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1、2014-11-25中国压裂网原创团队DOC. NO.: RVS201411FTD003压裂施工曲线案例分析根据中国压裂网论坛资料汇编8 / 11文件版本历史文件版本修订日期/修订人修订说明V1.02014.11.25/争光新建V1.12014.11.25/争光/王鹏昊建立目录V1.22013.11.25/袁晓俊增加P-t双对数曲线分析目录1 典型地面泵压与时间关系曲线12 典型砂堵施工曲线23 P-t双对数曲线分析图典型砂堵施工曲线24 直井压裂砂堵原因分析35 水平井压裂砂堵原因分析46 压裂曲线反应的地层破裂特征67 压裂施工曲线确定破裂压力、闭合压力、地层压力88 小型压裂曲线分析91
2、典型地面泵压与时间关系曲线l 压力时间曲线反映压裂裂缝在压裂全过程中的状况: 分析施工中的压力变化可以判断裂缝的延伸状态; 分析压后的压力曲线可获得压开裂缝的几何尺寸(缝长与缝宽)、压裂液性能与储集层参数l 低渗油气藏中天然裂缝存在将对压裂施工和压后效果产生重大影响。因此,分析与评价地层中天然裂缝的发育情况非常重要。目前,识别裂缝的方法主要为岩心观察描述和FMI成像测井、核磁测井或地层倾角测井等特殊测井方法。l 利用压裂施工过程中的压力响应也可定性判断天然裂缝的性质。l 一般,地层中存在的潜在的天然裂缝,在就地应力条件下处于闭合状态,一旦受到外界压力的作用,潜在缝会不同程度地开: 在地层不存在
3、天然裂缝的情况下,裂缝起裂时,则在压裂压力曲线上将出现明显的破裂压力值; 若井筒周围存在较发育的天然裂缝,在压裂过程中,由于注入压力的作用,导致潜在裂缝开,则初始的压裂压力不会出现地层破裂的压力峰值。2 典型砂堵施工曲线砂堵会引起油压曲线异常剧烈波动。3 P-t双对数曲线分析图典型砂堵施工曲线4直井压裂砂堵原因分析井深:2014.0-2138.0 m. 19m/2层压裂体系:缓交联瓜胶体系目的层上段下套管保护封隔器。按设计,应该是100:1的交联比,后期在高砂比情况下,没有控制好交联剂泵,施工后期,交联比调整到125:1,从压力的上涨速度较快来看,初步判断是携砂液弱交联导致近井脱砂。从责任上讲
4、,这是一次人为的事故,在比较低破裂压力和施工压力下,在岩石硬度不高,造缝比较充分的前提下,应该有着轻松加愉快的施工节奏,可是由于指挥或者现场监督的马虎大意,在压力上升势头出现后,没有与时停砂(时间有2-3分钟),导致砂堵。看曲线,前置液似乎偏少,加砂后期,压力上升,砂比仍提高,已经风险很大,应该与时停砂观察的。事后分析,的确是人为事故。(1)设计人员对地层不了解,盲目崇拜线性加砂技术,把砂比设计的过高;(2)现场指挥人员认为如果不按照设计施工,他的责任会更大,打算终于设计;(3)交联剂加入技术存在缺陷;(4)现场经验不足,没有与时停砂;5水平井压裂砂堵原因分析于阿果石油网论坛:压裂段2934-
5、2937m,采用桥塞空井筒压裂,大神们分析分析这段砂堵的原因,液体性能没有问题回复1压力随排量升高一直在降低,表明滤失较大。前置液阶段2个段塞降滤作用不太大,加砂期间压力也一直延续降低趋势,而升高指挥没有采取有效降滤措施,后期砂堵是裂缝饱和的显示。回复2曲线里怎么没有油压?初步分析原因:1、段塞作用不是太明显2、地层滤失量较高3、排量设计偏小回复3从施工曲线看,应该是端部脱砂。施工目的层段2934-2937m,厚度只有3m,施工排量3m3/min,应该不小了。但施工压力一直在下降,应该是缝高失控(不清楚储层上下隔层的应力情况)。石英砂进入地层后施工压力并没有明显上升情况,说明裂缝宽度没有问题。
6、砂堵原因应该是:1、滤失量过大,没有采取合适的降滤失措施; 2、前置液量设计太少,增大前置液量。回复4滤失过大,段塞没起到作用,可能遇到地层裂缝、断层之类的。回复5从压力变化曲线分析,压力一直在下降,说明缝宽没有变化,可能有两方面因素,一是楼上几位提到的地层滤失高,二是缝高失控,这要根据实际地层情况来分析究竟是哪一种造成的。如果是前一种情况的话,可以通过增加前置液排量,在加砂阶段适当降低砂比,以利于支撑剂的输送;如果是第二种情况的话,说明上下隔层应力差较小,此时只能通过降滤失措施,或增加液体的粘度。个人看法,欢迎指点。回复6单纯从曲线上看不敢下结论。没做压裂测试我不知道前面是否压开地层,如果压
7、开的话从前面停泵来看,停泵压力应该在19-20MPa左右,也就是跟80min左右差不多(当时排量3.5左右吧,也就是说如果管没坏正常裂缝的话裂缝净压力是负值),这确实很吓人。要我施工的话应该停泵会更早,一般正常延伸裂缝净压力怎么也有2、3MPa吧(当然具体得看岩石力学参数,总归不能到这份上)。就曲线来看我支持前面的回答,应该没别的解释了,压力上升那趋势是脱砂无疑。但要说能滤失到这种程度也有点不可思议。前面大家已经说过,压力下降一般考虑缝高失控和高滤失。但持续的下降缝高失控基本排除。那就滤失了,再来看滤失关键看储层物性和液体效率了,液体没问题那就是储层没认识清楚,可考虑裂缝、地层能量亏空太厉害,
8、压前测试多重要呀。应该说一开始压力的持续下降就可以认为地层存在高滤失的可能,应采取措施。回复7应该主要在施工前的压裂施工设计采用合适的降滤失剂。当然,如果施工设计没有,在施工中出现这种情况,我想首先应该增大交联剂的用量,增大压裂液的粘度(必须有实验室实验数据支持),其次,多增加几个支撑剂段赛,增大前置液的用量等。回复8从曲线上看应该是地层天然裂缝发育,滤失严重,尤其是从曲线后面在排量稳定的情况下,压力一直走低,就说明地层滤失严重。像这种情况,压裂指挥和压裂监督应该调整加砂方案,降滤失是一方面。在现场液质量合格、液量足够的情况下,应该提高排量,以降低砂比,减少脱砂的风险。从曲线上看,压力下降后,
9、紧急拉升,不太像端部脱砂,更像近井地带砂堵。回复9前面的两个段塞主要是起打磨孔眼降低磨阻的作用,每个砂浓阶段进入地层后,压力基本没有波动,说明缝宽没有问题,加砂过程中,压力一直降低且是稳定平缓的降低,这个现场中就很难操作了,只能说滤失较大,不能判断为逢高失控。倒数第二个砂比段压力平缓,说明地层压力在升高,最后一个砂比就不要提了;该井由于滤失较大,液体效率应该较低,可以增加前置液的液量与排量。回复10加砂阶段压力一直下降,说明加砂难度不大,就好比往一个固宽度裂缝里装东西一样,携砂液进入后快速滤失导致压力下降。如果裂缝宽度有变化的话,就是加砂困难,需要不停的扩展裂缝宽度以使后期砂子持续进入裂缝,要
10、扩展裂缝就需要较高的压力,自然压力就会上升。回复11你这个是先期挤酸清洗炮眼吧,正常大概在30MPa,三方排量,地层压力应该在25、26左右,后来地层压力降啊降的,就感觉不正常了,但是谁能给个停砂的理由呢?谁能给个提排量的理由呢?相信现场谁也没想到压力会飞,这个就算是正常顶替完成了吧,不算堵吧。探砂面了没有?回复12根据施工压力变化,地层破裂泵压不高,35MPa左右,提升排量过程中压力基本上也是呈现下降的趋势,从这一点看沟通了大的裂缝或周围邻近生产井,造成滤失较快。从排量的一级级变化与压力关系上看,可以排除缝高失控的可能性。从加砂阶段看,加砂过程中压力一直下降,说明更近一步说明滤失速度快,直到
11、停砂时泵压下降至最低值,说明裂缝吃砂未饱和。顶替阶段压力逐渐的开始上翘,只有一种可能,顶替阶段加入过硫酸铵过快或不均匀,导致液体在井底发生破胶,砂子在井筒堆积造成砂堵,压力上升。处理措施:1.如果是地层滤失严重的,加入降滤失剂或提高液体粘度;2.如果是沟通了天然裂缝或压窜,则需要加入小目数的支撑剂封堵裂缝,再进行施工;3.在顶替阶段过硫酸铵加入要均匀,速度也平稳,在停砂停交联液再进几方液之后开始加入过硫酸铵,为保证效果可以停泵进行挤注。6压裂曲线反应的地层破裂特征压裂井段:2751.0-2769.0m,孔隙度6%,渗透率2md。(图中,第一段压为线为井口试压)。地质部门提供资料说:74-5.6
12、层自然产能较低,动用程度差,但该区位于鼻状构造鞍部,处于构造变化带,天然裂缝较发育,下步通过压裂沟通天然裂缝,有效扩大动用面积,能取得较好的压裂效果。中段压力的上升与提升排量同步,没有显示出明显的破裂特征。该井压前日产液1.5t,油0.6t;压后一个月日产液1.4t,油0.3t。一般,地层中存在的潜在的天然裂缝,在就地应力条件下处于闭合状态,一旦受到外界压力的作用,潜在缝会不同程度地开:(1)在地层不存在天然裂缝的情况下,裂缝起裂时,则在压裂压力曲线上将出现明显的破裂压力值。(2)若井筒周围存在较发育的天然裂缝,在压裂过程中,由于注入压力的作用,导致潜在裂缝开,则初始的压裂压力不会出现地层破裂
13、的压力峰值;这个图压裂曲线初始压力平稳上升,代表储层中天然裂缝较发育,属于第2种情况。另外,没有明显的压力降说明没有大的水力裂缝形成,中段压力波动由于排量增大造成,之后的压力平稳稍带下降代表裂缝的自然延伸。这条曲线显示天然裂缝并不会像地质人员预测的多,没有压力波动,说明破裂机制就是注水、地层孔隙压力增大、有效应力达到破裂准则地层破裂,是性缝。7 压裂施工曲线确定破裂压力、闭合压力、地层压力破裂压力可以读出来,大约为15MPa,关井压力足够长时,油压稳定的那个值可以看做地层压力,此图大约为3个MPa左右,如果你有数据的话,最后的那个压力值为地层压力的估算值,闭合压力要通过专门的压裂分析软件进行分析,对此图来说闭合压力估算值在3-5MPa之间。8 小型压裂曲线分析小型压裂压降测试时压力上涨再下降的原因?小型压裂测试分为三个阶段,即阶梯上升,阶梯降落,以后压降阶段,压降是指停泵以后的压力,停泵以后压力肯定是降低的,图上也是如此,停泵对应排量为0;G函数分析裂缝高度失控。