压裂施工曲线案例分析v14RVS201411FTD003

2014-11-25压裂施工曲线案例分析根据【中国压裂网论坛】资料汇编中国压裂网原创团队DOC.NO.:RVS201411FTD003中国压裂网论坛bbs.fracchina.comCopyright©2014Fracchina.com.Allrightsreserved.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/赵争光新建V1.12014.11.25/赵争光/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V1.32013.11.26/孟张武增加水力压裂曲线及水力裂缝对应破裂延伸状态V1.42013.11.27/罗誉鑫/张青山增加端部脱砂技术中国压裂网论坛bbs.fracchina.comCopyright©2014Fracchina.com.Allrightsreserved.目录1典型地面泵压与时间关系曲线.....................................12水力压裂施工曲线及水力裂缝的对应状态...........................23典型砂堵施工曲线...............................................24P-t双对数曲线分析图典型砂堵施工曲线...........................35直井压裂砂堵原因分析...........................................46水平井压裂砂堵原因分析.........................................57压裂曲线反应的地层破裂特征.....................................78压裂施工曲线确定破裂压力、闭合压力、地层压力...................99小型压裂曲线分析..............................................1010典型端部脱砂曲线.............................................10中国压裂网论坛bbs.fracchina.comCopyright©2014Fracchina.com.Allrightsreserved.RVS201411FTD003压裂施工曲线案例分析中国压裂网论坛bbs.fracchina.comCopyright©2014Fracchina.com.Allrightsreserved.1典型地面泵压与时间关系曲线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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。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。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张开：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；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，导致潜在裂缝张开，则初始的压裂压力不会出现地层破裂的压力峰值。中国压裂网Copyright©2014Fracchina.com.Allrightsreserved.22水力压裂施工曲线及水力裂缝的对应状态图：地面压力、排量和砂比概念图（左）以及对应的水力裂缝状态。（a）破裂/裂缝开启。（b-d）裂缝生长。（e）支撑剂开始进入裂缝。（f）继续加砂及增大砂比。（g）当支撑剂填满裂缝时端部脱砂。（h）压后裂缝闭合。3典型砂堵施工曲线砂堵会引起油压曲线异常剧烈波动。中国压裂网Copyright©2014Fracchina.com.Allrightsreserved.34P-t双对数曲线分析图典型砂堵施工曲线中国压裂网Copyright©2014Fracchina.com.Allrightsreserved.45直井压裂砂堵原因分析井深：2014.0-2138.0m.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，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，没有及时停砂（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，应该及时停砂观察的。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；中国压裂网Copyright©2014Fracchina.com.Allrightsreserved.5（4）现场经验不足，没有及时停砂；6水平井压裂砂堵原因分析转载于阿果石油网论坛：压裂段2934-2937m，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。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。中国压裂网Copyright©2014Fracchina.com.Allrightsreserved.6【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，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，紧急拉升，不太像端部脱砂，更像近井地带砂堵。中国压裂网Copyright©2014Fracchina.com.Allrightsreserved.7【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及排量。【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，砂子在井筒内堆积造成砂堵，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。7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）。中国压裂网Copyright©2014Fracchina.com.Allrightsreserved.8地质部门提供资料说：Ⅳ74-5.6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张开：（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，导致潜在裂缝张开，则初始的压裂压力不会出现地层破裂的压力峰值；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。中国压裂网Copyright©2014Fracchina.com.A