压裂施工曲线案例分析

2014-11-25

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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。

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： 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，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；

（4）现场经验不足，没有及时停砂；

5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。

【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。

【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。

6压裂曲线反应的地层破裂特征

压裂井段：，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：Ⅳ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，油;压后一个月

日产液，油。

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。

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，是张性缝。

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。