压裂基础培训

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1、压裂基础培训刘进军准东采油厂2007年07月压裂基础培训第一节压裂设计参数及裂缝几何形状第二节压裂工艺一、压裂设计参数及裂缝几何形状概述u最小地应力u岩石抗张强度u断裂韧性水力压裂示意图一、压裂设计参数及裂缝几何形状概述准东油田开发井的压裂设计模式资料搜集1、井的开发曲线形成2、井的测井曲线压裂设计思路3、出液剖面资料4、沉积相带图5、压力保持程度图6、剩余可采储量图前置液裂缝半长7、历年压裂施工参数加砂强度裂缝导导流能力结合平均砂比核心:油藏研究与工艺研究结合关键:工艺技术与规模优化结合一、压裂设计参数及裂缝几何形状u油气井参数如：井筒套管、井下工具、射孔位置、射孔数、固井质量

2、等。u油气层参数如：储层岩石力学性质，如泊松比、杨氏模量、抗压强度；储层地应力的垂向分布及最小水平主应力的方位;遮挡层的岩性、厚度与地应力值等。u压裂参数裂缝延伸压力和裂缝闭合压力;压裂液视粘度、流态指数和稠度系数;压裂液初滤失和综合滤失系数;压裂液流经井下管柱与射孔孔眼的摩阻损失等。一、压裂设计参数及裂缝几何形状力学参数(1)岩石的泊松比当岩石受抗压应力时，在弹性范围内，岩石的侧向应变与轴向应变的比值，称为岩石的泊松比。即一、压裂设计参数及裂缝几何形状一般，泊松比是一个0

3、松岩石类杨氏模量，泊松4410MPa比型10MPa比硬砂岩4.40.15砾岩7.40.21中硬砂岩2.10.17白云岩4.0~8.40.25软砂岩0.30.20花岗岩2.0~6.00.25硬灰岩7.40.25泥岩2.0~5.00.35中硬灰岩-0.27页岩1.0~3.50.30软灰岩0.80.30煤1.0~2.00.30泊松比是确定地层水平主应力值及其垂向分布的重要参数。由于地应力值与地层破裂压力、裂缝延伸压力、裂缝闭合压力以及裂缝高度有关，所以，泊松比在压裂设计中起着重要作用。一、压裂设计参数及裂缝几何形状(2)岩石的弹性模量岩石受拉应力或压应力时，当负荷增加到一定程度后，应力

4、与应变曲线变成线性关系(从A至B)。比例常数E称为岩石的弹性模量。即弹性模量主要影响裂缝的宽度和高度一、压裂设计参数及裂缝几何形状砂岩的静态弹性性质(取自Howard和Fast著，油层水力压裂，石油工业出版社，1984)一、压裂设计参数及裂缝几何形状力学参数目前国内外对碳酸岩层压裂尚未有成功典范，准东采油厂先后对火南6、北32、B402等碳酸岩层进行压裂，均造成砂堵，在火南6还在加砂前，采用了段塞加砂技术，两次压裂均造成砂堵，其主要原因是裂缝的宽度W和弹性模量E成反比，而碳酸岩弹性模量是砂岩弹性模量的好几倍，所以造成碳酸岩储层裂缝的宽度非常小，所以加砂必然会造成砂堵。因此碳酸岩储

5、层应进行酸压。一、压裂设计参数及裂缝几何形状力学参数杨氏弹性模量与裂缝高度关系曲线分层ABCDE上界层344833448334483344833448.3储层344832069013793689734483下界层344833448334483344833448.3一、压裂设计参数及裂缝几何形状力学参数（3）地应力存在于地壳内部的应力，是由于地壳内部的垂直运动和水平运动及其它因素综合作用引起介质内部单位面积上的作用力。地下岩石应力状态：为三向不等压压缩状态。z(z)主应力:x，y，z;y(y)应变:x，y，zx（x）一、压裂设计参数及裂缝几何形状力学参数人工

6、裂缝方位原理：裂缝面垂直于最小主应力方向ü当x>Y>z形成水平裂缝；üz>x>Y形成垂直裂缝。zzyyxx一、压裂设计参数及裂缝几何形状力学参数垂向主应力：作用在岩石单元体上的垂向主应力来自上覆岩层重力。一般，该值可估计为:zyx一、压裂设计参数及裂缝几何形状力学参数应力杨氏模量泊松比RT4MPas10MPa2500402.88392.432510382.722520434.63445.162530392.264425404.37422.432550454.263825602.97392.12570392.95432580442.24354.9625

7、90354.82600392.12392.282610371.472620365.95444.792630354.842640443.97404.212650454.73526602.95465.52670365.25362680422.082690一、压裂设计参数及裂缝几何形状pf力学参数stprpi微型水力压裂压力记录一、压裂设计参数及裂缝几何形状力学参数(4)地层破裂压力和破裂压力梯度定义:为使地层产生水力裂缝或张开原有裂缝时的井底流体压力。地层破裂压力与深度的比值称之为破