国外水力压裂技术新发展

新方法－裂缝模型的标定
标定满后的模足型应：满足的条件：
接近实际诊断的裂缝高度（例如用TWTM方法） 接近观察到的压裂过程的净压力值 保持原有的岩石性质
对所有井的裂缝模拟具有相容性
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地应力剖面测定－净压力和三维模拟基础
（小型压裂、地应力测试）
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施工压力拟合
－确定裂缝延伸状态和几何参数
North(ft)
Phase 1 Treatment Well
CGU21-10 Monitor Well
Phase 2 Treatment Well
CGU21-09 Monitor Well
East(ft) 第16页/共75页
施工参数及工艺
CGU21-10 常规冻胶压裂数据表
2.4kg/m^3线性胶 1.75~3.5%砂比
生的地震波
应用－东得克萨斯盆地的博西尔砂层组的清水压裂
砂层埋深： 4000米 ，细、粉砂与页岩互层 砂层温度： 126°Ｃ 平均孔隙度：6-10％ 平均渗透率：0.005-0.05毫达西
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新方法－水力压裂远场裂缝断方法之二（MFM）
A井与观察井的井筒布置图
观 察 井 下 入 12 个 三 分 量 检 波 器
和微地震图像
周围井井下倾 斜图像
受井距限制可提供宏⊙观⊙尺√寸√
√
√
√
微地震像图 不可能应用与所有地 ⊙ ⊙ ⊙ √
Hale Waihona Puke Baidu
层 施工井倾斜仪 要用缝高及缝宽计算 √ ⊙ ⊙
像图
缝长
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直接远场裂缝诊断技术解决的问题：
裂缝是否像设计的那样，已经覆盖整个 目的层？是否都在目的层以内？ 加砂量的砂比是否恰当？ 形成的裂缝尺寸及与模型计算相比较的 结果如何？产量预测情况如何？ 裂缝长度与方位是否影响了原设计的布 井方案？
裂缝模型的标定 标定前
实例分析
标定后 净压力拟 合结果
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２、新工艺－清水压裂技术及其进展
所谓的清水压裂，除了早期用清水不带砂外，
低多数渗是透用油化学气处藏理剂高，效如减开阻采剂的、活关性键剂、：防
膨剂处理过的清水或线性胶，这种水也常常称
作滑作降业溜低中水压（带有s裂l少ic液量k 砂w对a的te地，r-层但fr也a的c有)。伤加砂害量！较多的， 砂性比 ，常 至降为 于低3造.缝5开%导。采流用能水成力量本的多！大，小排量与大储是层它物们性的有共
√
率与压力
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可能估计项目
诊断方法
主要限制
长高宽方 倾 体 导
几英尺范围度，度 度 位 角 积 流
近 井 地
察看射孔段的 放射性示踪剂 探测深度1”－2”
√√√ √
温度测井
缝高、砂浓度 小层岩石的导温系数 √
影响结果
带 HIT
对和管柱生尺寸产改变剖敏感面！
√
直 生产测井
只能确定何层生产
√
接
方 井眼成像测井 只能由于裸眼井
√√
法 井下电视
用于套管井，有孔眼 √
的部分
井径测井
裸眼井结果，取决于
√
井眼质量
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远场直接方法
可能估计项目
诊断方法
主要限制
能够数被确十定到数百长 度 英高 度 尺宽 度 ，方位
倾 角
体 积
导 流
地面倾斜图像 受深度限两制大工具：√ 倾√ 斜仪 ⊙ ⊙ ⊙
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新方法－水力压裂远场裂缝断方法之一（TWTM）
TWTM－应用实例 第11页/共75页
缝压 高裂 随过 时程 间， 的不 扩同 展位 倾置 角倾 反斜 响仪 曲测 线出
的
新方法－水力压裂远场裂缝断方法之二
微地震压裂成象（MFM）
目的－确定裂缝的缝高、缝长和方位
方法－在观察井井下放入检波器，监测压裂过程中产
CGU21-09 清水压裂数据表
3kg/m^3交联冻胶 1～35％砂比
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缝高向上延伸， 缝高向下延伸缝，长不对称！ 缝长不对称！
裂缝在产层延伸， 缝长不对称！
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监测结果－缝长不对称！
CGU21-10 常规冻胶压裂井测出缝长
CGU21-09 清水压裂井测出缝长
东西向相差２～４倍
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水力压裂远场裂缝诊断方法之一
压裂井井下倾斜仪成象（TWTM）
原 理
地层中形成裂缝后的岩体位移情况
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新方法－水力压裂远场裂缝断方法之一（TWTM）
• 可直接测量水力裂缝缝高与缝宽；
• 可用于不加砂的测试压裂和实际加砂
特 压裂； 点 • 压裂井井下倾斜仪成象技术与地面倾
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净压力历史的拟合
注意：在模型的标定中，要注意裂缝扩展
模型经典理论以外的现象，例如在多层压 裂中，裂缝的高度就不但受各小层的闭合 应力及渗透率差别的控制，并且也受“多 层效应”的约束。
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新方法－裂缝模型的标定
实例分析－常规缝高与多层缝高扩展的差别
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新方法－水力压裂诊断技术的方法 间接方法 直接的近井地带方法 直接的远场地带方法
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间接方法
诊断方法
主要限制
可能估计项目
长高宽方 倾 体 导 度度度位 角 积 流
净压力分析 油 藏 描 述 提 供 的 √ √ √
√√
模拟假设
试井
需要准确的渗透 √ √
√
率与压力
生产分析 需 要 准 确 的 渗 透 √ √
斜仪或周边井井倾斜仪相比，可获得高
六个数量级的强信号。
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方法
• 压裂作业前先在井中下入一串小尺寸（1 11/16” — 2 7/8”）多达20个的倾斜仪，依据射孔 段长度与可能的缝高，倾斜仪的布距约20 —80 英尺，用5/16”的细电缆将实时采集到的信号， 传递到地面。
• 可将倾斜仪偏心贴于套管壁上，或置于环形空 间，以避免注液过程中，在井筒内紊流及支撑 剂骚动所产生的噪音或对倾斜仪的损伤 。
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裂缝诊断结果的应用－标定裂缝模型
裂缝模拟结果与实际情况不一致的原因
①裂缝模拟软件未经与裂缝实际测量及净压 力动态结果相标定 ②裂缝模拟软件没有与具体区块的真实压裂 几何尺寸相结合
裂缝诊断结果的作用 ①直观显示了裂缝的长度、高度、走向等重 要信息 ②为裂缝模拟提供了标定的依据
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新方法－水力压裂远场裂缝断方法之二（MFM）
A井压裂过程中的地震平面成像
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新方法－水力压裂远场裂缝断方法之二（MFM）
A井压裂过程中的北向及西向地震成像
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微地震裂缝监测实例（1997年）
地点：东得克萨斯卡尔萨杰气田 方法：井下倾斜仪成象
CGU22-09 Monitor Well