压裂分析与设计

胍胶造壁系数9×10-5 m/min0.5， 泥岩闭合应力梯度0.016 MPa/m
实例分析—主压裂
净压力拟合
多裂缝效应
时间 体积因子 开缝因子
01
1
17 1
1
40 1.5
1.5
67 3
3
滤失因子 1 1 1.5 3
结论：随着加砂液的泵入，有更多的裂缝张开
加砂量 t 累积产量 ×104m3
实例压裂设计
主压裂液）
量
18.93 m3 砂液总体积 223.32 m3 顶替液体 积
60.1 t 4.9 m3
裂缝长度 168 m 支撑缝长 157.2 m
裂缝总高度 45.8 m 支撑缝高度 42.8 m
裂缝宽度 5.14 cm
实例压裂设计
裂缝剖面
岩石类型 Shale
地层参数
应 力 (MPa) 20
50 TVD(m) 2500
Pressure, dP/dt
Log Scale (ΔP, t*dΔP,dΔt)
ΔP = BHP-ISIP
½-slope
dP/dt
Reference line
linear flow
1-slope
Δt*dΔP/dΔt Radial flow
Square-root-of-shutdown time
Log Scale (Δt = t-t shut-down)
2.实例分析
储层物性：
储层深度为2756—2775 m； 测井渗透率为1 md； 孔隙度为10%； 含油饱和度为70%； 孔隙压力：27.29 MPa 流体压缩系数：0.0366 1/MPa 粘度：0.03 mpa·s 杨氏模量：20000 MPa 泊松比：砂0.2，泥0.25
压裂液和支撑剂：
压裂液为0.45%的胍胶 支撑剂为20-40目的陶粒
leakoff/fissure opening
G-function
G*dP/dG
dP/dG
Deviation below reference line could indicate height recession
G-function
BHP
Fracture closure Reference line
入口摩阻：包括孔眼摩阻和近井筒摩阻
——采用降排量分析方法确定 ——
理想的裂缝
理想裂缝
实实际际的裂裂缝缝
2.实例分析
井筒结构：
套管 油管
下入深度 内径（cm） 外径（cm） 钢级
2880 2765
15.479 4.707
17.78 7.302
N-80 N-80
射孔深度：
2770—2775 m 采用TY102-127，孔径为1.25 cm，孔密为16 个/m
数据转换模块
1.2 压裂分析模块
压裂分析的步骤：
测试压裂分析 入口摩阻分析
确定闭合应力、瞬间停泵压力 和净压力
确定孔眼摩阻和近井 筒摩阻
净压力拟合
确定砂岩渗透率、多裂缝系数和 造壁系数
模拟净压力是由计算机根据模型计算得到
测定净压力： Pnet Ptub P液柱 P摩阻 Pc
1.2 压裂分析模块
液体类型 支撑剂类型
HPG-1 HPG-1 HPG-1 HPG-1 HPG-1 HPG-1 HPG-1 HPG-1 HPG-1
陶粒20/40 陶粒20/40 陶粒20/40 陶粒20/40 陶粒20/40 陶粒20/40 陶粒20/40
实例压裂设计
施工参数：
前置液 百分比
前置液 体积
8.7%
净液体积（ 205.53 m3 支撑剂总
150
200
250
300
缝长 m
结论：缝长150 m为最优
实例压裂设计
泵序一览表
泵注阶段类型
主压裂的前置液 主压裂的携砂液 主压裂的携砂液 主压裂的携砂液 主压裂的携砂液 主压裂的携砂液 主压裂的携砂液 主压裂的携砂液 主压裂的顶替
排量 (m3/min)
3 3 3 3 3 3 3 3 3
支撑剂浓度 (kg/m3) 0 60 120 180 240 300 359 419 0
净液体积 (m3) 18.927 3.785 7.571 11.356 18.927 30.283 45.425 64.352 4.905
泵注阶段时间 (min) 6.31 1.28 2.61 3.99 6.76 10.99 16.75 24.11 1.63
累计时间 (min:sec)
6:18 7:35 10:12 14:11 20:56 31:56 48:41 72:48 74:26
两种方法平均值：
井底闭合应力35.71 MPa， 闭合应力梯度0.0129 MPa/m
实例分析——清水压裂
入口摩阻分析
净压力拟合
wk.baidu.com
孔眼摩阻1.11 MPa 近井筒摩阻0.64 MPa
结论：以孔眼摩阻为主
砂岩渗透率0.022 md
Btm
实例分析—胍胶压裂
入口摩阻分析
净压力拟合
孔眼摩阻0.56 MPa 近井筒摩阻0.46 MPa 结论：与清水压裂相比 孔眼摩阻降低
裂 缝 长 度 (m) 支 撑 缝 长 (m) 裂 缝 总 高 度 (m) 支 撑 裂 缝 总 高 度 (m)
168.0 157.2 45.8 42.8
2600
Sandstone Shale
2700 2800
2900
3000
支 撑 剂 浓 度 (kg/m2)
0 0.49 0.98 1.5 2.0 2.4 2.9 3.4 3.9 4.4 4.9
G*dP/dG dP/dG
G-function
BHP
Fracture closure
Reference line
Pressure, dP/dG, G*dP/dG
G*dP/dG
dP/dG
Deviation above reference line could indicate pressure dependent
闭合应力：地层裂缝闭合时液体压力
——理想条件时，为地层最小水平主应力
——地层复杂时，为裂缝高度贯穿地层最小水平主应力的平均值
确定闭合压力方法
井底压力
平方根法
G函数法
双对数法
ISIP（瞬间停泵压力） 净压力
闭合时间
时间
1.2 压裂分析模块
平方根法：
BHP
Fracture closure
双对数法：
Fracture closure
实例分析—清水压裂
测试压裂分析
井底瞬间停泵压力40.71 MPa
井底闭合压力35.72 MPa， 闭合应力梯度0.0129 MPa/m， 闭合时间61 min， 净压力4.99 MPa
实例分析—清水压裂
测试压裂分析
井底闭合应力35.71 MPa， 闭合应力梯度0.0129 MPa/m, 闭合时间60.52 min， 净压力5 MPa
小型压裂闭合压力分析的基础是裂缝闭合前的流体流动为线性流，闭合
后为过度阶段
1.2 压裂分析模块
G函数法： BHP
Fracture closure
Reference line
BHP
Fracture closure
Reference line
Pressure, dP/dG, G*dP/dG
Pressure, dP/dG, G*dP/dG
压裂分析解释和设计
汇报提纲
1、三维压裂设计软件介绍 2、实例分析
1.1 Fracpro PT的主要模块
压裂分析模块
进行测试压裂分析和净压力拟合，可以确定闭合应力，地 层参数，分析近井筒摩阻和多裂缝效应。
压裂设计模块
评价最合适的裂缝缝长，生成设计施工泵序一览表。
产能模块
根据设计模块中压裂裂缝扩展和支撑剂运移模型，模拟支 撑剂浓度剖面对产能的影响
G*dP/dG
Pressure, dP/dG, G*dP/dG
dP/dG
Linear behavior, but intersection above the origin could indicate fracture growth after shut-down
G-function
1.2 压裂分析模块
优化缝长：
长度（米） 50
102.3 150.9 207.6 251.1
加砂量（吨） 产量（万方）
6.8
330.3
17.7
423.8
36.3
508.8
61.8 99.1
561 583.3
700 600 500 400 300 200 100
0 0
700
600
500
400
300
200
100
0
50
100