)定，不受人為因素的影響，測試速度快，成本低。12/18/20237主要技術(shù)指標(biāo)和性能特點：(續(xù))３、測試時不用對井作業(yè)，又不影響油、氣、水井生產(chǎn)，對地層也不產(chǎn)生污染，既方便又準(zhǔn)確。４、測定方位誤差在2o，裂縫長度誤差在5米以內(nèi)。12/18/20238

適用范圍適用于壓裂井和高壓注水井。12/18/20239現(xiàn)場應(yīng)用

該技術(shù)在中原油田探井壓裂，開發(fā)井壓裂、老井壓裂，氣井壓裂等壓裂井共測試７７井次，對壓裂規(guī)模和壓裂方案起到了很重要的指導(dǎo)作用，對開發(fā)方案的制定提供了依據(jù)。另在中原油田高壓注水井共測試5６井次，判斷了水淹、水竄方向，為注采井網(wǎng)的調(diào)整和提高動用程度提供了依據(jù)。這項成果分別在采油一廠、采油二廠、采油三廠、采油四廠得到了廣泛的應(yīng)用并取得了重大經(jīng)濟(jì)效益。12/18/202310文82塊應(yīng)用示例

在文82塊我們進(jìn)行了七口井的測試，搞清了水淹、水竄方向，從而對調(diào)整該區(qū)塊注采井網(wǎng)，調(diào)整注水強(qiáng)度提供了依據(jù)，對提高注水波及面積和效率作出了重要貢獻(xiàn)，同時我們還用判斷人工裂縫走向的其它輔助方法進(jìn)行了分析和試驗，其結(jié)果和用裂縫測試技術(shù)測試的結(jié)果一致，并且在這一區(qū)塊取得了相當(dāng)好的經(jīng)濟(jì)效益。12/18/202311圖例112/18/202312圖例212/18/202313井網(wǎng)布局一種注采井網(wǎng)是：一排注水井，一排采油井；另一種井網(wǎng)是：一排注水井，兩排采油井，如圖3、圖4所示兩種井網(wǎng)布局。12/18/202314井網(wǎng)布局（續(xù)）推薦兩種注采井網(wǎng)布井，兩種井網(wǎng)都是以人工裂縫延伸方向各分45度的正方形井網(wǎng)，注水井按人工裂縫延伸方向切割注水。注水井采油井都要進(jìn)行壓裂，在人工裂縫中形成高導(dǎo)流能力，注水井中注入地層中的水，首先通過人工裂縫再向兩側(cè)驅(qū)油，這兩種井網(wǎng)注水，可延長無水采油期，提高采油速度和最終采收率。12/18/202315圖例3lmz:一排注水井一排采油井的井網(wǎng)注水井采油井人工裂縫12/18/202316圖例4lmz:一排注水井二排采油井的井網(wǎng)注水井采油井人工裂縫12/18/202317井網(wǎng)布局分析井網(wǎng)的布局可通過相應(yīng)的油水井的生產(chǎn)情況來觀察，文82－41對應(yīng)的井有72－112、72－19、82－39，文72－110對應(yīng)的采油井有82－24、82－23、82－22，這幾口井的情況見表2。12/18/202318表2油井生產(chǎn)情況表12/18/202319井網(wǎng)分析（續(xù)）從生產(chǎn)井情況看，文82－23、文82－22在注水井72－110的東西向和南北向上，它們的含水率為零，而在其它方向都有不同程度的含水率，這和本研究分析的排列方向非常一致，這種排列方式可延長無水采油期，水驅(qū)油效果好。12/18/202320文82塊井位圖12/18/202321實例結(jié)論人工裂縫方位與最大水平主應(yīng)力方向一致，對于文82塊來說，最大水平應(yīng)力方向為北西向。油水井的排列應(yīng)避開人工裂縫方位和原生裂隙走向，以夾角45°為宜，文82塊最好的排列方向為東西向。12/18/202322在山西晉城的應(yīng)用

九七年我們受美國喬麥特公司和山西晉城礦物局的委托對山西晉城煤層氣田的４口井進(jìn)行了十一井次的測試，對不同煤層產(chǎn)生的裂縫形態(tài)、裂縫走向和裂縫長度進(jìn)行了測試。受到了美國喬麥特公司的好評，晉城礦物局也很滿意，當(dāng)有關(guān)技術(shù)報告上報給中國煤層氣中聯(lián)公司時，受到了很好的評價并對該技術(shù)產(chǎn)生了濃厚興趣，表示以后繼續(xù)讓我們搞下去。12/18/202323地層裂縫監(jiān)測技術(shù)總結(jié)該技術(shù)對油水井生產(chǎn)影響較小，測試速度快。對地層不產(chǎn)生污染，可形成工業(yè)性監(jiān)測，對判斷水淹、水竄方向