压裂施工动态曲线及特征分析
压裂施工曲线分析(建工)
水力压裂是油气井增产的一项重要措施， 当地面高压泵组将高粘度液体以超过地层吸 收能力的排量注入井中，在井底产生的力， 超过井壁附近地应力和岩石抗张强度后，即 在地层中形成裂缝，随着带支撑剂的液体注 入地层中，裂缝逐渐向前延伸形成具有一定 长度、宽度、高度的填砂裂缝。这些裂缝具 有较高的导流能力，改变了油气渗流流态， 由原来的径向流改变为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 度提高。
无明显破裂显示的层一般是：地层位于断层附近、地层微裂缝发 育、重复压裂层等。
、携砂液阶段曲线类型
下降型: 特点是当排量稳定 时，随着压开裂缝 的延伸和扩展，砂 比逐渐加大，泵压 连续下降。
下降稳定型: 特点为排量相对稳定 时，随着裂缝延伸和 扩展，砂比逐步增加， 泵压下降至一定程度 后相对稳定。
压裂项目建设周期的主要步骤
• 、排空：目的是了解液罐供液情况和每台 压裂车的上水情况。
• 、试压：目的是检查井口（总闸门以上部 位）及高压管线系统连接部位受压情况， 以保证正常施工。
• 、前置液阶段：小排量向地层挤入液体，了解井 下管柱是否畅通和地层的吸收能力。继续提高排 量，在井底产生足够的压力，使地层形成裂缝。
P—t双对数曲线图
携砂液曲线形态认识分析
• ①加砂曲线的形态与压裂液的性质有关：压裂液性质好坏 与携砂能力、摩阻等有很大关系。
• • 在其他条件相同时，高粘度水基压裂液比低粘度水基压
裂液造成的裂缝宽度和长度要大。因此高粘度凝胶水基压 裂液能产生长而宽的裂缝，携砂液容易在裂缝中运动，一 般高粘度压裂液的加砂曲线形态多为下降型和下降稳定型。 低粘度压裂液的加砂曲线形态有多种形态。
液体摩阻造成的。 之后泵压由尖峰下降，这是地层被压开（一般是注入液体达
压裂施工曲线分析
Liuyuexu：用的是3.5寸的油管，内径76mm。
个人认为，储层物性不好是主要问题，发生砂堵之前的3.4分钟，排量砂比稳定的情况下，压力出现波动，说明压力扩散到的为，地层非均质性已经显现。
此时很难做出判断，但砂堵风险已经很高了。
最终结果，这是口井压后返排差，井口产量低，也间接的验证了储层物性的问题，今后类似井的施工遇到非均质的情况要当机立断了Zybobo2:前置液阶段，降低排量大约3分钟，应该造成裂缝有一定闭合，间接造成前置液效率降低。
前置液施工排量低，也影响造缝。
加砂时，随着砂比增加，压力逐渐增加，也表明裂缝宽度受限，加砂越来越困难。
Zrq4210：该井破压现象很明显，在打完前置液时，油压下降不是很明显，相反，压力在上升，操作人员根据个人经验，认为地层污染比较严重，所以加小砂比的支撑剂，企图将裂缝慢慢的磨开。
但是油压还在上升，所以降排量。
本来之后应该在稳定一哈排量，估计是携砂液不够了，就匆忙加砂，幸运的是，压力没有升高。
所以，按正常施工顺序，提排量和砂比。
但是在45分钟时，压力突然升高，是操作人员提排量引起的，这个正常，但是后面压力一直缓慢上升，操作人员没有风险意识，导致最后砂堵，想打顶替都没得办法了，压裂施工失败喽。
导致失败的原因从以下几方面来说：1、地层物性不是很好，前期工程对底层污染严重2、操作人员在35分钟左右，减排量后，应该稳一段时间，等压力稳定了，再加砂，操作人员失误3、在45分钟左右，提排量，压力升高时，就应该采区措施4、甲方监督人员没有尽到职责Bazai：从试压到68左右情况判断，井口承压是70Mpa，60-75分钟之间那段压力上升很快到井口承压限（这段已经说明砂堵了），跟试压段压力值差不多，必须采取降排量啊，要不很危险。
Johnfrac：顶替时间大约2分钟，排量3方，那么顶替量在5方左右，而不是没有顶替，不知道管柱内容积多少？个人的疑惑的是整个曲线的中间段，35分钟左右时排量从3.5降至1中间降排量为什么幅度那么大。
压裂施工曲线特征分析及应用
收 稿 日期 ： ０ ８—０ ２０ ４—１ ； 回 日期 ：０ ８—０ —１ ４改 ２０ ７ ０
００
图 １ 压 力流 量 砂 比综 合 曲线
作者简介 ： 肖中海 ， 程 师 ，９ ６年 生 ， ９ ９年 毕 业 于 大 庆 石 油 工 １６ １８ 学 院 石 油 地 质 勘查 专 业 ， 现从 事 油 田勘 探 开 发 试 油管 理 工 作 。
１ 。② 开始 压力上 升 ， 量随 之上 升 ， ） 排 然后 泵压 不变 而排 量继 续 上 升 （ ２ 。这 两 种 情 况 ， 图 ） 当泵 压 与 排 量状 态发 生改 变时所对 应 的泵压值 即被认 为是 地层
混砂 比随施工 时 间 变化 的 曲线 图 。施 工 曲线 中 ， 压
缝延 伸及 加砂情 况是 否按 照 设计 要求 顺 利 施 工 ， 若
出现 异常情 况 ， 及 时 调整 施 工 参 数 并 采 取合 理 措 应
施 ， 全优 质地完 成压裂 施工 。 安
１ １ 地 层 破 裂 曲 线 特 征 ．
实 时监控 、 理调 整施工 参数 、 合 分析 评估增 产效 果及
维普资讯
・
１０ ・ ０
石
油
地
质
与
工
程
２０ ０ பைடு நூலகம்年
第５ 期
现场监 督与验 收等具 有重 要意 义 。
１ 压 裂 施 工 曲线 形 态 特 征及 分 析
压裂 曲线 是 实施 压 裂 过程 中施工 泵 压 、 排量 和
根据 泵压 与排 量 变 化 ， 压 裂 施 工 曲 线 上 有 ２ 在 种情 况可 以判 断地层形 成裂 缝 ： 开始 压力 上 升 ， ① 排 量 随之上升 ， 然后 泵压 迅速下 降 而排量 继续 上升 （ 图
水力压裂施工工艺曲线解析
水力压裂是油气井增产的一项重要措施， 当地面高压泵组将高粘度液体以超过地层吸 收能力的排量注入井中，在井底产生的力， 超过井壁附近地应力和岩石抗张强度后，即 在地层中形成裂缝，随着带支撑剂的液体注 入地层中，裂缝逐渐向前延伸形成具有一定 长度、宽度、高度的填砂裂缝。这些裂缝具 有较高的导流能力，改变了油气渗流流态， 由原来的径向流改变为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 度提高。
携砂液曲线形态认识分析
• ②加砂曲线形态与地层性质有关：地层物性较好， 且均质，曲线多为下降型。 地层物性差异大，渗透率大小变化，携砂液在裂 缝中通过时受阻，使泵压上、下波动，曲线多为 波动型。
• 下降、下降稳定型:是现场施工比较理想的类型，施工成
功率、有效率较高，但应注意井浅、断裂破碎带、薄夹层
2、携砂液阶段曲线类型
下降型:
特点是当排量稳定
时，随着压开裂缝
的延伸和扩展，砂 比逐渐加大，泵压 连续下降。
下降稳定型:
特点为排量相对稳定
时，随着裂缝延伸和
扩展，砂比逐步增加，
泵压下降至一定程度
后相对稳定。
曲线原因分析
下降、下降稳定型: 在P-t双对数坐标系 中，曲线斜率为负 值(IV)，说明裂缝穿 过低应力层，裂缝
前置液阶段曲线认识分析
（1）前置液阶段曲线的类型与压裂液性质关系不大。
（2）无明显破裂显示可能与地层的原生裂缝有关。
从理论上讲，一次破裂显示产生一条裂缝，多次破
裂可能显示多条裂缝。 无明显破裂显示，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起的泵压或排量变化在地面反映 不明显。 无明显破裂显示的层一般是：地层位于断层附近、地 层微裂缝发育、重复压裂层等。
压裂施工曲线案例分析
2014-11-25oplidoplidOPLID文件版本历史目录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。
压裂液施工曲线
压裂液施工曲线
压裂液施工曲线是石油和天然气勘探和开采过程中的一个重要组成部分。
它表示了压裂液在地下岩层中的流动行为，可以用来预测和评估压裂液的渗透性和返排能力，以及评估压裂液对地下岩层的损害程度。
压裂液施工曲线通常由压裂液的注入压力、流量、温度和压力梯度等参数组成。
这些参数可以用来确定压裂液在地下岩层中的流动特性，包括渗透性、返排能力和对地下岩层的损害程度。
在压裂液施工曲线的帮助下，工程师可以更好地了解地下岩层的特性和压裂液的流动行为，从而更好地设计和优化压裂液的配方和注入程序。
此外，通过比较实际施工曲线和预测的施工曲线，工程师可以评估压裂液的流动性能和评估其对地下岩层的损害程度。
总之，压裂液施工曲线是石油和天然气勘探和开采过程中的一个重要工具，可以帮助工程师更好地了解地下岩层特性和压裂液的流动行为，从而更好地设计和优化压裂液的配方和注入程序。
压裂施工曲线分析
现场初期出现尖峰，是井筒内地层水 和液体摩阻造成的。
• 之后泵压由尖峰下降，这是地层被压开（一般是注入液体 达到井筒的一半时）。 • 泵压降至最低点后，泵压出现缓慢上升，是地层裂缝正常 延伸，或者是液体摩阻增加影响的。
• 泵压降至最低点后，泵压上升到一定高度后缓慢下降，这 是可能是地层滤失严重，或者是裂缝在垂向上延伸。
特点为排量稳定，
砂比稳定或提高，
泵压连续上升。
曲线原因分析
上升型：有两种形态。
• 第一种是在P-t双对数 坐标系中，曲线斜率 较小(I)，即上升速度 非常缓慢，说明裂缝 受地层渗透性差、层 薄，使裂缝在高度方 向延伸受阻，沿水平 方向延伸又缓慢。
P—t双对数曲线图
曲线原因分析
• 第二种是在P-t双对数坐 标系中，曲线斜率接近 1(III), 是压力的增量正比
P—t双对数曲线图
在垂向上延伸，或 是沟通了天然裂缝。
波动型:
特点为排量稳定，砂比基本稳定，随着裂缝
的延伸和扩展，泵压波动起伏。
曲线原因分析
波动型:
在P-t双对数坐标系中，压力
曲线上下波动(V)，分析认为 是受地层物性特征的影响， 说明了同一地层物性的严重 非均质性。
P—t双对数曲线图
上升型:
• 在前置液阶段加入段塞砂时，泵压上升了1-3个MPa，说 明裂缝宽度增加。
现场施工中得出的几点认识
携砂液阶段：
• 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。 • 在高砂比阶段，泵压出现上升趋势，是液体摩阻 的增加高于液柱压力增加。
讨论问题
在施工过程中，泵压受哪些方面的影响 （1）施工排量 （2）液体摩阻 （3）液氮 （4）地层本身
压裂施工曲线分析课件
P—t双对数曲线图
上升型: 特点为排量稳定， 砂比稳定或提高， 泵压连续上升。
曲线原因分析
上升型：有两种形态。
• 第一种是在P-t双对数 坐标系中，曲线斜率 较小(I)，即上升速度 非常缓慢，说明裂缝 受地层渗透性差、层 薄，使裂缝在高度方 向延伸受阻，沿水平 方向延伸又缓慢。
P—t双对数曲线图
稳定型:
此类曲线(II)可 能是地层滤失量增 加造成，压开新裂 缝或天然微裂缝张 开增加了滤失量， 使注入液体被滤失， 缝长得不到延伸。
P—t双对数曲线图
携砂液曲线形态认识分析
• ①加砂曲线的形态与压裂液的性质有关：压裂液性质好坏 与携砂能力、摩阻等有很大关系。
在其他条件相同时，高粘度水基压裂液比低粘度水基压 裂液造成的裂缝宽度和长度要大。因此高粘度凝胶水基压 裂液能产生长而宽的裂缝，携砂液容易在裂缝中运动，一 般高粘度压裂液的加砂曲线形态多为下降型和下降稳定型； 低粘度压裂液的加砂曲线形态有多种形态。
曲线原因分析
下降、下降稳定型: 在P-t双对数坐标 系中，曲线斜率为 负值(IV)，说明裂 缝穿过低应力层， 裂缝在垂向上延伸， 或是沟通了天然裂 缝。
P—t双对数曲线图
波动型: 特点为排量稳定，砂比基本稳定，随着裂 缝的延伸和扩展，泵压波动起伏。
曲线因分析
波动型: 在P-t双对数坐标系中，压 力曲线上下波动(V)，分析 认为是受地层物性特征的影 响，说明了同一地层物性的 严重非均质性。
携砂液曲线形态认识分析
• ②加砂曲线形态与地层性质有关：地层物性较好， 且均质，曲线多为下降型。
地层物性差异大，渗透率大小变化，携砂液在裂 缝中通过时受阻，使泵压上、下波动，曲线多为 波动型。
• 下降、下降稳定型:是现场施工比较理想的类型，施工成 功率、有效率较高，但应注意井浅、断裂破碎带、薄夹层 或邻层为高渗透层时，液体是否滤失较大。
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压裂施工动态曲线及特征分析
为进一步了解压裂施工特点及施工曲线的意义，根据压裂施工过程的主要工序，并结合合水油田压裂措施井大量施工曲线，经分析比较和认真筛选，重点列举和叙述了置前置液和携砂液阶段的压裂曲线类型特征，尤其是加砂过程泵压、排量随时间变化的形态描述，为今后现场作业及时了解和分析施工动态、合理调整施工参数、优质安全完成压裂施工具有一定的实际参考作用。
标签：压裂；施工曲线；类型；特征分析
压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要技术措施，也是提高低渗透油气藏采收率的一个重要手段。
压裂施工曲线是压裂时地面所得到的最实时、最直接的压裂施工情况的真实反映。
了解压裂施工过程并掌握施工曲线特征，对作业施工实时监控、合理调整施工参数、分析评估增产效果及现场监督与验收等具有重要意义。
1 压裂施工动态曲线形态特征及分析
压裂施工的施工泵压、排量、混砂比、套压随施工时间的变化曲线组成压裂施工动态变化曲线。
施工曲线中，压力曲线是核心，它直接反映了施工过程中的地下真实情况，结合其他可控制的施工排量和混砂比（砂浓度）曲线，可以对施工情况、地层情况和裂缝特征作出实时判断，若出现异常情况，应及时调整施工参数并采取合理措施，安全优质的完成压裂施工。
1.1 地层破裂曲线特征
根据泵压与排量变化，在压裂施工曲线上有3种情况可以判断地层形成裂缝：
①开始压力上升，排量随之上升，然后泵压迅速下降而排量继续上升（图1）。
②开始压力上升，排量随之上升，然后泵压迅速下降而排量保持不变（图2）。
③排量不变，泵压上升到一定高度后迅速下降（图3）。
前两种情况，当泵压与排量状态发生改变时所对应的泵压值即被认为是地层的地面破裂压力，第三种情况，泵压变化的拐点即是破裂压力。
经统计在合水地区后两者比例占到90%以上。
1.2 加砂施工过程中曲线特征
加砂过程是压裂成败的关键，该过程由于受各种因素及不同的工艺要求影响，实施当中曲线形态变化多异。
通过收集大量现场施工曲线，并参考相关文献，分析归纳加砂曲线特征大致分为以下六类。
①下降型：其特点是当注入排量稳定，支撑剂浓度逐步增大，随压开裂缝的延伸和扩展，泵压连续下降；
②下降稳定型：其特点为注入排量相对稳定时，支撑剂浓度逐步增大，随着裂缝延伸和扩展，泵压连续下降，但下降至一定程度后处于一个相对稳定的区间；
③波动型：特点为注入液体排量稳定，支撑剂浓度稳定或逐步增大，随着裂缝的延伸和扩展，泵压波动起伏；
④上升型：其曲线特点为注入液体排量稳定，支撑剂浓度稳定或逐步增大，泵压连续上升；
⑤上升稳定型：特点为注入液体排量基本平稳、支撑剂浓度稳定，压力平缓微升，上升至一定程度后处于一个相对稳定的区间；
⑥稳定型：其特点为注入液体的排量稳定，支撑剂浓度稳定或增大，泵压基本不变。
1.2.1 正常加砂过程
加砂过程中，压力只是小幅度波动，加砂基本平稳，期间既未出现砂堵征兆，也未出现压窜迹象，为正常加砂状态。
上述的下降稳定型、波动型、上升稳定型、稳定型均属于正常的加砂过程曲线。
1.2.2 近井地带砂堵
置携砂液工序开始不久，如果泵压骤然上升，则是在近井地带发生砂堵的特征。
这可能是由于加砂不均匀，或混砂比过高，造成管柱内、导压喷砂器或射孔炮眼处形成压裂砂堵所致。
采取的补救措施应立即停止加砂、降低施工排量，使泵压降至安全范围，必要时进行反洗井，然后再依据具体情况采取合理措施。
1.2.3 层内发生砂堵
加砂过程中，当注入排量、混砂比相对平稳时，泵压却连续上升甚至上升加剧，这会有一个或多个压力上升尖峰，说明压裂层内产生砂堵。
压力上升初期，应合理调小混砂比和注入排量，使裂缝尽可能填满支撑剂，以便达到加砂设计要求。
如图4中，当庄162-50井施工至51-53min时，出现层内砂堵迹象，现场停止加砂后该现象随之得以解除。
1.2.4 近井地带压窜
施工过程中，如果泵压出现急剧下降，套压猛然上升现象，说明油套之間连通，可能造成近井地带压窜，形成原因可能是套管窜槽、井内油管刺漏或顶封封
隔器损坏失封等，此时应立即停泵，进行现场分析或验窜等，落实压窜部位，以便下步能够采取有针对性的措施。
2 压裂施工动态曲线的应用
2.1 作为现场施工监控、处理异常情况的依据
现场指挥人员通过压裂曲线对施工过程进行实时监控，随时了解地面设备、井内工具工作状态以及地层变化情况，根据压力变化及时分析判断施工质量，依据砂堵、压窜等特征，作出正确判断并及时采取相应调整措施。
2.2 判定施工质量、分析施工效果的依据
应用施工曲线，可以在压后对施工质量进行判定，为效果分析提供依据。
2.2.1 验收施工是否按设计执行
应用施工曲线可以检查压裂队是否按设计施工。
通过曲线读出各段的施工时间、排量、砂比，从而计算前置液量、携砂液、替挤液量、加砂量和平均砂比。
图5是徐211-5井下段压裂施工曲线，表1给出了依照曲线读取和计算的各项施工参数。
2.2.2 间接预测压裂效果
在同样压裂液和同样排量下，加砂时压力下降幅度大，表明地层裂缝形成好，携砂液在裂缝中运动阻力小，往往地层改造后产液能力好，增产幅度大。
替挤时地下压差越大越好，这表明经过压裂后地层吸收能力显著增加，渗透能力大为改善，增产效果明显。
3 结论与建议
①取全取准压裂施工曲线是对施工情况正确分析和判断的基础，对于指导施工、检验施工质量，分析施工效果和进行压裂技术研究具有重要的作用；
②判断压裂施工过程中发生的砂堵和压窜迹象，可能因各种施工条件的差异而有所不同，比如压裂液性能、施工管柱结构以及地面施工仪器设备和地层地质特性存在差异和区别等，在实际监测中要根据不同的施工情况依据压裂理论作出相应的判断；
③建议建立压裂施工曲线监测库，对不同条件下、不同区域、不同层位的施工曲线进行分类整理分析，以便更好地指导滚动开发。
参考文献：
[1]王鸿勋.水力压裂原理[M].北京：石油工业出版社，1987.
[2]谢朝阳，张士诚：试油试采与增产技术[D].北京：石油大学，1995.
[3]文浩，杨存旺.试油作业工艺技术[M].北京：石油工业出版社，2002.
[4]郭淑芬，李晖，曹学军.加砂压裂压力分析及应用[J].油气井测试，2001，10（2）：56-59.
[5]黄月明.水力压裂加砂施工曲线形态剖析[J].河南石油，2002，16（5）：51-53.
王松（1987- ），男，山东海阳人，初级工程师，学士，主要从事采油工艺研究。