压裂实时监测及解释技术
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
h
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。
●分析解释的前提条件苛刻，要求施工排量恒定，压 裂液流变参数和滤失系数已知而且保持恒定。
h
12
2 国内外研究现状
基于三维裂缝模型的压裂压力分析的开拓性 工作是由 Crockett等完成的，随后大量相关的 研究和现场试验相继展开，其中最具代表性的 是天然气研究院的现场试验、 Meyer等发展和 完善的模型及其算法、Gulrajani等对压力历史 反演唯一性的讨论和现场应用实例、Piggott等 利用压力历史反演获得地层特征的应用。正是 以这些研究成果为基础，一些国际性的研究机 构和著名石油公司相继推出了压裂施工过程中 实时分析和图形显示的软件系统。
h
9
2 国内外研究现状
二维压裂压力分析：采用净压力(井底压力与裂缝 闭合压力之差)，利用双对数坐标系下净压力曲线的 斜率推断裂缝延伸方式和类型。
h
10
2 国内外研究现状
二维压裂压力分析：在推断出裂缝延伸方式和类型， 并定性地认识和了解裂缝高度延伸情况基础上，可进 而确定裂缝长度和裂缝宽度。
h
4
1 目的及意义
四个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和评估水力裂缝的 有效手段
对储层特性尤其是岩石力学参数和地应 力分布缺乏深入的研究和认识
压裂设计及其局限性
落后的压裂监测与施工质量控制
h
5
1 目的及意义
水力压裂实时监测及解释技术是确保压裂施 工取得理想效果的关键性手段，也是水力压裂 技术的最新进展和发展趋势。应用该技术，可 认识和了解裂缝和地层情况，分析和评估压裂 液性能和现场施工质量，减小施工风险，保证 施工按设计要求顺利进行，并根据实际情况进 行现场调整。针对该技术及其亟待解决的重大 问题进行深入研究，势在必行，意义重大。
1 2n1
2
2n1 2n2
K
E2n1
QnLf (t H 2n1
)
1 2n2
pw (t)
1 2n1
2
2n1
2n2
K
E2n1
H
Qn Ln 2n
f
(t)
1
2n2
2n1
1
1 2n1
3 16
2n2
K
E2n1
Qn
R3n f
(t)
2n2
PKN KGD Radil
Wf
(t)
h
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
大缺陷
采用净压力进行分析，具有明显的局限性 数据采集与处理不能满足实时要求
●假设裂缝高度为定值；
●采用净压力进行分析，需预先输入裂缝闭合压力， 但该参数往往难以获得，同时随着裂缝扩展延伸， 裂缝闭合压力事实上是变化的；
●只能刻画和分析施工过程中压力变化的某一阶段， 不能完整准确地解释整个施工过程中压力的变化；
●解释的参数少，只能定性地认识和了解裂缝高度延 伸情况，定量地解释裂缝长度和裂缝宽度；
h
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
h
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
h
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。
h
16
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
h
17
3 最新研究成果
我们针对压裂实时监测及解释技术目前亟待 解决的重大技术问题，通过多年来卓有成效和 系统深入的研究工作，现已取得重大技术突破， 研究成果不仅填补了国内空白，而且开拓和发 展了压裂分析评估技术的现有内涵，代表了该 技术的最先进水平和最新研究成果，部分成果 属国内外首创，整体居国际领先水平。
h
14
2 国内外研究现状
国内对压裂施工过程中实时监测与分析技术 的研究较为落后。二十世纪九十年代，西南石 油学院和石油大学研制了二维压裂压力分析软 件，但没有创新。至于对三维压裂压力分析技 术的研究，国内还是空白。近年来，国内各油 田相继引进了三维压裂压力分析的软件系统， 但软件的运行情况及解释结果不理想。
h
6
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
h
7
2 国内外研究现状
压裂压力与裂缝几何形状及其动态延伸密切 相关，压裂分析与模拟的关键问题之一就是确 定裂缝的几何形状及其动态延伸规律。
●二维裂缝模型
PKN模型、KGD模型和Radil模型
●拟三维裂缝模型
h
13
2 国内外研究现状
三维压裂压力分析：
Crockett等提出了集总综合裂缝模型：
ddtLiN BiLi Ai
模型的最大特点是将复杂的数值分析问题通过模型 中大量的伽马系数或积分参数，简化为确定函数或数 据库的积分参数。
应用该模型，基于流体流变性主宰压力变化的基本 思想，初步研究了压裂施工过程中的压力历史拟合， 以确定液体的流变性和滤失程度。
2
2
1
2n2
1
2n2
K Qn E
K Qn E
1
2n2
1
2n2
Lf (t) H n1
L2f (t) H n
1
2n2
1
2n2
16 3
1 2n2
K Qn E
1
2n2
Rf
(t)
2n 2n2
PKN KGD Radil
h
11
wenku.baidu.com
2 国内外研究现状
二维压裂压力分析存在的问题：
●全三维裂缝模型
由Clifton、Cleary提出的两种模型
h
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。
●分析解释的前提条件苛刻，要求施工排量恒定，压 裂液流变参数和滤失系数已知而且保持恒定。
h
12
2 国内外研究现状
基于三维裂缝模型的压裂压力分析的开拓性 工作是由 Crockett等完成的，随后大量相关的 研究和现场试验相继展开，其中最具代表性的 是天然气研究院的现场试验、 Meyer等发展和 完善的模型及其算法、Gulrajani等对压力历史 反演唯一性的讨论和现场应用实例、Piggott等 利用压力历史反演获得地层特征的应用。正是 以这些研究成果为基础，一些国际性的研究机 构和著名石油公司相继推出了压裂施工过程中 实时分析和图形显示的软件系统。
h
9
2 国内外研究现状
二维压裂压力分析：采用净压力(井底压力与裂缝 闭合压力之差)，利用双对数坐标系下净压力曲线的 斜率推断裂缝延伸方式和类型。
h
10
2 国内外研究现状
二维压裂压力分析：在推断出裂缝延伸方式和类型， 并定性地认识和了解裂缝高度延伸情况基础上，可进 而确定裂缝长度和裂缝宽度。
h
4
1 目的及意义
四个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和评估水力裂缝的 有效手段
对储层特性尤其是岩石力学参数和地应 力分布缺乏深入的研究和认识
压裂设计及其局限性
落后的压裂监测与施工质量控制
h
5
1 目的及意义
水力压裂实时监测及解释技术是确保压裂施 工取得理想效果的关键性手段，也是水力压裂 技术的最新进展和发展趋势。应用该技术，可 认识和了解裂缝和地层情况，分析和评估压裂 液性能和现场施工质量，减小施工风险，保证 施工按设计要求顺利进行，并根据实际情况进 行现场调整。针对该技术及其亟待解决的重大 问题进行深入研究，势在必行，意义重大。
1 2n1
2
2n1 2n2
K
E2n1
QnLf (t H 2n1
)
1 2n2
pw (t)
1 2n1
2
2n1
2n2
K
E2n1
H
Qn Ln 2n
f
(t)
1
2n2
2n1
1
1 2n1
3 16
2n2
K
E2n1
Qn
R3n f
(t)
2n2
PKN KGD Radil
Wf
(t)
h
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
大缺陷
采用净压力进行分析，具有明显的局限性 数据采集与处理不能满足实时要求
●假设裂缝高度为定值；
●采用净压力进行分析，需预先输入裂缝闭合压力， 但该参数往往难以获得，同时随着裂缝扩展延伸， 裂缝闭合压力事实上是变化的；
●只能刻画和分析施工过程中压力变化的某一阶段， 不能完整准确地解释整个施工过程中压力的变化；
●解释的参数少，只能定性地认识和了解裂缝高度延 伸情况，定量地解释裂缝长度和裂缝宽度；
h
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
h
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
h
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。
h
16
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
h
17
3 最新研究成果
我们针对压裂实时监测及解释技术目前亟待 解决的重大技术问题，通过多年来卓有成效和 系统深入的研究工作，现已取得重大技术突破， 研究成果不仅填补了国内空白，而且开拓和发 展了压裂分析评估技术的现有内涵，代表了该 技术的最先进水平和最新研究成果，部分成果 属国内外首创，整体居国际领先水平。
h
14
2 国内外研究现状
国内对压裂施工过程中实时监测与分析技术 的研究较为落后。二十世纪九十年代，西南石 油学院和石油大学研制了二维压裂压力分析软 件，但没有创新。至于对三维压裂压力分析技 术的研究，国内还是空白。近年来，国内各油 田相继引进了三维压裂压力分析的软件系统， 但软件的运行情况及解释结果不理想。
h
6
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
h
7
2 国内外研究现状
压裂压力与裂缝几何形状及其动态延伸密切 相关，压裂分析与模拟的关键问题之一就是确 定裂缝的几何形状及其动态延伸规律。
●二维裂缝模型
PKN模型、KGD模型和Radil模型
●拟三维裂缝模型
h
13
2 国内外研究现状
三维压裂压力分析：
Crockett等提出了集总综合裂缝模型：
ddtLiN BiLi Ai
模型的最大特点是将复杂的数值分析问题通过模型 中大量的伽马系数或积分参数，简化为确定函数或数 据库的积分参数。
应用该模型，基于流体流变性主宰压力变化的基本 思想，初步研究了压裂施工过程中的压力历史拟合， 以确定液体的流变性和滤失程度。
2
2
1
2n2
1
2n2
K Qn E
K Qn E
1
2n2
1
2n2
Lf (t) H n1
L2f (t) H n
1
2n2
1
2n2
16 3
1 2n2
K Qn E
1
2n2
Rf
(t)
2n 2n2
PKN KGD Radil
h
11
wenku.baidu.com
2 国内外研究现状
二维压裂压力分析存在的问题：