水力压裂效果评价技术讲解
水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果分析
水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果分析水力压裂技术是一种通过注入高压水剂以及固体颗粒，将岩石破碎并形成裂缝的技术。
它主要用于提高油气和水资源的开采效果，优化采矿工程。
本文将对水力压裂技术在采矿工程中的应用以及效果进行分析。
首先，水力压裂技术在油气开采中的应用是十分广泛的。
通过将高压水剂注入油气储层，可有效地把岩石破碎，并形成裂缝网络。
这些裂缝能够提供更大的储层表面积，从而增加开采区域的有效渗透面积。
此外，水力压裂技术还能改善储层连通性，提高油气的采集效率。
通过合理的施工设计和操作方式，可以实现裂缝的指向性扩展，进一步提高采收率。
其次，水力压裂技术在水资源开采中也发挥了重要作用。
在富水储层中，水力压裂技术能够有效地提高开采率和注水率，实现更加稳定的水资源供应。
通过水力压裂，可增加储层渗透率，加大水井的产能。
此外，水力压裂技术还可应用于地下水资源的开采，提高井水量，满足农田灌溉、城市供水等需求。
水力压裂技术在采矿工程中的应用效果也是显著的。
首先，它能够大幅度提高采收率。
通过水力压裂，可以将原本无法开采的储层有效开发，并提高采取比。
这不仅能够增加产量，还能够提高采矿效益。
其次，水力压裂技术能够增加开采井的产能，提高油气或水的产量。
这对于地下资源开采公司来说，将是一项重要的利润增长点。
此外，水力压裂技术还能够改善储层的物理性质，提高油气或水的流动性，进一步提高开采效果。
然而，水力压裂技术在应用过程中也存在一些问题。
首先，水力压裂施工成本较高，涉及到固体颗粒和高压水剂的注入，需要专业的设备和技术人员，这增加了成本投入。
其次，施工过程对环境的影响较大，可能导致水资源的浪费、地下水表面化、地震等现象。
因此，在应用水力压裂技术时，需要制定相应的环保措施，以减少环境影响。
综上所述，水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果是非常显著的。
它能够提高油气储层的采收率，增加水资源的开采量，改善采矿工程效果。
然而，在应用过程中也需要注意环境保护和成本控制等问题。
水力压裂技术
支撑剂回流控制技术
重复压裂技术
新的压裂优化设计技术
连续油管压裂酸化技术
利用压裂压降曲线认识储
低伤害或无伤害压裂酸化技术
层技术
压裂防砂与端部脱砂压裂技术
大型压裂控制缝高技术
人工裂缝诊断技术
支撑剂段塞消除近井筒裂
水平井压裂酸化技术
缝摩阻技术
压裂过程的计算机自动化控制与
（3）复杂岩性储层改造技术；
（4）新型压裂材料和新工艺技术。
一. 水力压裂造缝及增产机理
1.1 水力压裂施工概述
压裂施工工艺流程
循环、试挤、压裂、加砂、顶替、压力扩散、施工结束
一. 水力压裂造缝及增产机理
压裂施工时液体的流动过程
一. 水力压裂造缝及增产机理
一. 水力压裂造缝及增产机理
二是经济评价：评价压裂效益，既投入与产出的关系，判断经济合理性。
一. 水力压裂造缝及增产机理
1.2 水力压裂造缝机理及裂缝形态
作用在地层岩石上的应力分两部分：一部分被地层流体承担，另一部
分才是真正作用在岩石的骨架上。作用在岩石骨架上的应力为有效应力。
' po
其中 ' 为有效应力(Effective Stress)；
压裂液伤害机理
应力敏感性
二、新材料研究
清洁压裂液
低分子压裂液（可重复使用
）
缔合压裂液
VDA（清洁自转向酸）
改变相渗特性的压裂液
超低密度支撑剂
清洁泡沫压裂液
绪 论
（一）国外水力压裂技术现状（总体：成熟、系统配套）
三、现场应用研究
目前的领先技术
裂缝诊断
水力压裂效果评价技术应用
lg p
Ⅰ
Ⅲ Ⅱ
Ⅳ
lg t Ⅰ：较小的正斜率(0.125~0.2)，与PKN模型一致， 裂缝正常延伸，表明裂缝在高度方向受阻。 Ⅲ：斜率≥ 1，裂缝端部受阻，缝内砂堵或端部脱砂。
2、典型的施工压力分析
lg p
Ⅰ
Ⅲ Ⅱ
Ⅳ
lg t
Ⅳ：斜率〈 0，缝高增加、压开多条裂缝、或遭遇大 规模裂缝体系。
2、典型的施工压力分析
3、由施工压力确定裂缝几何参数
基本思想： 二维模型： 缝长、缝宽、连续性方程联立，调整参
数使计算压力与实际施工压力较为接近。 三维模型：拟合计算时间较长，压力拟合
确定参数（PT软件）。
拟合原理
实测压力数据 Testing _ Pi
拟合递减数据 Simu _ Pi, j
根据设定参数，计算机自动求解一系列在不同裂缝几何尺
第一部分 压裂压力分析
分析的数据：施工(泵注期间)或停泵后井底或井口 压力与时间的变化关系曲线 基本思想：裂缝起裂和延伸等均与施工压力有关 净压力：井底压力与闭合压力之差
第一部分 压裂压力分析
一、闭合压力确定方法 二、泵注期间的压力分析 三、压裂压力递减分析 四、微裂缝储层滤失问题
一、闭合压力（Pc）确定方法
Vi=qitp
存储
Vfp→w,hf,L
Vfp
由上述方程可得到，施工过程中净压力方程：
PKN
KGD
e
p net
(
E
2
n1
Kq
n i
)
e
L h 3n1
f
p net
(
E
2
n1
Kq n i
采油工程第5章水力压裂技术
5.1 造缝机理 5.2 压裂液
5.3 支撑剂
5.4 压裂设计
5.5 压裂设备及工艺方法
思考题
第5章 水力压裂技术
水力压裂是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超
过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，当此压 力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时在井底附近 地层产生裂缝。继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延 伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底 附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝， 使井达到增产增注的目的。 水力压裂增产增注的原理主要是降低了井底附近地 层中流体的渗流阻力和改变了流体的渗流状态，使原来的径 向流动改变为油层流向裂缝近似性的单向流动和裂缝与井筒 间的单向流动，消除了径向节流损失，大大降低了能量消耗。 因而油气井产量或注水井注入量就会大幅度提高。
3.泡沫压裂液 泡沫压裂液是用于低压低渗油气层改造的新型压裂液。 其最大特点是易于返排滤失少以及摩阻低等。基液多用淡水、 盐水、聚合物水溶液；气相为二氧化碳、氮气、天然气；发泡 剂用非离子型活性剂。泡沫干度为65％～85％,低于65％则粘 度太低，超过92％则不稳定。 泡沫压裂液也具有不利因素 （1）由于井筒气一液柱的压降低，压裂过程中需要较高的 注入压力，因而对深度大于2000m以上的油气层，实施泡沫压 裂是困难的。 （2）使用泡沫压裂液的砂比不能过高，在需要注入高砂比 情况下，可先用泡沫压裂液将低砂比的支撑剂带人，然后再泵 人可携带高砂比支撑剂的常规压裂液。 泡沫压裂液的粘度稳定性取决于泡沫干度(泡沫质量)，即 气体体积与泡沫液总体积之比，典型值为70％～80％。
z X y z y X
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
X
图5-4 人工裂缝方向示意图
煤层气井水力压裂技术
适用于低渗透煤层，能够提高煤 层的渗透性，增加天然气产量， 是煤层气开发中的关键技术之一 。
技术原理
01
02
03
高压水流注入
通过高压水泵将高压水流 注入煤层，利用水压将煤 层压裂。
支撑剂填充
在压裂过程中，向裂缝中 填充支撑剂，如砂石等， 以保持裂缝处于开启状态。
气体流动
压裂后，煤层中的天然气 通过裂缝和孔隙流动，被 开采出来。
智能化发展
利用人工智能、大数据和物联网技术，实现水力压裂过程 的实时监测、智能分析和自动控制，提高压裂效率和安全 性。
绿色环保
研发低污染或无污染的压裂液和支撑剂，降低压裂过程对 环境的影响，同时加强废弃物的处理和回收利用。
多层压裂和水平井压裂
发展多层压裂和水平井压裂技术，提高煤层气开采效率， 满足市场需求。
煤层孔隙度
孔隙度决定了煤层的储存空间和吸附能力，孔隙度高的煤层有利于 气体的吸附和扩散。
压裂液性能
பைடு நூலகம்
粘度
粘度是压裂液的重要参数，它决 定了压裂液在煤层中的流动阻力， 粘度越高，流动阻力越大。
稳定性
压裂液的稳定性决定了其在高压 和高剪切条件下保持稳定的能力， 稳定性好的压裂液能够保持较好 的流动性和携砂能力。
解决方案
为了降低水力压裂技术的成本，研究 人员和工程师们正在探索新型的压裂 液和支撑剂，以提高其性能并降低成 本。同时，优化压裂施工方案、提高 施工效率也是降低成本的有效途径。 此外，加强设备的维护和保养、提高 设备的利用率也是降低水力压裂成本 的重要措施之一。
06
水力压裂技术的前景展 望
技术发展方向
能力和导流能力。
裂缝网络设计
裂缝走向
第6章 水力压裂技术(20130325)
（2）破裂压力计算方法
裂缝方位： 水力裂缝总是沿着垂直于最小主应力方向延伸。 （1）σz=min(σx ,σy ,σz) 水平缝 垂直缝
（2）σx(σy)=min(σx ,σy ,σz) 方向：取决于最小主应力方向
4.破裂压力梯度
破裂压力梯度用下式表示：
地层破裂压力 油层中部深度
浅层：水平缝
2）粒径及其分布 3）支撑剂类型与铺砂浓度 4）其它因素 如支撑剂的质量、密度以及颗粒园球度等
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第四节
压裂设计的任务：
压裂设计
优选出经济可行的增产方案
压裂设计的原则：
最大限度发挥油层潜能和裂缝的作用 使压裂后油气井和注入井达到最佳状态
压裂井的有效期和稳产期长
压裂设计的方法：
根据油层特性和设备能力，以获取最大产量或经济效 益为目标，在优选裂缝几何参数基础上，设计合适的加砂 方案。
FRCD＝Wf˙Kf＝（KW）f
裂缝参数：Lf，FRCD，是最关键的因素； 最大缝宽： Wmax， Wf
4 Wmax
动态缝宽：施工过程中的裂缝宽度；～10mm 支撑缝宽：裂缝闭合后的宽度 W支；3～5mm。
一、支撑剂的要求 1.粒径均匀；
2.强度大，破碎率小； 3.圆度和球度高；
4.密度小； 5.杂质少。
(2)受地层流体压缩性控制CⅡ ：
当压裂液粘度接近油藏流体粘度时，控制压 裂液滤失的是储层岩石和流体的压缩性，这是因 为储层岩石和流体受到压缩，让出一部分空间压 裂液才得以滤失进去。
C
kCf 4.3 10 P r
3
1/ 2
s 式中： μr－地层流体粘度，mPa· ；
1 C
水力喷射分段压裂技术
04
技术实施步骤与注意事 项
现场勘察与准备
1 2
现场地质勘察
了解地层构造、岩性、储层物性等情况，为后续 压裂方案制定提供依据。
设备与材料准备
根据勘察结果，准备相应的压裂设备、材料，确 保满足施工需求。
3
施工场地布置
合理规划施工场地，确保作业安全、高效进行。
设备安装与调试
设备检查
对所有设备进行全面检查，确保设备性能良好、无故障。
应用案例二：天然气开采
总结词
水力喷射分段压裂技术在天然气开采中表现出良好的增产效果，尤其在低渗透气藏中具有显著优势。
详细描述
水力喷射分段压裂技术适用于天然气的开采，尤其在低渗透气藏中表现出良好的增产效果。通过高压 水射流对气藏进行分段压裂，可以增加气藏的渗透性和连通性，从而提高天然气的采收率和产量。此 外，该技术还可降低天然气的开采成本，提高经济效益。
的大规模开发提供有力支持。
应用效果对比分析
总结词
水力喷射分段压裂技术在不同领域的应用效果各异， 但均表现出良好的增产和经济效益。
详细描述
水力喷射分段压裂技术在石油、天然气和地热能开发等 领域均表现出良好的应用效果。在石油开采中，该技术 提高了采收率、降低了成本并减少环境污染；在天然气 开采中，它提高了产量和经济效益；在地热能开发中， 该技术则提高了地热资源的利用率和经济效益。总体而 言，水力喷射分段压裂技术在不同领域的应用效果均显 示出其独特的优势和潜力。
原理
利用水力喷射工具产生高速射流，在 井筒内形成高压，使地层产生裂缝， 然后通过砂浆等支撑剂的填充，保持 裂缝开启，提高油气的渗透性。
技术发展历程
起源
当前状况
水力喷射分段压裂技术起源于20世纪 90年代，最初用于水平井的压裂。
水力压裂常用裂缝监测技术评价
水力压裂常用裂缝监测技术评价赵玉婷夏富国董传瑞郭显赋张颖超宋宪实（中国石化东北油气分公司有效储层改造技术项目攻关团队吉林·长春130062）摘要压裂监测的主要目的是通过采集压裂施工过程中的一些参数资料来分析地下压裂的施工进展情况和所压开裂缝的几何参数。
本文重点阐述了常用裂缝监测技术评价和测井解释结果，取得了良好的应用效果。
关键词水力压裂常用裂缝监测技术评价中图分类号：TE357.1文献标识码：A0前言水力压裂裂缝的产状直接影响着压裂改造效果。
目前，压裂改造成为低渗透储层开发的重要手段，人工裂缝对油田开发过程中井网的布置、开发中后期含水的控制等非常重要。
因此，采取准确的裂缝监测手段认识裂缝扩展规律，是非常必要的。
1常用裂缝监测技术评价1.1地面微地震监测地面微地震采用震源定位方法，通过多个观察点接收的信号来定位微地震事件，具有原理简单，费用低的特点，该技术可获取水力压裂裂缝的走向和长度，具有实施简单、处理速度快、费用低等优势；同时受地面监测条件、井底条件及周围环境影响较多，特别是对于埋藏大于3000m井深的低渗透储层，监测的有效信号就愈少。
地面微地震监测可以满足一般直斜井裂缝监测的需要，但对微地震压裂井的监测要注意选井选台，尽量减小地面噪声对其影响；在水平井多级分段压裂中应用较少。
1.2井下微地震监测井下微地震裂缝监测通过采集微震信号并对其进行处理和解释，获得裂缝的参数信息从而实现压裂过程实时监测，可用来管理压裂过程和压裂后分析。
井下微地震监测技术是通过放置在压裂井邻井井下的一系列检波器串接收压裂微地震震源信号，然后将接收到的信号进行资料处理，反推出震源的空间位置，这个震源位置就代表了裂缝的位置。
同时也可以获得裂缝方位、裂缝深度、裂缝的延伸范围、裂缝的高度、裂缝发生时序等。
该技术在东北油气分公司应用3井次，分别是SW33-6HF、ZW2-10-1和YQ25-2HF井。
1.3微破裂影像监测微破裂四维向量扫描影像裂缝监测技术是通过在近地表远离井场噪音源布置12套数据采集站系统形成采集仪器阵列，共同接收地下油储层液体流动压力引起的岩石微破裂所产生全体体波——纵波(P波)和横波(S波)；利用多波三分量数据进行矢量叠加、振幅反演计算、四维相关可视化裂缝形态解释技术，在时间域上分析裂缝的演变过程。
天然气井的水力压裂技术及其效果分析
天然气井的水力压裂技术及其效果分析一、概述天然气井水力压裂技术是通过人工将大量压力水注入井下，以控制良好条件下的压力释放和裂缝扩张，从而提高天然气采集效率。
目前，天然气行业井数逐年增加，天然气井的水力压裂技术在采气过程中起着举足轻重的作用。
本文将介绍天然气井水力压裂技术及其效果分析。
二、天然气井水力压裂技术的原理水力压裂技术是指通过泵注的压力，将液体(建议使用水)注入井底，通过一定的压力控制，裂缝从井底向井壁扩张，达到破碎地层、增大岩石孔隙度的目的，进而释放岩石中的天然气，增加采气效率。
随着现代技术的发展，现如今的地质勘探已经采用了尖端的压裂技术，并开展了相应的研发活动，以适应不断变化的天然气井采掘需求。
三、天然气井水力压裂技术的优点1. 提高天然气采集效率：压裂可以使天然气沉淀体积变大，从而提高采集效率。
2. 增加天然气储备：通过压裂技术，能够发挥天然气储藏潜力，为能源储备提供技术支持，从而为国家经济的快速发展提供稳固基础。
3. 节约能源成本：采气过程中，不同的采气方式所造成的成本差异不容忽视。
而水力压裂技术采气效率高、节约成本而成为行业热门。
四、天然气井水力压裂技术的劣势1. 压制达不到预期效果：尽管现代压裂技术已经发展多年，但压制成果仍然无法完全预测，无法保证达到预期效果。
2. 环境影响：水力压裂技术会释放很多有害物质，这些物质可能对周围环境造成不利影响。
3. 停机时间：压裂过程会停机2-3天，造成资源浪费和采气效率低下。
五、天然气井水力压裂技术的应用水力压裂技术广泛应用于提高天然气采集效率，如美国等国家已经广泛使用。
此外，中国也在积极探索水力压裂技术的应用。
六、天然气井水力压裂技术的效果分析水力压裂技术的效果取决于几个因素，其中最为关键的是压力和研究区域的地质情况。
研究显示，水力压裂技术可以显著提高天然气探采可能性，但其成果仍有不确定性。
七、结论天然气井水力压裂技术作为一种被广泛应用于能源行业的技术，兼具优点和劣势。
水力压裂技术
第四章 水力压裂技术水力压裂是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中， 在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层 产生裂缝。
继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在 支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达到 增产增注的目的。
水力压裂增产增注的原理主要是降低了井底附近地层中流体的渗流阻力和改变了流体的渗流状态，使原来的径向流动改变为油层流向裂缝近似性的单向流动和裂缝与井筒间的单向流 动，消除了径向节流损失，大大降低了能量消耗。
因而油气井产量或注水井注入量就会大幅 度提高。
第一节 造缝机理在水力压裂中，了解裂缝形成条件、裂缝的形态和方位等，对有效地发挥压裂在增产、 增注中的作用都是很重要的。
在区块整体压裂改造和单井压裂设计中，了解裂缝的方位对确 定合理的井网方向和裂缝几何参数尤为重要，这是因为有利的裂缝方位和几何参数不仅可以 提高开采速度，而且还可以提高最终采收率。
造缝条件及裂缝的形态、方位等与井底附近地层的地应力及其分布、岩石的力学性质、压 裂液的渗滤性质及注入方式有密切关系。
图4一l 是压裂施工过程中井底压力随时间的变化曲 线。
P F 是地层破裂压力，P E 是裂缝延伸压力，P S 是地层压力。
图4一l 压裂过程井底压力变化曲线a — 致密岩石;b —微缝高渗岩石 在致密地层内，当井底压力达到破裂压力P F 后，地层发生破裂(图4—1中的a 点)，然后在较低的延伸压力P E 下，裂缝向前延伸。
对高渗或微裂缝发育地层，压裂过程中无明 显的破裂显示，破裂压力与延伸压力相近(图4—1中的b 点)。
一、油井应力状况一般情况下，地层中的岩石处于压应力状态，作用在地下岩石某单元体上的应力为垂向 主应力σZ 和水平主应力σH (σH 又可分为两个相互垂直的主应力σx ，σY )。
水力压裂压后效果评估方法研究
水力压裂压后效果评估方法研究[摘要]：目前压裂已成为低孔、低渗油气藏提高单井油气产量最重要而有效的一项工艺措施。
随着压裂工艺的不断扩大和深入，压裂效果与预期设计不相匹配的现象越来越多。
因此，准确实用的压裂效果评估方法可为水力压裂过程中压裂方案设计与调整提供一定的指导作用，从而提高储层改造效果。
[关键词]：压裂工艺，压裂效果，压后评估目前压后评估技术较多，通常可分为水力裂缝的直接诊断技术和间接诊断技术，直接诊断技术主要包括井温测试、放射性示踪剂测试法、微地震测量法。
而各种评估技术所得结果具有多样性、不确定性以及技术本身的不成熟性等不足，使得各种技术得到的参数既有可信的一面，也有不准确的一面。
1井温测试井温法测井是一种传统的测并方法，其基本原理是设定地层深部是一个无限大的恒温热场。
当对油井采取措施时，引起井筒周围的温度场发生变化，随着时问的推移，井下温度场要重新演化形成新的温度场。
监测温度场的演化过程和最终形成温度场的状况就能判断施工措施的效果。
2放射性示踪剂测试法2.1零污染示踪剂特点压裂诊断用零污染示踪剂是一种特制的中强度陶粒支撑剂。
在制造陶粒的过程中，向粘土中加人少量的金属盐氧化锑、或铱金属、或氧化抗，利用标准的空气混合技术将金属盐与粘土充分混合，向混合物中加水并摇成球状，然后在窑中烘烤形成中强度的支撑剂，这些特制的陶粒支撑剂在进行过筛分级后被送到核反应设备里，用中子照射激活支撑剂陶粒内部的金属盐，之后，这些示踪剂经过包装就可以投人现场应用。
2.2零污染压裂示踪诊断技术原理零污染压裂示踪诊断技术是在压裂过程中，在泵人前置液、携砂液过程中伴注零污染示踪剂，压裂施工结束后，通过在井筒中下人高精度高分辨率的示踪测井工具，通过测量近井筒英尺内的示踪剂放射性强度，从而可以确定裂缝的高度和宽度，然后根据物质平衡原理，以及充分考虑在整个裂缝中的支撑剂的平均分布浓度情况，计算和分析出裂缝的长度。
与其它裂缝测试方法相比，该压裂示踪诊断技术的优势在于：一是更能够获得井眼周围一定范围内支撑剂的铺置情况及浓度分布；二是利用示踪剂强度与裂缝宽度之间的相关关系，可以获得较准确的裂缝宽度；三是可以获得准确的支撑裂缝高度；四是利用示踪剂可以评估各种转向剂在压裂和酸化中的效果。
浅谈煤矿井下的水力压裂技术
浅谈煤矿井下的水力压裂技术随着我国煤矿开采深度逐步增加，瓦斯灾害日益突出，为保证煤矿安全生产，人们越来越重视瓦斯灾害的治理研究。
目前瓦斯抽放是瓦斯治理最有效的措施，但由于国内煤层具有低渗透率的特点，瓦斯抽放效果有限，如何提高煤层的渗透率，增大透气性系数，成为目前瓦斯治理工作研究的重点。
当前常用的方法主要有深孔松动爆破和煤层高压注水压裂两种，前者虽然能够提高煤层的渗透率，但在应用过程中易产生哑炮而留有安全隐患。
目前淮南矿业集团正大力推广水力压裂增透技术，提高钻孔抽采效果，减少钻孔施工数量，实现技术经济一体化。
1 水力压裂增透技术基本原理煤矿井下水力压裂是一种使低渗煤层增透的技术，其基本原理是借助高壓水通过钻孔以大于煤岩层滤失速率的排量向煤岩体注入，克服最小地应力和煤岩体的抗拉强度，在煤层各种原生弱面内对弱面两壁面产生的劈裂或支撑作用使弱面发生张开、扩展和延伸，从而对煤层形成内部分割，这种分割过程一方面通过原生弱面的张开和扩展，增大了裂隙等弱面的空间体积，增加了煤体孔隙率；另一方面原生孔裂隙等弱面的延伸增加了孔裂隙之间的连通，形成相互交织的多裂隙连通网络，增加了瓦斯的运移通道，正是由于这种裂隙连通网络的形成，致使煤层的渗透率大大提高，在负压抽采过程中，使得吸附瓦斯得以快速解吸，从而提高低渗煤层的抽采效果。
2 施工背景淮南潘一矿东井西一（13-1）盘区顶板回风上山揭13-1煤预计瓦斯压力达到5MPa左右，突出危险性较大，为提高揭煤消突钻孔的预抽效果，达到快速消突的目的，确保安全、高效地揭过13-1煤层。
选择对该处揭煤采取水力压裂增透技术。
3 钻孔施工3.1 水力压裂钻孔设计本次压裂试验压裂半径按30m进行设计，共设计5个压裂钻孔，分别为压1、压2、压3、压4与压5，其中压2与压5均穿过13-1煤层1m，即进入13-1煤层顶板1m。
5个压裂钻孔分两个地点进行压裂，其中压1、压2、压3孔在1252（3）底板巷施工，压4与压5在揭煤巷道施工至法距15m处施工。
水力压裂评价
水力压裂评价水力压裂评价包括水力裂缝评估、工艺效果评价、开发效果评价和经济效益分析。
工艺效果分析用于评价所实施压裂工艺技术的适应性和有效性；通过不同油田、不同区块的开发效果分析来评价水力压裂在油田改造中的作用；通过经济效益分析来寻求提高压裂技术水平和改善其经营管理的基本途径。
一、水力裂缝评估为检验压裂设计、评价压裂施工有效性和压后效果，需要评估水力裂缝。
目前发展了许多检测和确定压裂裂缝高度的方法，如适于裸眼井的井下电视法、地层微扫描仪和噪声测井等，还有适用于裸眼井和套管井的间接测试方法，如微地震法、井温测井、伽玛测井和声波测井等。
根据施工压力曲线可以定性分析压裂裂缝延伸情况，结合压裂后压力降落数据可以成功地解释裂缝几何尺寸、裂缝导流能力、压裂液滤失系数、压裂液效率和裂缝闭合时间、水平最小主应力等参数(Nolte, 1979)。
压裂施工中压力曲线千差万别，归纳起来有四种类型，分别代表了压裂过程中可能出现的情况。
1）正斜率很小的线段I 该段斜率范围为0.125~0.2，说明裂缝正常延伸。
2) 斜率为1的线段III 表明了施工压力增量正比于注入压裂液体积增量，它只能发生于裂缝中严重堵塞的情况。
由于缝内砂堵，压裂液难以达到裂缝端部使其缝长延伸，注入压裂液只能增加裂缝宽度。
有控制地使支撑剂在裂缝端部脱出，增加裂缝宽度，这正是中高渗透性地层端部脱砂压裂的理论基础。
3) 负斜率线段IV 反映了裂缝高度增加，也不能排除压开多条裂缝或者裂缝在延伸过程中遇到大规模裂缝体系的可能性。
4) 压力不变的线段II 此段物理意义不明确，最可能的情况是注入压裂液被滤失所平衡，裂缝几乎不延伸，才能保持压力为常数。
通常结合线段III、IV的压力变化进行分析，若后面压力下降，则可能是缝高增加，后面的压力升高，则可能是二次缝隙使滤失增大所致。
应用压裂压力曲线对水力裂缝诊断评价是目前的重要研究内容，已有许多重要进展。
二、工艺效果分析单井工艺效果分析主要指标是增产有效期和增产倍比。
油、气、水井压裂设计与施工及效果评估方法
油、气、水井压裂设计与施工及效果评估方法以油、气、水井压裂设计与施工及效果评估方法为主题的文章，是一篇关于石油、天然气、水资源开采中重要技术的介绍。
油、气、水井压裂作为一种提高采收率的有效手段，已经被广泛应用于石油、天然气、水资源的开采过程中。
本文将从压裂的定义、压裂技术的分类、压裂设计与施工、压裂效果评估等方面进行讲解。
一、压裂的定义油、气、水井压裂是一种通过人工手段增加井壁裂缝数量和扩展程度，从而增强油、气、水井的渗透性，提高井内流体的采收率的技术。
压裂的原理是在井壁上创建出若干个裂缝，使得原本被封闭的油、气、水等流体能够从井壁中渗透出来，从而提高采收率。
压裂技术是石油、天然气、水资源开采中的一个重要环节。
二、压裂技术的分类压裂技术主要分为两类，一类为水力压裂，另一类为化学压裂。
水力压裂是利用高压水流冲击井壁，制造出若干缝隙从而增强渗透性。
化学压裂是利用化学药剂对井壁进行处理，使得井壁生成裂缝，从而提高渗透性。
水力压裂是目前常用的压裂技术，它具有效率高、效果好的特点。
三、压裂设计与施工压裂设计是指在进行压裂前，对井的地质情况、井眼直径、井深、压裂介质、压裂压力等参数进行分析和计算，制定出具体的压裂方案。
对于压裂介质的选择，一般采用水、天然气、氮气等气体和液体介质。
在压裂施工中，首先需要进行井口的封堵和井口装备的安装，然后进行压裂介质的注入，控制好压力和注入速度，使得井壁裂缝的扩展程度和数量达到预期目标。
四、压裂效果评估压裂后，需要对压裂效果进行评估，以确定压裂的效果，对采油方案进行调整。
通常采用井下测量和地面测量等方法进行评估。
井下测量是指在井下通过电测、压力测试等手段来评估压裂效果。
地面测量是指通过测量井口的压力和流量来评估压裂效果。
通过这些评估手段，可以评估压裂的效果，并对采油方案进行调整，提高采收率。
油、气、水井压裂技术是石油、天然气、水资源开采中的重要技术，它能够提高井内流体的采收率，从而提高资源利用率。
煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法
煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围探测评价方法一、引言煤矿是我国重要的能源产业，但随着煤层逐渐走向深部和井下采矿难度的增大，煤层开采压力逐渐增大，导致采矿井下瓦斯涌出、露天塌陷等安全问题也随之而来。
为降低这些风险，提高煤矿采煤效率，煤矿井下水力压裂成为一项被广泛应用的技术手段。
本文将着重探讨煤矿井下水力压裂增渗效果及有效范围的探测评价方法。
二、煤矿井下水力压裂的原理及流程（1）水力压裂的原理水力压裂是指通过高压水流将矿层中的岩层破碎，形成微裂缝，从而增加煤层的渗透性，以提高煤矿井下瓦斯抽采效果、降低采煤工作面的瓦斯压力和瓦斯涌出量。
（2）水力压裂流程水力压裂流程一般分为前处理、施工和评价三个阶段。
前处理阶段包括对矿层进行勘探及地质勘查工作，重要的是确保井下水源的充足，确定水力压裂施工的适宜时期。
施工阶段是通过井下压裂机器设备、高压水泵等设备将压裂液推送到矿层中，形成裂缝。
评价阶段是通过井下观测装置对压裂施工后的效果进行实时监测和评价，以确定压裂增渗的效果和范围是否符合预期。
三、煤矿井下水力压裂增渗效果的评价方法（1）井下观测装置的选择井下观测装置对于评价水力压裂增渗效果起着至关重要的作用。
常用的井下观测装置包括压力传感器、渗透流速测定仪、水泵流量计、瓦斯抽放管、煤层瓦斯检测器等。
（2）指标的定量评价在评价水力压裂增渗效果时，可以采用以下指标进行定量评价：a. 渗透率指标：用于评价煤层岩层破碎后的渗透性能，可通过实时监测煤层的渗透率来评估压裂效果。
b. 应力指标：用于评价煤层岩层破裂后的应力变化情况，可以通过井下压力传感器监测来获取。
c. 瓦斯涌出量指标：用于评价瓦斯抽采效果，可通过煤层瓦斯检测器进行监测。
d. 压裂液浓度指标：评价压裂液的浓度和使用量，可通过水泵流量计进行监测。
e. 压裂液回收率指标：用于评价井下压裂液的回收情况，可通过压裂液回收设备进行监测。
水力压裂技术
水力压裂技术
水力压裂技术是一种能够有效提高油气产量的地质勘探辅助技术。
一、水力压裂技术简介
1.水力压裂技术是一种通过用大量液体以高压施加压力，将储层岩石纵向、横向或斜向地分裂，使油气储层内孔、构造释放效果良好的施工技术。
2.水力压裂技术以其技术效果显著、成本低廉、对地质环境影响小等特点，已成为油气工业中比较流行的勘探技术和钻井施工技术之一。
二、水力压裂技术的原理
1.原理一：岩石的压强特性是在真空条件下的极限吸水压强；
2.原理二：液体介质的施压作用比岩石压强体积力作用大；
3.原理三：射流压力随着注液速率的改变和液面的变化而改变。
三、水力压裂技术的操作步骤
1.准备：改变井口状态，将井内的液体抽掉，并由准备顶管和裂缝钢管完成井内准备工作；
2.打液：使用高压液压器，向井内注入高压水和外加剂；
3.关停：施工完成后将井口关闭；
4.返液：经过一段时间的流体停留后，逐步抽出返液；
5.解堵：在抽出液体后，通常还需要使用特殊器材进行清堵；
6.注气：施工完毕解堵后，将井内注入低温压缩空气，催流伤油气到井口。
四、水力压裂技术的应用
1.水力压裂技术以延伸释放原有储层压力、增大渗透率和改善分布状态等，有
效提高油气产量，拓宽油气可采范围；
2.水力压裂技术可以在油藏上把缝体内的水冻结下来限流，抑制油藏的水蔓延，阻断有害水的扩散；
3.水力压裂技术应用于井盖层上可以促使井内孔隙发育，增加原有油气藏储层
底板井段压裂柱面积，提高油气密度和油气产量；
4.水力压裂技术也可以解决管网供水受污染的问题，把被污染的水更新后用于
工业和农业生活用水等。
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诊断方法 远离裂缝直 接成像技术 测斜仪裂缝成像 微地震裂缝成像 放射性示踪 温度测井 直接近井裂 缝诊断技术 生产测井 井眼成像测井 井下电视
主要局限性 不能提供有效支撑裂缝的长度，并且 分辨率随距压裂井距离的增大而减小
仅能识别井眼中是否进行过
压裂，不能提供距井眼约 1
米以外的裂缝信息
井径测井 间接压裂 诊断技术 净压裂缝分析 结果取决于模型假设和油藏描述
水力压裂效果评价技术
0
概
述
水力压裂效果评价的意义
效果评价(3个方面)：
实际的裂缝状况？
—几何尺寸、导流能力、有关参数。
压后产量情况？
经济效益？
0
引
言
水力压裂效果评价的意义
评价的意义(3个方面)：
主压裂前（小型压裂）：获取参数、用以指导
主压裂设计
施工结束后：确定裂缝的几何尺寸，便于与设
计对比，同时为预测压后产量提供输入参数
压前和压后的井温测量
●
伽玛射线测试
— 监测压裂液和支撑剂中 的放射性示踪剂，确定 压裂施工期间压裂液和 支撑剂所到达的区域。 — 使用不同的放射性同位 素可以确定不同的施工
阶段。
要求：放射性同位素应不 发生自然扩散。
伽玛射线测井与温度测 井对比(Dobkins,1981)
●
井下闭路电视(Simith,1982)
裂缝的长、宽、高 裂缝的导流能力（短期、长期） 压裂液的滤失系数
预测产量
计算压裂收益
水力压裂效果评价的手段
关于裂缝几何尺寸（水力裂缝参数）
直接测量的裂缝绘图技术
如：裂缝高度的测试
间接测量分析
包括：压裂压力分析、压裂试井分析、压后 产量历史拟合
●
温度测井
压裂施工期间，压裂
液使地层冷却，由压前和 压后的井温剖面对比，确 定压裂裂缝的高度。
产量评价：计算经济指标、优化压裂规模
0
引
言
水力压裂效果评价的意义
评价的结果可以验证或修正水力压裂中使
用的模型、选择压裂液、确定加砂量、加砂 程序、采用的工艺以及开发方案等，进而降 低压裂成本和提高油气采收率，达到合理高 效开发油气田的目的。
水力压裂效果评价内容
依赖于所采取的模型和方法，主要评价以下参数：
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)以确保形成一定尺寸的裂缝。
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
主要讲解的内容
单井压裂：
压裂压力分析
压裂试井分析
压裂井产能分析
井组压裂：
※ 油藏整体压裂模拟与评价
第一部分 压裂压力分析
分析的数据：施工(泵注期间)或停泵后井底或井口
压力与时间的变化关系曲线
基本思想：裂缝起裂和延伸等均与施工压力有关
净压力：井底压力与闭合压力之差
第一部分 压裂压力分析
一、闭合压力确定方法 二、泵注期间的压力分析
④为判断闭合压力的准确性和客观性，可预先估算 出地层压力。
地层压力的估算方法：
a. 测得的稳定井底压力 b. 测得的稳定地面压力 c.依据油田建立的精确地层压力梯度
实际：
— 由于储层岩性的变化 、天然裂缝等使得σmin
在整个产层段内的大小及方向通常变化较大
—
pc 由 整 个 裂 缝 高 度 上 σmin 平 均 值 确 定 ，
此时， pc取决于裂缝几何形状和方向 地应力是局部参数、闭合压力是裂缝 ( 无支撑
剂条件下)自由闭合的整体特性参数。
一、闭合压力（Pc）确定方法
通过小型压裂施工，测试停泵后的压降 曲线，绘制压力随时间的平方根曲线，也可 确定Pc。
由于小型压裂形成的裂缝比阶梯注入 /返
排法形成的裂缝更长更宽，得到的 Pc 的精度
不太高。
Pc测试建议 (Talley,1999)
①对于气井，宜在开采前进行测试，以尽可能减少井 筒中气体膨胀对压降数据的影响； ②对于深井或高温储层中，随着压力下降和温度升高， 井筒内液体会膨胀（井筒存储效应），尽量需安装井 下仪表进行测试。 ③考虑到压力数据受裂缝表面和滤饼持续固化（挤压） 的影响，小型压降测试的关井时间至少为总闭合时间 的4~5倍。
三、压裂压力递减分析
四、微裂缝储层滤失问题
一、闭合压力（Pc）确定方法
定义：使已存在的裂缝张开的最小缝内压力 （已有裂缝闭合时的流体压力）
理想的情况下（地层均质），pc= σmin（最小就地
主应力）
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
一、闭合压力（Pc）确定方法
C 一般地，裂缝延伸压力比Pc高50~200psi (1psi≈7kPa)
点C：测试前的井底压力；如此前无大量液体注 入，则为储层压力
Rutqvist室内测试验证了该方法的可靠性(1996) 即使未出现斜率较大的基质注入压力直线，裂缝延
伸压力直线在Y轴上的截距，也近似代表了 Pc。
回流测试
在阶梯注入测试后，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
1、矿场测试
2、理论计算
1 、 Pc 矿 场 测 试
— 评估局部应力需要形成较小的裂缝（注入排量 相对较低）； — 确定Pc则要求在整个产层厚度上形成水力裂缝， 则排量相对较高 — 形成的裂缝较小时，则净压力亦较小，井底关 井压力即为主应力或闭合压力； —如果净压力较高时，关井压力差异较大，必须进 行分析计算Pc
—测试结果清楚地显示出留在井筒处的裂缝面。 —井筒内含有透光的液体，可以通过观察裂缝的张 开与闭合，确定井筒处裂缝的高度。 —对井筒处的裂缝高度提供真实的评估。
●
井下三维地震
使用地下声波遥测技术，利用震源的压缩 波和剪切波先后到达的时间差，确定震源到 各检波器之间的距离。 利用井下三维的地震声波和震动记录，可 确定裂缝方位，以及在目标层上、下邻近层 内的裂缝延伸状况。
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
回流测试曲线：（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
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
小型压裂（测试压裂）确定Pc