縫性油藏壓裂壓力遞減分析技術及應用課件

1、裂縫性油藏壓裂壓力遞減分析技術及應用主 要 內 容1、研究的目的意義2、模型的建立與求解3、裂縫性油藏壓裂壓降分析軟件開發(fā) 4、利用壓裂測試分析結果指導主壓裂施工5、結束語 水力壓裂壓后的裂縫幾何參數(shù)是進行壓裂評價的重要依據(jù)。但是通過現(xiàn)有的技術是難以直接測試獲得數(shù)千米深處的裂縫幾何參數(shù)；同時，實際的壓裂過程往往比預測的情況要復雜得多，即使用最先進的儀器和可靠的技術進行水力壓裂作業(yè)設計，也很難檢驗壓裂設計中計算的裂縫幾何參數(shù)是否可靠。為了彌補這種不足，發(fā)展了很多壓裂診斷技術，以提高對水力壓裂裂縫性能的認識。 1、研究的目的意義診斷方法主要局限性遠離裂縫直接成像技術測斜儀裂縫成像不能提供有效支撐裂

2、縫的長度，并且分辨率隨距壓裂井距離的增大而減小微地震裂縫成像直接近井裂縫診斷技術放射性示蹤僅能識別井眼中是否進行過壓裂，不能提供距井眼約1米以外的裂縫信息溫度測井生產測井井眼成像測井井下電視井徑測井間接壓裂診斷技術凈壓裂縫分析結果取決于模型假設和油藏描述裂縫診斷技術分類 由于現(xiàn)場缺乏直接測量地層和水力壓裂參數(shù)的必要手段，也缺乏準確可靠的測試方法和解釋技術，這就導致了認識和了解地層、分析和評估壓裂施工質量的難度很大。隨著油氣藏壓裂技術的發(fā)展和應用，壓裂分析評估技術受到廣泛重視，相應的測試解釋技術也亟待進一步發(fā)展和完善。特別是利用壓裂停泵后的壓力遞減曲線來分析估算裂縫幾何尺寸，濾失系數(shù)、閉合時間、

3、壓裂液效率等，更是需要精度高的模型和簡單實用的解釋方法。 壓力遞減分析的重要性 裂縫性油藏往往具有低孔低滲的特點。在壓裂過程中由于天然裂縫的存在，增大了液體在地層中的濾失，較大的濾失量不僅增加了造縫難度，難以形成較寬的裂縫，另一方面會造成攜砂液在裂縫中提前脫砂形成砂堵。因此，在壓裂設計時重點考慮壓裂液的濾失特性。 壓裂液的濾失除受基質滲透率，液體粘度和油藏壓縮性控制外，還受到天然裂縫的控制，大量的壓裂液濾失在在天然裂縫中，造成壓裂過早脫砂，導致施工失敗。 目前的壓力降落分析技術以及壓裂軟件很難模擬和預測裂縫性油藏的壓裂施工壓力和施工規(guī)模，增加了壓裂優(yōu)化設計的復雜性。 裂縫性油藏壓力遞減分析面臨

4、的問題研究的目的意義以往壓降分析解釋技術不適合于裂縫性油藏的壓降解釋裂縫性油藏壓裂壓降分析解釋技術改進小型壓裂分析指導主壓裂設計獲取裂縫參數(shù)評價施工效果指導壓裂施工提高施工水平2、模型的建立與求解基本假設：(1)裂縫高度恒定；(2)壓裂排量恒定；(3)壓裂液為冪律流體，且壓裂液粘度從井底到縫端呈線性 變化或壓裂液粘度恒定；(4)壓裂后可以自然閉合，也可強制閉合；(5)裂縫模型為PKN型或KGD型；(6)考慮停泵后裂縫延伸及延伸裂縫的濾失量；(7)考慮壓裂液的壓縮性。 G函數(shù)壓力（M pa）2418123603.57dp/dG或Gdp/dG裂縫閉合點Gdp/dG壓力dp/dG0 常 規(guī) 濾 失

5、即濾失與壓力無關，壓裂液通過基質巖塊的濾失。當疊加導數(shù)值位于通過原點的一條直線上時，通過不變導數(shù)值（擬合壓力的大?。﹣碜R別該濾失特征，偏離直線段的點就是裂縫閉合點。 與壓力有關的濾失壓力（M pa）0 2.524 3.5 1.7521185.0G函數(shù)dp/dG或Gdp/dG閉合點壓力裂隙開啟點dp/dGGdp/dG0 疊加導數(shù)部分位于直線段上，閉合點之前的一段時間內濾失與壓力無關，采用平均值法計算擬合壓力。 物質守恒方程: 停泵時裂縫的體積為 ，停泵t時間的體積為 。在t時間內裂縫體積的變化等于裂縫的總濾失量與壓后t時間內放噴量之和 :（忽略了高階小項 ）裂縫延伸規(guī)律:由物質守恒方程，得：裂縫

6、平均縫寬：于是有： 停泵后裂縫在無延伸情況下，在區(qū)間p,p+t內，任兩個時間點的壓力差表達式，既壓降方程為: 施工期間，總注入體積為濾失量、初濾失量與裂縫體積之和，即連續(xù)性方程為: 上式簡化可得：其中， 在泵注結束時，總的濾失體積 = 注入總體積 - 裂縫體積，即: 初濾失：微元法計算VLP,C(不含初濾失的濾失分量)t p 通過疊代法求解，可以求出參數(shù)Pc、P*、L、，Wa、Sp 等。3、 裂縫性油藏壓裂壓降分析軟件開發(fā) 壓裂壓力遞減分析軟件參數(shù)輸入數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)處理圖像輸出模型選擇參數(shù)輸出測試數(shù)據(jù) 壓裂壓力遞減分析軟件總體結構開始輸入數(shù)據(jù)（）壓裂模擬修正參數(shù)壓力變化曲線誤差計算記錄壓裂參數(shù)結

7、束誤差標準不滿足滿足 軟件主程序流程 軟件功能各類方法所求裂縫參數(shù)比較參 數(shù)PT軟件試井分析本文軟件壓裂液濾失系數(shù)初濾失系數(shù)擬合壓力閉合壓力閉合時間動態(tài)縫長動態(tài)縫寬延伸時間延伸長度閉合縫長閉合縫寬壓裂液效率注：“”表示能獲得的參數(shù)，“”表示不能獲得的參數(shù)。4、利用壓裂測試分析結果指導主壓裂施工 鄂深X井基本參數(shù)： 儲層溫度：105123，屬中高溫地層； 孔隙度：39%； 含油飽和度：4050%； 儲層壓力系數(shù)：0.9391.4，地層能量較足； 測井解釋滲透率：0.964.2510-3m2； 測試空氣滲透率：0.091210-3m2； 有效滲透率：0.00530.710-3m2；鄂深X井測試壓裂

8、簡況 造長縫壓裂 單井增產 天然裂縫發(fā)育，導致脫砂 存在的問題：技術對策：主壓裂前進行小型壓裂測試獲取所需參數(shù)，為主壓裂設計提供依據(jù)為該油田總體壓裂方案的制定與單井方案的優(yōu)化設計提供依據(jù)測試壓裂施工數(shù)據(jù) 小型壓裂施工數(shù)據(jù) 序 號施工步驟排量(m3/min)施工壓力(MPa)液量(m3)1注KCL水1.532.9546.3985.7710.972停泵測壓降24.0420.423注凍膠1.94.0652.5280.820.214停泵測壓降23.7121.02測試壓裂施工曲線 泵壓套壓排量閉合壓力分析(KCL注入) 裂縫閉合閉合壓力分析(凍膠注入) 裂縫閉合凈壓力分析解釋結果 小型壓裂凈壓力擬合分析

9、結果序號參數(shù)名稱單位PT軟件本文壓降分析軟件1閉合壓力MPa57.1156.732閉合壓力梯度MPa/m0.0160.01593裂縫閉合時間min204產層滲透率mD0.25擬合壓力MPa1.86綜合濾失系數(shù)m/min0.53.9210-45.110-47初濾失系數(shù)m3/m22.310-48凍膠注入停泵縫長m40.6509凍膠注入停泵時縫高m21.121.110凍膠注入停泵縫寬mm3.13.0鄂深X井摩阻分析注KCL注凍膠 隨著注入的液體體積的增加和粘度的 增大，近井摩阻降低。 裂縫彎曲摩阻小型壓裂測試分析的主要認識 (1)、本井小型壓裂沒有明顯的破裂壓裂峰值，可初步判斷儲層內天然裂縫發(fā)育，這

10、從取芯觀察和測井資料分析得到了驗證。 (2)、裂縫閉合壓力，即水平最小主應力值為56.558.5 MPa，與破裂壓力值87.8MPa，相差了約30MPa,而且壓裂液的綜合濾失系數(shù)為5.110-4 m/min0.5，地層測試有效滲透率分布在0.005310-3m20.710-3m2之間，進一步說明了地層的天然裂縫發(fā)育，而且儲層致密，屬特低滲范疇。小型壓裂測試分析的主要認識 (3)、因為儲層致密，壓后要想有較好的增產效果，需造成較長的人工裂縫，來溝通發(fā)育的天然裂縫。利用小型壓裂的壓力降落數(shù)據(jù)計算，求得施工后造縫半長為50m，表明了一定規(guī)模的壓裂施工有造長縫的可能。 (4)、小型壓裂表明近井摩阻較大

11、，達到2227 MPa，當泵入較多的前置液后近井摩阻減小，因此近井摩阻主要是由于裂縫的彎曲造成的。 主壓裂主要技術措施 (1)、根據(jù)裂縫閉合壓力，即水平最小主應力值為56.558.5MPa，選擇高強度40/60目陶粒； (2)、由于儲層天然裂縫發(fā)育，壓裂液濾失嚴重，因此，在主壓裂施工中采用粉陶來堵塞天然裂縫，起到降濾的作用； (3)、在主壓裂施工中應采用支撐劑段塞及小粒徑支撐劑來解決裂縫生長彎曲。 主壓裂施工曲線分析主壓裂施工數(shù)據(jù)分析泵注開始時泵壓：74MPa67MPa；排量為4m3/min時： 60MPa；第一個段塞的粉陶泵入時：60MPa66MPa， 56MPa；第二個段塞的粉陶泵入時：63MPa，56MPa。排量為4.5m3/min時40/60目陶粒進入地層， 62MPa， 排量為5.1m3/min， 54MPa，該壓力比開始階段的67MPa降低了近13MPa。 加砂正常，按照設計要求完成施工 5、結 束 語 傳統(tǒng)的裂縫診斷技術中的壓降分析模型只針對了均