压裂测试施工压力资料分析

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1、水力压裂过程的监测施工监测压力波动监测水力裂缝参数监测施工监测注入排量监测涡轮流量计计数泵从压裂液罐内计量泵入液体的体积和泵人时间施工监测加砂量加砂量的测量同样是困难的工作，整个施工过程中测量误差很小也可能导致施工结论本质上的差别。加砂量可用几种方法进行验证，所有的方法应互相配合使用以使误差最小。施工监测支撑剂用量监测支撑剂用量的最可靠方法就是计量支撑剂储罐，在压裂施工期间，应按预先设计的加砂程序表，确定各个不同施工阶段用完一罐支撑剂的时间，其差值会经常出现，可在不影响施工设计的情况下得到校正。压力波动监测在压裂施工期间，进行估算时最关键的问题之一是施工压力的波动。为了

2、有效地采取补救措施，必须正确地找出压力变化的原因。有四种引起压力波动的原因，即力学问题、胶体性能变化、支撑剂浓度的改变和地层响应。压力波动监测力学问题引起的压力波动引起施工压力异常高的最通常的力学问题是压裂流体通过射孔孔眼时受到限制，当流体通过孔眼时要产生压力降落。当某些孔眼不能流过流体时，则其余的每个孔眼的流量就会增加，因而造成更高的压力降落，这会导致地面的施工压力比预料的要高，还可能会不得不改变施工程序。压力波动监测胶体性能变化引起的压力波动当压力升高或降低时，很难确定是由于地层的裂缝性能所引起的还是由于胶液的性能所引起，关键因素是发生压力变化的时间（如下图），如果

3、这段时间与液体通过油管或套管所需要的时间相—致，则它可能反映了施工液体性能的变化，其它的压力变化通常是和裂缝几何和动态特性的改变有关。压力波动监测压力波动监测支撑剂浓度的改变引起的压力波动由于难以使支撑剂浓度保持稳定，就会因为静水柱压力的升高或降低而引起压力波动。聚合物（胶液）浓度的变化也会引起压力的变化。聚合物混合不均匀，会在压裂液储罐内形成不同浓度的分层、这样，有时会造成在一罐液体将要用完时引起压力升高，而在开始使用另一满罐液体时引起压力降低。均匀的混合将会减少这种影响。倒换不同密度的支撑剂将同样影响压力变化。压力波动监测地层响应引起的压力波动距离井筒有一定距离的地

4、方，会发生一些其它类型的脱砂，这种压力上升在开始时是逐渐的，然后，随着裂缝充满砂子，上升急剧加快。地面施工压力有明显上升趋势。水力裂缝参数监测压裂过程中对压裂裂缝的几何形态测量是压裂作业的一项重要工作，为了获得较为准确的裂缝形态，人们采用不同的检测方法进行广泛的比较，同时使用几种不同的方法来提高解释的准确性。水力裂缝参数监测裂缝高度检测井温测量方法放射性同位素示踪法裂缝方位和宽度检测压裂实时资料监测技术实时监控与监测技术是通过在现场实时测定压裂液、支撑剂和施工参数，模拟水力裂缝几何形状变化，随时修改施工方案，以获得最优的支撑裂缝和最佳的经济效益。水力裂缝参数的识别闭合压

5、力的确定矿场测试法理论计算法施工过程压力分析裂缝几何模型水力裂缝几何尺寸的计算方法及选用原则施工压力与时间的变化关系压裂施工压力的解释增大的压力速率分析由施工压力曲线确定裂缝几何参数闭合压力的确定矿场测试法矿场确定闭合压力最可靠的方法是在加砂压裂施工之前进行阶梯排量注入/返排试验，基本原理如下图所示。首先以阶梯型变化的排量注入足够量的液体造成一条裂缝，紧接着以恒定的速率返排，返排速率用一个调节阀、油嘴或速率调节器来控制，如果返排速率控制合适，则得到的压力递减曲线在闭合压力处将出现一个从正到负的变化拐点，该点对应的压力即为裂缝闭合压力。闭合压力的确定闭合压力的确定矿场确定

6、闭合压力的另一种方法是通过小型压裂(或称压裂测试)施工，测试停泵后的压力降曲线，通过绘制压力随时间的平方根曲线也可以确定闭合压力，如图闭合压力的确定由于小型压裂形成的裂缝比阶梯注入/返排法形成的裂缝长且宽，因此得到的闭合压力精度不太可靠，但小型压裂使用与正式压裂相同的排量和压裂液，对后续的大型压裂施工具有很好的指导作用。闭合压力的确定理论计算法对闭合压力的计算是基于地下的三向主应力分布和岩石力学参数，Hagoort导出地层破裂压力、延伸压力和闭合压力的计算公式：闭合压力的确定破裂压力闭合压力延伸压力施工过程压力分析压裂过程中井底压力变化曲线施工过程压力分析裂缝几何模型图

7、施工过程压力分析水力裂缝几何尺寸的计算方法及选用原则基于垂直平面的平面应变理论的Perkins与Kem以及后来Nordgren改进的裂缝扩展延伸模型，简称PKN模型；以水平平面应变条件为基础的Christianovich和Geertsma以及后来Daneshy的模型，简称KGD模型；以裂缝径向延伸为基础的Penny模型，简称Penny模型或径向模型。施工过程压力分析施工压力与时间的变化关系施工压力与时间的变化关系可以应用裂缝内流动方程和Snedden缝宽公式及连续性方程来确定，具体如下(以PKN模型为例)。施工过程压力分析基本方程裂缝宽度