压裂施工曲线分析省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

压裂施工曲线解析压裂施工曲线解析第1页 水力压裂是油气井增产一项主要办法，当水力压裂是油气井增产一项主要办法，当地面高压泵组将高粘度液体以超出地层吸收地面高压泵组将高粘度液体以超出地层吸收能力排量注入井中，在井底产生力，超出井能力排量注入井中，在井底产生力，超出井壁附近地应力和岩石抗张强度后，即在地层壁附近地应力和岩石抗张强度后，即在地层中形成裂缝，伴随带支撑剂液体注入地层中，中形成裂缝，伴随带支撑剂液体注入地层中，裂缝逐步向前延伸形成含有一定长度、宽度、裂缝逐步向前延伸形成含有一定长度、宽度、高度填砂裂缝。这些裂缝含有较高导流能力，高度填砂裂缝。这些裂缝含有较高导流能力，改变了油气渗流流态，由原来径向流改变为改变了油气渗流流态，由原来径向流改变为从地层单向流入裂缝，再由裂缝单向流入井从地层单向流入裂缝，再由裂缝单向流入井筒，使油气井产量大幅度提升。筒，使油气井产量大幅度提升。第2页压裂施工过程主要步骤压裂施工过程主要步骤1、排空：目标是了解液罐供液情况和每台、排空：目标是了解液罐供液情况和每台压裂车上水情况。压裂车上水情况。2、试压：目标是检验井口（总闸门以上部、试压：目标是检验井口（总闸门以上部位）及高压管线系统连接部位受压情况，位）及高压管线系统连接部位受压情况，以确保正常施工。以确保正常施工。第3页3、前置液阶段：小排量向地层挤入液体，了解井、前置液阶段：小排量向地层挤入液体，了解井下管柱是否通畅和地层吸收能力；继续提升排量，下管柱是否通畅和地层吸收能力；继续提升排量，在井底产生足够压力，使地层形成裂缝。在井底产生足够压力，使地层形成裂缝。4、携砂液阶段：地层已形成裂缝后，压裂液携带、携砂液阶段：地层已形成裂缝后，压裂液携带一定数量支撑剂进入形成裂缝地层中。一定数量支撑剂进入形成裂缝地层中。5、顶替液阶段：将井筒内携砂液全部替入地层裂、顶替液阶段：将井筒内携砂液全部替入地层裂缝内。缝内。第4页顶替顶替前置前置第5页压裂施工曲线分析压裂施工曲线分析 1、前置液阶段曲线类型、前置液阶段曲线类型 有破裂显示：有三种情况能够判定地层是否压开：有破裂显示：有三种情况能够判定地层是否压开：第一，泵压快速下降，排量上升；第一，泵压快速下降，排量上升；第二，泵压不变，排量上升；第二，泵压不变，排量上升；第三，排量不变，泵压上升到一定值后快速下降。第三，排量不变，泵压上升到一定值后快速下降。无破裂显示：泵压伴随排量增加而增加。无破裂显示：泵压伴随排量增加而增加。第6页 （1）前置液阶段曲线类型与压裂液性质关系不大。）前置液阶段曲线类型与压裂液性质关系不大。（2）无显著破裂显示可能与地层原生裂缝相关。）无显著破裂显示可能与地层原生裂缝相关。从理论上讲，一次破裂显示产生一条裂缝，屡次破裂从理论上讲，一次破裂显示产生一条裂缝，屡次破裂可能显示多条裂缝。可能显示多条裂缝。无显著破裂显示，并不是地层没有形成裂缝，而只能无显著破裂显示，并不是地层没有形成裂缝，而只能说明地层产生裂缝时所引发泵压或排量改变在地面反应不说明地层产生裂缝时所引发泵压或排量改变在地面反应不显著。显著。无显著破裂显示层普通是：地层位于断层附近、地层无显著破裂显示层普通是：地层位于断层附近、地层微裂缝发育、重复压裂层等。微裂缝发育、重复压裂层等。前置液阶段曲线认识分析前置液阶段曲线认识分析 第7页2、携砂液阶段曲线类型、携砂液阶段曲线类型 下降型下降型:特点是当排量稳定特点是当排量稳定时，伴随压开裂缝时，伴随压开裂缝延伸和扩展，砂比延伸和扩展，砂比逐步加大，泵压连逐步加大，泵压连续下降。续下降。第8页 下降稳定型下降稳定型:特点为排量相对稳定特点为排量相对稳定时，伴随裂缝延伸和时，伴随裂缝延伸和扩展，砂比逐步增加，扩展，砂比逐步增加，泵压下降至一定程度泵压下降至一定程度后相对稳定。后相对稳定。第9页曲线原因分析曲线原因分析 下降、下降稳定型下降、下降稳定型:在在P-t双对数坐标系双对数坐标系中，曲线斜率为负中，曲线斜率为负值值(IV)，说明裂缝，说明裂缝穿过低应力层，裂穿过低应力层，裂缝在垂向上延伸，缝在垂向上延伸，或是沟通了天然裂或是沟通了天然裂缝。缝。Pt双对数曲线图双对数曲线图第10页 波动型波动型:特点为排量稳定，砂比基本稳定，伴随裂缝特点为排量稳定，砂比基本稳定，伴随裂缝延伸和扩展，泵压波动起伏。延伸和扩展，泵压波动起伏。第11页曲线原因分析曲线原因分析 波动型波动型:在在P-t双对数坐标系中，压力双对数坐标系中，压力曲线上下波动曲线上下波动(V)，分析认，分析认为是受地层物性特征影响，为是受地层物性特征影响，说明了同一地层物性严重非说明了同一地层物性严重非均质性。均质性。Pt双对数曲线图双对数曲线图第12页 上升型上升型:特点为排量稳定，特点为排量稳定，砂比稳定或提升，砂比稳定或提升，泵压连续上升。泵压连续上升。第13页曲线原因分析曲线原因分析上升型：有两种形态。上升型：有两种形态。第一个是在第一个是在P-t双对数双对数坐标系中，曲线斜率坐标系中，曲线斜率较小较小(I)，即上升速度，即上升速度非常迟缓，说明裂缝非常迟缓，说明裂缝受地层渗透性差、层受地层渗透性差、层薄，使裂缝在高度方薄，使裂缝在高度方向延伸受阻，沿水平向延伸受阻，沿水平方向延伸又迟缓。方向延伸又迟缓。Pt双对数曲线图双对数曲线图第14页曲线原因分析曲线原因分析第二种是在第二种是在P-t双对数坐双对数坐标系中，曲线斜率靠近标系中，曲线斜率靠近1(III),是压力增量正百分是压力增量正百分比注入液体体积增量，说比注入液体体积增量，说明携砂液在缝内存在严重明携砂液在缝内存在严重堵塞。堵塞。Pt双对数曲线图双对数曲线图第15页 稳定型稳定型:特点为排量稳定，特点为排量稳定，砂比稳定或提升，泵砂比稳定或提升，泵压基本不变。压基本不变。第16页曲线原因分析曲线原因分析 稳定型稳定型:这类曲线这类曲线(II)可能可能是地层滤失量增加是地层滤失量增加造成，压开新裂缝造成，压开新裂缝或天然微裂缝张开或天然微裂缝张开增加了滤失量，使增加了滤失量，使注入液体被滤失，注入液体被滤失，缝长得不到延伸。缝长得不到延伸。Pt双对数曲线图双对数曲线图第17页携砂液曲线形态认识分析携砂液曲线形态认识分析 加砂曲线形态与压裂液性质相关：压裂液性质好坏与携加砂曲线形态与压裂液性质相关：压裂液性质好坏与携砂能力、摩阻等有很大关系。砂能力、摩阻等有很大关系。在其它条件相同时，高粘度水基压裂液比低粘度水基压裂在其它条件相同时，高粘度水基压裂液比低粘度水基压裂液造成裂缝宽度和长度要大。所以高粘度凝胶水基压裂液液造成裂缝宽度和长度要大。所以高粘度凝胶水基压裂液能产生长而宽裂缝，携砂液轻易在裂缝中运动，普通高粘能产生长而宽裂缝，携砂液轻易在裂缝中运动，普通高粘度压裂液加砂曲线形态多为下降型和下降稳定型；低粘度度压裂液加砂曲线形态多为下降型和下降稳定型；低粘度压裂液加砂曲线形态有各种形态。压裂液加砂曲线形态有各种形态。第18页携砂液曲线形态认识分析携砂液曲线形态认识分析加砂曲线形态与地层性质相关：地层物性很好，加砂曲线形态与地层性质相关：地层物性很好，且均质，曲线多为下降型。且均质，曲线多为下降型。地层物性差异大，渗透率大小改变，携砂液在裂地层物性差异大，渗透率大小改变，携砂液在裂缝中经过时受阻，使泵压上、下波动，曲线多为缝中经过时受阻，使泵压上、下波动，曲线多为波动型。波动型。第19页下降、下降稳定型下降、下降稳定型:是现场施工比较理想类型，施工成功是现场施工比较理想类型，施工成功率、有效率较高，但应注意井浅、断裂破碎带、薄夹层或率、有效率较高，但应注意井浅、断裂破碎带、薄夹层或邻层为高渗透层时，液体是否滤失较大。邻层为高渗透层时，液体是否滤失较大。上升型上升型:斜率很小上升型曲线属正常施工曲线，现场施工斜率很小上升型曲线属正常施工曲线，现场施工时应采取小排量、低砂比慢速施工，扩大施工规模。斜率时应采取小排量、低砂比慢速施工，扩大施工规模。斜率近为近为1上升曲线是最令人担心曲线类型，现场应合理调小上升曲线是最令人担心曲线类型，现场应合理调小砂比、排量，方便到达设计加砂量要求。若曲线斜率大于砂比、排量，方便到达设计加砂量要求。若曲线斜率大于1时，应马上停顿加砂，泵入顶替液预防发生砂堵。时，应马上停顿加砂，泵入顶替液预防发生砂堵。第20页现场施工中得出几点认识现场施工中得出几点认识 前置液阶段：前置液阶段：普通情况下，泵压曲线在早期出现尖峰，是井筒内地层水普通情况下，泵压曲线在早期出现尖峰，是井筒内地层水和液体摩阻造成。和液体摩阻造成。之后泵压由尖峰下降，这是地层被压开（普通是注入液体之后泵压由尖峰下降，这是地层被压开（普通是注入液体到达井筒二分之一时）。到达井筒二分之一时）。泵压降至最低点后，泵压出现迟缓上升，是地层裂缝正常泵压降至最低点后，泵压出现迟缓上升，是地层裂缝正常延伸，或者是液体摩阻增加影响。延伸，或者是液体摩阻增加影响。泵压降至最低点后，泵压上升到一定高度后迟缓下降，这泵压降至最低点后，泵压上升到一定高度后迟缓下降，这是可能是地层滤失严重，或者是裂缝在垂向上延伸。是可能是地层滤失严重，或者是裂缝在垂向上延伸。在前置液阶段加入段塞砂时，泵压上升了在前置液阶段加入段塞砂时，泵压上升了1-3个个MPa，说，说明裂缝宽度增加。明裂缝宽度增加。第21页现场施工中得出几点认识现场施工中得出几点认识 携砂液阶段：携砂液阶段：在低砂比阶段，泵压出现下降趋势，是液柱压力在低砂比阶段，泵压出现下降趋势，是液柱压力增加高于液体摩阻增加。增加高于液体摩阻增加。在高砂比阶段，泵压出现上升趋势，是液体摩阻在高砂比阶段，泵压出现上升趋势，是液体摩阻增加高于液柱压力增加。增加高于液柱压力增加。第22页第23页第24页第25页第26页第27页第28页讨论问题讨论问题 在施工过程中，泵压受哪些方面影响在施工过程中，泵压受哪些方面影响（1）施工排量）施工排量（2）液体摩阻）液体摩阻（3）液氮）液氮（4）地层本身）地层本身第29页