压裂压力诊断解读
使用压力诊断的压裂评估汇编
Kv (层流) dx w dp K q / w hf h dx w
n x 1 n
1 2 n
i
f
n
隐含的假设：未考虑沿缝高方向上缝宽的变化
2.2 物质平衡或质量守恒
水基或油基压裂液，液体体积变化相对裂缝弹性应变很小忽略 液体的压缩性，使用体积平衡代替质量守恒 （例外：泡沫压裂液、酸压中CO2产生）
裂缝闭合
两直 线交点
闭合后
测定Pc的首选方法：阶梯注入测试与回流测试的结合
Pc分析方法的建议(Talley,1999)
①除非使用关井阀，否则储层压力应等于或大于井 筒静水柱压力；以确保闭合后分析满足无流动假设 ②对于气井，宜开采前进行测试；以可能减少压降 期间井筒中气体膨胀的影响； ③闭合后分析是具有非唯一性的反演问题，闭合后 分析可由估算的储层压力、闭合时间、初滤失量得 以改进。储层压力的估算方法： a.液体注入前的测得的稳定井底压力 b.液体注入超压储层前测得的稳定地面压力 c. 欠压储层，由地面压力和静水柱估算，静水柱 压力可由精确测量完全注入井筒内的液体得出 d.依据油田建立的精确储层压力梯度
— 泵注期间的压力分析：净压力与时间的双对数曲线确 定裂缝的几何特征；双对数导数图用于判断复杂的裂 缝和支撑剂的影响
— 裂缝闭合期的分析：与时间的特殊函数的压降曲线(G 曲线)估算液体效率和滤失系数，G函数分析的原理及 应用、非理想压力动态分析的校正 — 裂缝闭合后：由于液体滤失引起的油藏内动态压力反 应，且表现为线性流或一长时间的径向流特征 —复杂的测试程序: 每一阶段所得压力资料的综合处理
●
Байду номын сангаас二维裂缝模型简介
Cater模型
变尺度分析方法在水力压裂压力诊断中的应用
效 方 法 。 目前 ， 方 法在 测 井 资料 分析 、 缝 预 测 和 储 层 评 价 等 方 面 都 有 了较 为 广 泛 的 应 用 。 压 裂 施 工 作 业 时检 该 裂 测 到 的压 力和 时 间数 据 也 是 一 一 对 应 的 关 系 ， 考虑 到压 裂 施 工 曲 线 中 压 力 随 时 间 变化 的 复 杂 性 ， 分 形 几 何 中 的 把 变尺 度 分 析 方 法 引入 到 水 力压 裂压 力诊 断 中 ， 合 现 场 压 裂 施 工 实例 分 憋 压 造 缝 、 砂 、 降 ３个 阶 段 进 行 了 分 结 加 压 析， 旨在 探 索 压 裂 施 工 过 程 中压 力 随 时 间 变化 是 否 具 有 分 形 特 性 ， 否 可 以 形 成 一 种 新 颖 的 压 力诊 断 方 法 。 结 果 是 表 明 ， 方 法 切 实 可行 ， 够从 新 的层 面对 压 裂 施 工 曲 线进 行 分 析 ， 压 力 变 化 曲 线 有 了新 的解 读 方 法 ， 时对 类 该 能 对 同 似 井层 的压 裂施 ＿ 有 重要 的指 导意 义 。 Ｔ － 关 键 词 ： 尺 度 分 析 ； 力压 裂 ； 力 曲 线 ； 形 学 变 水 压 分
序 列 的 相 对 波 动 强 度 ， 用 到 压 裂 过 程 中 压 力 的 应
诊 断 即 相 当 于 压 力 在 不 同 施 工 时 间 变 化 的 剧 烈
程度。 假 定 压 裂 施 工 过 程 中 某 个 时 间 段 上 共 检 测 到
收 稿 日期 ： ０ ９ ０ ； 回 日期 ：０ ９ ２ ２ ０ 卜１ 改 ５ ２０ １ ｌ 卜０ 作 者 简 介 ： 腾 飞 （ ８ ） 男 ． 南 洛 阳 人 ， ０） 王 １ ２ ， ） 河 ２（ ２年 毕 业 于 西
水力压裂过程压力分析
水力压裂过程压力分析为解决我国煤层透气性低，瓦斯抽采难度大的问题，水力压裂技术受到越来越广泛的重视。
而压裂施工曲线是在压裂时地面所得到的最全面的、最及时压裂施工情况的真实反应，因此确定裂缝的延伸规律和煤储层的滤失特性，应用压裂施工过程和停泵后，裂缝内的流动方程和连续方程，结合裂缝几何参数计算模型，即可确定裂缝几何参数和压裂液效率等參数。
标签：瓦斯;水力压裂;压力曲线;穿层钻孔随着我国经济快速发展，对煤炭的需求量也迅速增加，煤炭产能与服务年限也大大提升与延长。
然而随着矿井开采深度的增加，地应力增大，煤储层渗透率越来越低，瓦斯抽采越来越困难。
我国煤矿95%以上的高瓦斯矿井与瓦斯突出矿井的煤层透气性极低，透气性系数通常只达到40×（10-3～10-4）m2/（MPa·d）[1]，说明瓦斯抽采难度很大，因此解决好瓦斯抽采的难题，对保障我国矿工安全，维持煤矿行业健康发展都有着重要作用。
目前利用水力压裂技术[2]可以使煤层中的裂隙贯通，增加煤层的透气性，提高抽放效果，能够很好的消除工作面的突出危险性，并且减少了瓦斯向大气中的排放量，保护了环境，抽出的瓦斯又能加以利用，变废为宝，实现双能源开采。
水力压裂技术是提高煤储层透气性、油气井增产、注水井增注的一项重要技术手段，因此广泛应用于采矿工程、油藏工程、测井工程等多门学科，在相关领域取得了显著效果，具有良好的推广应用价值。
水力压裂技术关键在于施工设计，同时要对压裂施工效果做出准确全面的监测。
1 裂缝的几何模型在水力压裂过程中，裂缝的形态主要是由地应力和岩石性质所决定的，水力压裂在长、宽、高三个方向破裂及延伸，流体在也在三个方向上流动。
但由于垂直缝的上下界往往受到顶底板的限制，因此缝高在一个区域内可认为是恒定不变的。
这样就可以把问题简化成在缝长和缝宽的二维破裂。
典型的二维模型有PKN 模型、KGD模型和Radial模型[3]。
（1）PKN模型：当上下围岩的破裂强度明显大于煤层，并且煤层与顶底板岩石交界处连续性强，在交界处没有相对滑动，裂缝高度恒定，为煤层厚度，裂缝横截面呈椭圆形，水平剖面为抛物线形，称之为恒高椭圆截面缝。
压裂施工中压力异常波动原因分析及处理
＼
每 ， ｐ
１． ．２是否为交联前置液 １
如果前置液量充足 ，但 没有混合交联 ，在施 工过程中，随着 时间的推移 ，液量会慢慢滤失 ， 同样 不 能 形 成 足够 长 度 的填 砂 裂 缝 ， 最 终 导致 缝 端脱砂 。正确的做法是 ：在地层压开、排量达到 设计要求后 ，就应 该进行交联混合，使前置液保
措施 （ 降砂 比或提高施工排量）。
１ ． ２非人 为因素
１ ． 地质因素 ．１ ２
１． ． ５排量是否符合设计要求 １ 全三维水力裂缝模拟 结果表 明，当上 下岩 层 与压 裂 目的层 的地 应 力差 小 于５ ａ ，泵 注排 量 ＭＰ 时
（ ）断层遮挡 。在影响压裂施工的地质因素 １ 中 ，断层遮挡 是一个 不可忽视的因素 。施工中，
工程师 ，从事 试油压裂工作 。
第１ 期
韩庆等
压裂施工 中压 力异 常波动 原因分析及 处理
一 ７一 ３
如 图 １ 示 ，本 次 施工 过 程 中有 两 次供 液 不 足 所 现 象 ，瞬 时 间导 致 主 压 车 空 泵 ， 其 压 力 排 量 都 有 较大变化 （ 压力排量 同时波动 ），供液正常后 其 压 力排 量基 本平 稳 。
的地 质 情 况 ，对 断层 发 育 的地 区 或施 工 井 给 予 标 注 ；另 一 方 面 要求 现 场 施 工 人 员 应尽 量 多积 累 经
故 障 ， 间断 性供 液 ，均 可 导 致 压 力 异 常 。在 施 工 中 ，要 求 员 工 对 台 上 设备 勤 检 查 ，发现 异 常 及 时 调整 ，保证 排量稳 定 。 （ ）混 砂 车故 障 原 因 。混 砂 车 由于使 用 率较 ２ 高 ， 磨损 部 位 容 易 发 生 故 障 。例 如 水 泵或 砂 泵 ， 由于 长 期 使 用 ， 均 可 导 致 叶 轮 磨 损 。 水 泵 发 生 故 障 ， 则上 水 困难 。砂泵 发 生 故 障 ，则供 液 量不 足 。在 施 工排 量 增 大 的情 况 下 ，混 砂 车 不 能及 时 供 给 泵 车 充足 的液 量 ，使泵 车 抽 空 ，最 终 导 致压 力 异 常 波 动 。 因此 当混 砂 车 的 易损 件 工 作 到 一 定 的期 限时应进 行检查 或更 换 。
压裂实时监测及解释技术
1
内容
目的及意义 国内外研究现状 最新研究成果 压裂实时分析模型 压裂实时解释方法 软件与应用
压裂实时监测及解释技术
2
内容
目的及意义 国内外研究现状 最新研究成果 压裂实时分析模型 压裂实时解释方法 软件与应用
压裂实时监测及解释技术
3
1 目的及意义
水力压裂是改造油气层的有效方法，是油气 水井增产增注的重要措施，而水力压裂的效果 取决于压裂工艺技术的完善程度，即对裂缝和 地层情况的认识和了解、合理的施工工艺、优 良的压裂液和支撑剂等压裂施工材料、优化的 施工设计、施工作业手段及其质量。目前，水 力压裂在理论、设备、工艺等各方面都有了很 大发展，但仍存在不少重大技术难题。
●拟三维裂缝模型
由Van Eekelen、Advani、Cleary、Palmer提出的四种模型
●全三维裂缝模型
由Clifton、Cleary提出的两种模型
压裂实时监测及解释技术
8
2 国内外研究现状
基于二维裂缝模型的压裂压力分析技术是由 Nolte和Smith提出的，后经发展和完善已成为 压裂泵注过程中的经典分析技术。这种分析技 术采用净压力进行分析，利用双对数坐标系下 净压力曲线的斜率推断裂缝延伸类型，进而确 定裂缝长度和裂缝宽度，并定性地认识和了解 裂缝高度延伸情况。但这种分析存在的问题十 分突出。
压裂实时监测及解释技术
15
2 国内外研究现状
总之，水力压裂实时监测及解释技术经发展 和应用至今，仍面临一些亟待解决的重大技术 问题，主要体现在：
三维裂缝模型相对简单和粗糙，同时模型及
其计算结果不易理解，应用困难
解释参数少，而且压力历史反演方法具有重
压裂施工中压力异常的原因分析及对策研究
（ １ ） 泵车故 障原 因 泵车 是压 裂施 工 中泵注 下井原 材料 的动 力源 ， 如果 其发 生故 障 ， 也将 会引 起 相 应的施 工故 障 。 如某 台车 的变速 箱 系统或 柴油 机发 生故 障 ， 可导 致该 车大 泵 运转偷 停或者 挡位 混乱 ， 造成排 量不准 确 。 或者 由于 大泵 阀系统 工作 故障 ， 间 断性供 液 ， 均可 导致 压力 异常 。 在施 工 中 ， 要求泵 工对 台上 设备 勤检 查 ， 发现 异 常及 时调 整车 辆 ， 保 证排量 的 稳定 。 （ ２ ） 混 砂车故 障 原 因 混砂车 由于 使用率 较高 ， 易磨损 部位也容 易发生 故障 。 例如水 泵或 砂泵 ， 由 于长期 使用 ， 均可导 致 叶轮的磨 损 。 水 泵发 生故 障 ， 则上 水困 难。 砂 泵发 生故 障 ， 则供液量不足。 在施工排量增大的情况下， 使得混砂车不能及时供给泵车充足 的液量 ， 使泵 车抽空 ， 最 终导致压 力的 异常波 动。 所 以 当混 砂车 的易损 部件工 作
由于地 层渗透 率过 大导致缝 端脱砂 而引起压 力异 常上升 ， 在施工 中也 比较 常见。 有 些微裂 缝发 育区 块 ， 在 施 工 中也 容易 导致压 裂 液滤 失量 过大 或者 形成 不了有 效主裂 缝 ， 而导致脱 砂现象 的发 生 。 对 于本 身渗透性 较好 的水井 ， 由于长
压裂施 工 是一个 系统 工程 ， 其 间任何 一个环 节 出现异 常 ， 都 可 能导致 整个 施 工的 失败 ， 导致 压力 异常 波动 的原 因大致 可 以分为 两种情 况 ： 人为 因素 和 非 人 为 因素 。 下面 就这 两 种因素 进 行详 细的 论述 。 １ ． 人为 因素 分析 在整个 施 工过程 中 ， 因人 为 因素 引发 的压力 异 常波动 占有 一定 的 比例 ， 通
煤层气井压裂施工压力与裂缝形态简析_郝艳丽
文章编号:1001-1986(2001)03-0020-03煤层气井压裂施工压力与裂缝形态简析郝艳丽,王河清,李玉魁 (中原石油勘探局井下特种作业处,河南濮阳 457061)摘要:根据煤层气试验井的施工资料,分析了煤层压裂施工压力的特点以及井深、R o 与破压梯度的关系,并根据裂缝监测(测井温法、大地电位法和微地震法)测量的裂缝方位和缝高,对煤层压裂形成的裂缝特点进行了分类和总结,提出了指导性的建议。
关 键 词:煤层气;压裂;施工压力;裂缝中图分类号:P 618.11 文献标识码:A1 引言煤层气是指形成于煤化作用过程中,目前仍储集在煤层中的优质天然气。
它的开发是一个排水降压的过程,由于煤层的低渗透特点,决定了需要进行水力压裂激化才能有效地分配井孔附近的压降,加速脱水增加产能。
本文针对煤层压裂的复杂性,从压裂施工压力与裂缝形态方面,对煤层压裂裂缝的扩展进行了分析和总结,希望能给以后的煤层气开发提供有益的帮助。
2 煤层压裂施工压力分析压裂主要是通过高压注入流体,破裂地层,从而在地层中形成高导流能力的裂缝。
施工过程中流体在岩石中流动产生的压力变化在一定程度上反映了裂缝延伸的复杂现象,煤层压裂施工分析主要是针对压裂施工压力进行分析。
2.1 煤层破裂压力分析煤层的特殊性决定了其不同于常规储层的压裂特点。
国外曾把煤层压裂的非常规性总结成4个方面:①异常高的压裂压力;②裂隙限制于煤层,即使裂隙中的压力远高于围岩带的原位应力;③伴随着孔底压力增加的支撑剂注入;④初始液体注入过程中闭合压力的显著增加。
为此我们首先分析了试验区的破裂压力梯度情况,做出了井深、R o 与井底破压梯度的散点图。
(图1,2)由图1中看出试验井的煤层破压梯度在0.017～0.064M Pa /m 之间,一般都为0.023～0.045M Pa /m 。
而且根据我们收集的资料表明,同一煤层测试压裂与加砂压裂的破压梯度存在着大约0.002～0.007M Pa /m 的差别,也就是说煤层的高滤失特点会造成大约0.002～0.007M Pa /m 的压降,损失在流体注入煤层引起孔隙压力增高而产生的孔隙弹性效应上,也有一部分加砂压裂破压梯度小于测试压裂的破压梯度的情况,这与压裂流体对煤层的冲刷有关。
压裂诊断
What we get?
Orientation with respect to natural fracs
What we want
What we get?
Fracture Treatment Optimization
Pay zone coverage
Or
Pay zone
What we want
What we get?
地面倾斜仪裂缝监测显示裂缝沿井筒发生中心改变
713600 713400
Perforation Locations Wellbore
Northing (feet)
713200
Stage 2 perfs Stage 2 frac
713000
712800 1491200
1491400
Well 527HZ3-34
Injector line
Producer line
Injector line
What we want
Injector line
Producer line
Injector line
What we get?
Infill drilling locations
Infill well
Infill well
What we want
– 独立性不高，因而需要直接远场诊断技术进行校核 – 无法获得更详细的裂缝扩展的信息
直接近井筒诊断
• 提供近井筒裂缝几何参数 • 是在压裂之后进行—因此不具备实时的功能 • 工艺包含一些测井工具 • 主要的局限:
– 只能获得井筒附近1-2英尺范围内的地层信息 – 只能提供裂缝高度的最小值 – 没有裂缝扩展更细节的信息
Horizontal well trajectory
压裂中不同压力的概念(2014.09.12)
BHTP
BHP 井底处理压力、井底压力，井眼中处理井段中段的压力。 压力液流经射孔井段限流区域时产生的压力损耗。 弯曲度，压裂液流经射孔孔眼与主裂缝之间限流区发生的压力损失。
NWBF ISIP
由近井效应产生的总压力损失，等于射孔孔眼压力与弯曲压力之和。 ISDP 停泵瞬时的井底注入压力，此时，所有基于流体摩擦产生的压力损耗均等于零。 地层作用在支撑剂上的压力，保持裂缝张开的最小压力，等于孔隙压力效应所允许的的最小水平应力。 缝内使裂缝不断发育的压力，随裂缝几何参数的变化而变化。 压裂液流经射孔孔眼及任何弯曲限流曲进入裂缝后的压裂中的压力。 裂缝流体中超过使裂缝保持张开的那部分压力，压裂液中使裂缝张开并产生裂缝宽度的能量。
������_������������������
������_ℎ������������������ ������_(������������������������ ������������������
������_ℎ 流体压头静水压力或流体压头，由井眼中的流体液柱压力产生，井壁摩擦压力，此压力是当流体注入井眼时由摩擦效应产生的压力损失。
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井底注入压力
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轮毂压裂试验-概述说明以及解释
轮毂压裂试验-概述说明以及解释1.引言1.1 概述轮毂压裂试验是一种针对轮毂进行的实验技术，旨在评估轮毂在特定条件下的耐久性和承载能力。
通过将轮毂置于一定的压力下进行试验，可以模拟出轮毂在实际使用过程中所承受的各种力学负荷和环境影响。
这种试验方法可以为轮毂的设计和工程应用提供有效的依据和参考。
在轮毂的设计与制造过程中，了解轮毂的压裂性能是非常重要的。
轮毂作为汽车、飞机、船舶等交通工具的关键部件，承载着持续的动力和重载，其性能的优劣直接影响到交通工具的安全性、运行效率和使用寿命。
因此，轮毂的可靠性和耐久性是工程设计和质量控制的关键指标之一。
为了确保轮毂的高质量和可靠性，轮毂压裂试验被广泛应用于轮毂制造行业。
轮毂压裂试验的原理基于轮毂内部空腔和表面结构的分析，通过在试验过程中施加一定的压力，模拟轮毂在实际工作条件下所承受的载荷和应力。
试验中，轮毂根据特定的形状和结构要求进行装配，然后施加压力加载，以测量和记录轮毂在压力下产生的形变、位移和应力分布情况。
通过对试验数据的分析和处理，可以评估轮毂的承载能力、变形特性和疲劳寿命等关键性能指标。
轮毂压裂试验具有广泛的应用价值和发展前景。
首先，它可以用于轮毂结构设计的优化和改进。
通过对不同材料、不同结构和不同加工工艺的轮毂进行试验比较，可以找到最佳的设计方案，提高轮毂的强度和稳定性。
其次，轮毂压裂试验可以用于轮毂的质量控制和产品认证。
根据试验结果，可以判断轮毂是否符合相关的标准和要求，确保轮毂的质量和可靠性。
此外，随着新材料和新工艺的发展，轮毂压裂试验还可以用于开发和评估新型轮毂材料和结构，以满足不断增长的市场需求。
总之，轮毂压裂试验是一种重要的实验方法，对于轮毂的设计和工程应用具有重要意义。
它通过模拟加载和测量轮毂在压力下的响应，可以评估轮毂的耐久性和承载能力，为轮毂的设计优化和质量控制提供科学依据。
随着技术的不断发展，轮毂压裂试验在未来还将具有更广阔的应用前景。
压裂施工中怎样判断油层是否形成裂缝
压裂施工中怎样判断油层是否形成裂缝？
①根据压力与排量的变化判断油层是否形成裂缝：在压裂时，随着压力的上升，排量也随着上升，两者之间保持着一定的比值关系。
但是当裂缝形成时，它们之间原来的比值关系就被打破。
这时，可能会出现两种情况：第一，泵压迅速下降排量上升。
第二，压力不变，排量上升。
这时就可以判断油层已被压开裂缝。
②根据机械设备的变化判断油层是否形成裂缝：在油层没有形成裂缝以前，由于压力比较高，压裂车上的柴油机负荷大，发出的声音很沉重，排出浓烟。
从混砂车的砂罐里可以观察到液体排量不大，砂罐内的液体翻腾也小。
可是一旦裂缝形成，柴油机马上会改变声音，砂罐中的液体排量突然增加，形成很大的翻腾浪花。
这时判断油层已被压开裂缝。
③利用地层吸水指数的变化判断油层是否被压开裂缝：在地层未形成裂缝的时候，由于地层本身的渗滤面和渗透率是固定的，则吸水指数也是一个固定值。
当油层被压开裂缝后，由于有了新的裂缝面，从而使地层吸液能力增加，此时吸水指数明显增加，判断油层已经被压开了裂缝。
水力压裂缝高诊断技术
井温资料录取过程
仪器在井筒内匀速 运行过程中连续录 取温度资料。
井温资料录取过程
压裂施工结束后， 在压裂井口上安装 防喷管，井温测量
防喷器高度
站人台
仪器通过防喷管带
压密封放入井内。
压裂缝高井温测试的原理
由于吸液裂缝段的上下
的温度高于裂缝段，虽
然没有进液，但温度仍
然要降低，所以温度曲
线在裂缝两端是渐变过 程，这就需要通过解释， 来判断裂缝边界。
套管压裂施工过程
前置液
套管
携砂液
顶替液
压裂层
水力裂缝剖面图
支撑缝高、动态缝高
支撑缝半长、动态缝长
支撑缝宽、动态缝宽
水力压裂示意图
水力裂缝剖面图
水力裂缝平面图
缝
长
缝 宽
用井温资料判断水力缝高的原理
由于压裂液的温度低于原始
地层温度，所以注入的压裂液
与地层之间要进行热交换，吸 液越多的井段温度下降幅度就 越大。这样Байду номын сангаас可通过压后井温 的变化情况来判断裂缝的纵向 延伸高度。
水力压裂缝高诊断技术
煤层气压裂技术规范对井温测试的要求
3.10 井温测试 3.10.1 井温基线测试应在通井后洗井前进行，测 试井段为压裂目的层以上100m 至人工井底。 3.10.2 压后井温测试应在压后 2-5h 内进行，测 试井段同压前。测试过程中若遇阻，应软探砂面 深度。 3.10.3 测试仪器必须是连续井温仪。 3.10.4 测试深度必须用磁定位确定。 应取资料：测试时间、井段、曲线、解释结果。
分析有多少压裂
液、支撑剂被加
到上下的无效层
中，评价压裂施 工效果。
压裂缝高井温资料的应用
最新压裂实时监测及解释技术
压裂实时监测及解释技术1 目的及意义水力压裂是改造油气层的有效方法，是油气水井增产增注的重要措施。
我国石油天然气资源的突出特点之一是低渗透油气层分布广、储量大，这种客观存在的资源条件决定了水力压裂作为低渗透油气田增储上产的首选措施和有效方法，在老油气田稳产高产和低渗透新油气田勘探开发中发挥着不可替代的重要作用。
水力压裂的效果取决于压裂工艺技术的完善程度，即对裂缝和地层情况的认识和了解、合理的施工工艺、优良的压裂液和支撑剂等压裂材料、优化的施工设计、施工作业手段及其质量。
目前，水力压裂在理论、设备、工艺等各方面都有了很大发展，但仍存在不少技术难题，例如以下四个问题是制约水力压裂技术应用及取得理想效果的关键性因素：●现场缺乏经济地测量裂缝的有效手段诊断水力裂缝的目的是为了测量和评估压裂增产作业期间水力裂缝的延伸情况，诊断结果对于合理安排井位以及选择压裂施工时的施工规模、加砂浓度和用砂量、一次施工的井段数量等，评估现场施工质量，具有十分重要的指导意义。
随着水力压裂技术的发展和应用，现场迫切需要测量和评估地下水力裂缝的方法。
测量和评估地下水力裂缝的方法一般分为水力裂缝直接诊断技术和水力裂缝间接诊断技术，但正如现代增产技术经典之作《油藏增产技术》[1～2]和《水力压裂技术新进展》[3]所综述，一些专门的水力裂缝直接诊断技术，如井下电视[4～5]、微地震测量[6～11]、放射性示踪剂[12]、井温测试[13～15]、地面和井底测斜仪[16～18]等已被应用于推断地下裂缝的几何尺寸，然而这些诊断技术提供的资料往往有限(见表1)，而且费用昂贵，从而限制了其应用。
同时，另一些水力裂缝间接诊断技术，如试井分析[19～43]、生产历史拟合[44]等已被应用于分析裂缝几何尺寸和裂缝导流能力等参数。
但是相对而言，压裂压力分析被公认为是评估压裂过程和水力裂缝的最强有力的、经济可行的技术[1～3]。
●对储层特性缺乏深入的研究和认识无论是压裂设计的优化，还是施工工艺和压裂材料的优选，最困难而又花费大的工作是得到所需的参数。
压裂测试施工压力资料分析
压裂测试施工压力资料分析压裂测试是一种常用的石油工程技术，用于评估油田储层岩石的裂缝特性和产能。
在压裂测试过程中，需要对施工压力资料进行分析，以了解储层的力学特性和流体动态行为。
本文将对压裂测试施工压力资料进行详细分析，并提供相关的结论和建议。
首先，压力-时间曲线是分析压裂测试过程中最基本的资料之一、通过观察和分析曲线的形态和变化，可以得到很多有价值的信息。
例如，曲线上的峰值压力和持稳压力可以反映储层的抗压强度和渗透能力。
如果峰值压力过高或持稳压力下降过快，往往说明储层存在裂缝或破裂带，需要进一步评估和调整压裂工艺。
其次，洞眼压力也是压裂测试施工压力资料中的重要指标。
洞眼压力是指注水压力对井筒周围岩石的压实效应，其大小与储层岩石的渗透性、注水速度等因素有关。
通过分析洞眼压力的变化，可以推断出储层的渗透性分布、孔隙度等信息。
同时，洞眼压力的增长速度也可以反映裂缝扩展的情况，对于评估压裂效果和调整施工参数具有重要意义。
另外，射孔测试是评估压裂测试效果的重要手段。
射孔测试可以提供储层压裂后的产能指标，如流量和压差等。
通过分析射孔测试数据，可以判断压裂液在储层中的分布情况和裂缝的连接性，进而评估压裂的效果和裂缝的导流能力。
此外，射孔测试还可以提供有关裂缝尺寸、方向和分布密度等信息，为后续的优化设计提供参考。
综上所述，压裂测试施工压力资料分析对于评估储层的裂缝特性和产能具有重要意义。
通过对压力-时间曲线、洞眼压力和射孔测试等资料的详细分析，可以获得储层的力学特性和流体动态行为，为调整压裂工艺和优化设计提供科学依据。
在实际应用中，还需要结合地质资料和其他测试结果进行综合分析，以获得更加准确和可靠的结论，并针对不同场景提出相应的建议和决策。
压裂裂缝监测技术
500
1000
1500
2000
2500
累积时间（h）
间接方法
系统试井
产能试井
等时试井 修正等时试井 一点法试井
试井
压力降落试井
不稳定试井
单井不稳定试井 多井不稳定试井
压力恢复试井 中途测试
干扰试井 脉冲试井
间接方法
不稳定试井分析
试井操作按照“中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T 5440-2009”----《天然气井试井技术规范》执行。
远场地带监测技术
地面倾斜监测技术
地面倾斜监测系统一般由12～18个倾斜仪组成，围绕压裂 井井筒按圆形排列，放置在浅孔眼里并埋在干层中，布置的半 径大约是压裂井深度的40%，这是目前国际上较公认的裂缝监 测技术。
远场地带监测技术
周围井井下微地震监测技术
通过加固地面倾斜仪并把
其放在压裂井邻近井中就可以
远场地带监测技术
微地震监测技术
远场地带监测技术
微地震监测技术
➢ 无源微地震 ➢ 摩尔-库伦理论 ➢ 断裂力学准则 ➢ 微震波识别技术 ➢ 微地震震源定位
远场地带监测技术
微地震监测技术
由于水力压裂诱生微震能量比较微弱，因此在现场监测应该 要注意以下几点：①地面观测站点越多越好，为了准确确定震源 位置以准确确定裂缝空间形态，微震观测点要足够多；②降低和 识别消除地面噪音，现场观测尽可能的远离或停止一切地面活动， 把检波器安装在相对安静的地区，以免产生干扰，也可以在引起 噪音的地区安置一个检波器，以帮助识别并进而消除地表噪音； ③地面布设站点的位置要合理选取，尽可能在监测井的各个方向 上都有检波器监测。
√
远场地带监测技术
压裂裂缝监测技术
(3)间接压裂诊断技术
包括压裂模拟、不稳定试井和生产数据分析，通过对 有关物理过程的假设，根据压裂施工过程中的压力响 应以及生产过程中的流速可估算裂缝的大小、有效裂 缝的长度和裂缝的导流能力。
英国
缺点：解的不唯一性，因此需要用直接的观察结果来 进行校准。
间接裂缝诊断技术的性能特点对比
净压裂缝分析
EB Mid ... EB Low... Shale
10475
10500
裂 10525 缝 高 10550 度
10575
10600
10625
10650
Concentration of Proppant in Fracture (lb/ft?
Width Profile (in)
裂缝长度
Proppant Concentration (lb/f t?
【精品文档】 压裂裂缝监（检）测技术与应用
汇报内容
一、裂缝检测技术概述 二、常用裂缝检测技术与应用 三、认识与建议
一、裂缝检测技术概述
压裂是低渗透油藏增产的重要手段和必须手段。 压裂后产能如何以及是否能达到预期产量是工程人员 最为关心的问题。 影响压后产能的因素有很多： 包括地下地质条件 压裂设计、压裂工艺、设备配套、人的素质等
(1)远离裂缝的直接压裂诊断技术
包括两种新型的压裂诊断方法：
测斜仪裂缝成像 微地震裂缝成像。
它们均在压裂施工过程中，利用井口偏移距与 地面保角投影定位，并且提供井场以外区域上 裂缝发育情形的“大图片”信息。
缺点：这些技术虽然均能对水力压裂延伸的总 范围成像，但不能提供有效支撑裂缝的长度或 导流能力，并且分辨率随距压裂井的距离的增 大而减小。
压裂后形成的裂缝形态(裂缝长度、宽度和高度) 以及支撑裂缝的渗流能力（裂缝渗透率和导流能力） 是影响压后效果最直接和最重要的因素。 因此检验和评估压后裂缝的状态常常是工程上必须 开展的一项工作。
压裂测试施工压力资料分析
施工过程压力分析
裂缝几何模型 水力裂缝几何尺寸的计算方法及选用原则 施工压力与时间的变化关系 压裂施工压力的解释 增大的压力速率分析 由施工压力曲线确定裂缝几何参数
闭合压力的确定
矿场测试法 矿场确定闭合压力最可靠的方法是在加砂压
裂施工之前进行阶梯排量注入/返排试验，基本 原理如下图所示。首先以阶梯型变化的排量注入 足够量的液体造成一条裂缝，紧接着以恒定的速 率返排，返排速率用一个调节阀、油嘴或速率调 节器来控制，如果返排速率控制合适，则得到的 压力递减曲线在闭合压力处将出现一个从正到负 的变化拐点，该点对应的压力即为裂缝闭合压力。
施工过程压力分析
由施工压力曲线确定裂缝几何参数 压裂施工曲线反映了地下裂缝的延伸
方式和几何特征，因此，利用施工曲线可 以近似确定施工过程中裂缝几何参数的变 化。
施工过程压力分析
井底净压力方程：
1 2n2
2
2n1 2n2
KE2n1qn
1
1 2n2
Lt
2n2
H
3n1
f
2n1
1
闭合压力的确定
理论计算法 对闭合压力的计算是基于地下的三向
主应力分布和岩石力学参数，Hagoort导出 地层破裂压力、延伸压力和闭合压力的计 算公式：
闭合压力的确定
破裂压力 闭合压力 延伸压力
pF
21 v
2h iA•pi T
2A
pC
1v hiA•pi
1A/2
/2
pFPpCl12 E2 0.51A 2
pw t
1 2n2
2
2n2
KE2n1
qn
H
n f
L2n
t
FracproPT测试压裂分析解读
一般说，近井筒摩阻在2-3Mpa都 是正常范围，如果近井筒摩阻较 大，则需要进行一些预处理措施 （如前置液段塞打磨等）。
孔眼摩阻=KperfQ2 近井筒摩阻=Knear-wellboreQβ β 一般为0.5。
11、测试压裂分析
测试压裂压降分析可以得到： ISIP 曲线；平方根曲线；G-函数曲线；双对数曲线
7、压裂液及支撑剂选择
压裂液以及支撑剂的 选择非常重要，压裂液中 的摩阻数据、滤失数据、 密度数据等会影响闭合压 力以及压裂液效率计算的 准确性等。 支撑剂的物理参数 （导流能力、破碎率等） 会影响裂缝导流能力计算 的准确性。
8、根据测定的数据设置泵段
设置泵段有两种方式： 设置施工数据的初始 点，然后点击自动设置泵 段。 自己设定泵注阶段（施
11、测试压裂分析
G-函数曲线
G-函数曲线可以得到：井底闭合应力；地面闭合应力；隐含的携砂液效率； 估算的净压力。
11、测试压裂分析
压裂液的G函数曲线中切点的选取很重要，因为压裂液的G函 数曲线可以反映地层的滤失情况、裂缝延伸情况以及多裂缝是否 发育等。
11、测试压裂分析
平方根曲线 双对数曲线
10、射孔、近井筒摩阻分析
--阶梯降排量分析
对于一个阶梯降试验，最少要有三 个不同排量的注入阶段，在每个排 量之间要尽可能迅速地改变 ，在插 入排量阶梯降标记时要尽可能的选 择排量稳定的点。
注：本曲线由于每个阶段的阶梯降较长，并且最后一个排量计量不准，导致射孔及近井 筒摩阻计算不准确。
10、射孔、近井筒摩阻分析
滤失因子越大，拟合净压力越小，压降阶段拟和闭合时间越短，拟和净
压力下降越快。 开缝因子越大，拟合净压力越大，压降阶段拟和闭合时间越短，拟和净
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— 泵注期间的压力分析：净压力与时间的双对数曲线确 定裂缝的几何特征；双对数导数图用于判断复杂的裂 缝和支撑剂的影响
— 裂缝闭合期的分析：与时间的特殊函数的压降曲线(G 曲线)估算液体效率和滤失系数，G函数分析的原理及 应用、非理想压力动态分析的校正 — 裂缝闭合后：由于液体滤失引起的油藏内动态压力反 应，且表现为线性流或一长时间的径向流特征 —复杂的测试程序: 每一阶段所得压力资料的综合处理
— pc由整个裂缝高度上σmin平均值确定
— 进行小型压裂测试，可间接估算裂缝的闭合压力
闭合压力（Pc）的评估
σmin : 在整个产层段内的大小及方向通常变化较大 Pc : 在整个层段中较为平均 — 评估局部应力需要形成较小的裂缝（液体的泵速和 排量相对较低）；确定Pc则要求在整个产层厚度上形 成水力裂缝，则液体的泵速和排量相对较高
使用压力诊断的压裂评估
1、引言 2、水力压裂基本理论 3、泵注期间的压力分析 4、裂缝闭合期的分析 5、裂缝闭合后的压力解释 6、压力的数值模拟 7、复杂的测试试验次序
1 引言
●
压裂递减分析的意义
— 压裂设计需要真实的储层和压裂液资料，压裂设计 的有效性也决定于所需数据的质量 — 压裂图示技术，如放射性示踪剂、地面和井底斜仪 和各种电磁测量等用于推断裂缝几何尺寸；提供资料有 限(裂缝方位、高度)，整个压裂施工结束后才可用 — 复杂的微地震测量已被发展应用于推断裂缝的几何 尺寸，观察范围有限、仪器昂贵 — 压裂施工或压裂后的压力分析，记录的井筒压力为 裂缝诊断提供了一种便宜的方法，定量描述了裂缝的延 伸，也为主压裂参数的估算提供依据
⑥储层流体呈径向流动
结论： 关井测试通常不能真实反应Pc，不应作为测定 Pc的主要方法 经验表明：造壁性不足以控制滤失的液体， 平方根曲 线可以提供较好的闭合显示 造壁性液体， G曲线可给出较好的显示
Pc的评估 — 回流测试
在阶梯注入测试（最后注入阶段延长时间）后，以 最后注入速率的 1/6~1/4 的恒定速率回流一段时间 关键：压力下降期间，保持稳定的回流速度
斜率变化点
导数曲线：放大斜度的变化并增强对斜率变化点的识别
说明：平方根曲线或G曲线，可能没有明显的斜率变化，
或显示多重斜度变化
Pc的评估 — 关井递减曲线测试
可能出现斜率变化的情况：
①裂缝高度从边界收缩
②裂缝延伸与收缩之间的过度 ③裂缝闭合 ④闭合后，聚合物滤饼固结而且裂缝呈不规则形状 ⑤储层流体呈线性流动
裂缝闭合
两直 线交点
Hale Waihona Puke 闭合后测定Pc的首选方法：阶梯注入测试与回流测试的结合
Pc分析方法的建议(Talley,1999)
①除非使用关井阀，否则储层压力应等于或大于井 筒静水柱压力；以确保闭合后分析满足无流动假设 ②对于气井，宜开采前进行测试；以可能减少压降 期间井筒中气体膨胀的影响； ③闭合后分析是具有非唯一性的反演问题，闭合后 分析可由估算的储层压力、闭合时间、初滤失量得 以改进。储层压力的估算方法： a.液体注入前的测得的稳定井底压力 b.液体注入超压储层前测得的稳定地面压力 c. 欠压储层，由地面压力和静水柱估算，静水柱 压力可由精确测量完全注入井筒内的液体得出 d.依据油田建立的精确储层压力梯度
注入速率要求：具有低于基质破裂的排量数据 和高于裂缝延 伸压力的数据，一般：1~10bbl/min (0.159~1.59m3/min)
阶梯注入测试的压力与注入速率分析 裂缝延伸 压力： 较平缓
基质注入 压力： 斜率较大
C 一般地，裂缝延伸压力比Pc约高50~200psi
点C：基质注入压力直线外推到注入速率为0的点~ 测试前 的井底压力；如此前无大量液体注入，则为储层压力
2 水力压裂的基本理论
2.1 裂缝中流体流动
2.2 物质平衡或质量守恒
2.3 岩石弹性应变
2.1 裂缝中流体流动
裂缝：一条宽度沿长度和高度而变化的通道 缝内压力梯度取决于压裂液的流变性、液体流速、缝宽 沿缝长的压力梯度： dp
— 形成的裂缝较小，则净压力亦较小，关井压力通常 作为一阶应力近似值；确定Pc的净压力较高时，此时 的关井压力(ISIP)的差异较大，必须采用一定方法进 行评估
Pc的评估 — 阶梯注入测试
阶梯注入测试：各阶段持续时间相等 (1~2min，排量改变、维 持恒定且进行压力记录) ，注液增量大致相同
— 如还继续进行回流测试，则注入的最后一个阶段的持续时 间应较长(5~10min)以确保形成足够尺寸的裂缝
室内测试验证了方法的可靠性(Rutqvist，1996)
即使没有出现倾斜度较大的表示基质注入压力 的直线，在交绘图上较平缓的裂缝延伸压力直线在 Y轴上的截距，也近似代表了 Pc
Pc的评估 — 关井递减曲线测试（校正Pc）
关井递减曲线：（时间平方根图） G曲线：
导数
两条曲线的斜率发生变化点：闭合压力值
●
压裂施工中井底压力变化曲线
测试压裂或小型压裂是在正式压裂前不加支撑剂的条件下， 模拟正式压裂来实现的，图中显示了压力动态的测量顺序
3h
18h
压裂过程的增长、闭合和闭合后期的压裂压力 为压裂设计提供了相关的补充资料
●
主要内容概要
— 水力压裂的基本理论：控制水力压裂的三个基本方程 物质平衡、压裂液流动、岩石弹性应变
Pc分析方法的建议(Talley,1999)
④在深井或高温储层中，由于在关井静水压力下降 期间，随着压力下降和温度升高，井筒内液体会膨 胀,需安装井下仪表 ⑤对于空井筒而言，应安装井下关井设备，以尽量 减少由于液体膨胀而破坏无流动的假设条件
⑥用储层参数的估算值和液体滤失特性设计小型压 降测试；就必须满足一定的泵速标准，以在适当时 间内形成径向流 ⑦考虑到压力数据受裂缝表面和滤饼持续固化（挤 压）的影响，固化持续时间约是注液时间和闭合时 间之和；小型压降测试的关井时间至少为总闭合时 间的4~5倍
●
闭合压力（Pc）
定义：已有裂缝闭合时的液体压力 — 理想的情况下（地层均质），pc等于储层中最小就地 主应力σmin; 即：在整个裂缝高度上出储层的最小应力在 大小和方向都没任何改变时， pc= σmin
— 由于储层岩性的变化 、天然裂缝等使得σmin变为就地
的方向性的量；此时， pc取决于裂缝几何形状和方向