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压裂实时监测及解释技术

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国内外研究现状
二维压裂压力分析存在的问题: ●假设裂缝高度为定值; ●采用净压力进行分析,需预先输入裂缝闭合压力, 但该参数往往难以获得,同时随着裂缝扩展延伸, 裂缝闭合压力事实上是变化的; ●只能刻画和分析施工过程中压力变化的某一阶段, 不能完整准确地解释整个施工过程中压力的变化; ●解释的参数少,只能定性地认识和了解裂缝高度延 伸情况,定量地解释裂缝长度和裂缝宽度; ●分析解释的前提条件苛刻,要求施工排量恒定,压 裂液流变参数和滤失系数已知而且保持恒定。
1 1 1 2 n 2 n 2 n 2 K Q L f (t ) 2 n 2 PKN n1 2 E H 1 1 1 2 n L f (t ) 2 n 2 2 n 2 K Q 2 n 2 KGD W f (t ) n E 2 H 1 1 2 n 2 n 2 n 16 2 n 2 K Q R f (t ) 2 n 2 Radil 3 E
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国内外研究现状
二维压裂压力分析:采用净压力(井底压力与裂缝 闭合压力之差),利用双对数坐标系下净压力曲线的 斜率推断裂缝延伸方式和类型。
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国内外研究现状
二维压裂压力分析:在推断出裂缝延伸方式和类型, 并定性地认识和了解裂缝高度延伸情况基础上,可进 而确定裂缝长度和裂缝宽度。
1 2 n 1 1 n Q L f (t ) 2 n 2 2 n1 2 n 2 2 n1 K E 2 n1 H 2 1 2 n 1 1 2 n 2 Q n 2 n1 2 n 2 2 n1 p w (t ) K E n 2 n 2 H L f (t ) 1 1 2 n1 n 2 n 2 2 n1 3 2 n 2 2 n1 Q K E 3 n R f (t ) 16
由Van Eekelen、Advani、Cleary、Palmer提出的四种模型
●全三维裂缝模型
由Clifton、Cleary提出的两种模型
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国内外研究现状
基于二维裂缝模型的压裂压力分析技术是由 Nolte和Smith提出的,后经发展和完善已成为 压裂泵注过程中的经典分析技术。这种分析技 术采用净压力进行分析,利用双对数坐标系下 净压力曲线的斜率推断裂缝延伸类型,进而确 定裂缝长度和裂缝宽度,并定性地认识和了解 裂缝高度延伸情况。但这种分析存在的问题十 分突出。
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国内外研究现状
基于三维裂缝模型的压裂压力分析的开拓性 工作是由 Crockett等完成的,随后大量相关的 研究和现场试验相继展开,其中最具代表性的 是天然气研究院的现场试验、 Meyer等发展和 完善的模型及其算法、Gulrajani等对压力历史 反演唯一性的讨论和现场应用实例、Piggott等 利用压力历史反演获得地层特征的应用。正是 以这些研究成果为基础,一些国际性的研究机 构和著名石油公司相继推出了压裂施工过程中 实时分析和图形显示的软件系统。
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目的及意义
四个制约水力压裂技术应用及取得理想效果 的关键性因素: 现场缺乏经济地测量和评估水力裂缝的 有效手段 对储层特性尤其是岩石力学参数和地应 力分布缺乏深入的研究和认识 压裂设计及其局限性 落后的压裂监测与施工质量控制
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目的及意义
水力压裂实时监测及解释技术是确保压裂施 工取得理想效果的关键性手段,也是水力压裂 技术的最新进展和发展趋势。应用该技术,可 认识和了解裂缝和地层情况,分析和评估压裂 液性能和现场施工质量,减小施工风险,保证 施工按设计要求顺利进行,并根据实际情况进 行现场调整。针对该技术及其亟待解决的重大 问题进行深入研究,势在必行,意义重大。
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国内外研究现状
三维压裂压力分析: Crockett等提出了集总综合裂缝模型:
d N Li Bi Li Ai dt
模型的最大特点是将复杂的数值分析问题通过模型 中大量的伽马系数或积分参数,简化为确定函数或数 据库的积分参数。 应用该模型,基于流体流变性主宰压力变化的基本 思想,初步研究了压裂施工过程中的压力历史拟合, 以确定液体的流变性和滤失程度。


目的及意义 国内外研究现状 最新研究成果 压裂实时分析模型 压裂实时解释方法 软件与应用


目的及意义 国内外研究现状 最新研究成果 压裂实时分析模型 压裂实时解释方法 软件与应用
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目的及意义
水力压裂是改造油气层的有效方法,是油气 水井增产增注的重要措施,而水力压裂的效果 取决于压裂工艺技术的完善程度,即对裂缝和 地层情况的认识和了解、合理的施工工艺、优 良的压裂液和支撑剂等压裂施工材料、优化的 施工设计、施工作业手段及其质量。目前,水 力压裂在理论、设备、工艺等各方面都有了很 大发展,但仍存在不少重大技术难题。


目的及意义 国内外研究现状 最新研究成果 压裂实时分析模型 压裂实时解释方法 软件与应用
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国内外研究现状
压裂压力与裂缝几何形状及其动态延伸密切 相关,压裂分析与模拟的关键问题之一就是确 定裂缝的几何形状及其动态延伸规律。 ●二维裂缝模型
PKN模型、KGD模型和Radil模型
●拟三维裂缝模型
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国内外研究现状
国内对压裂施工过程中实时监测与分析技术 的研究较为落后。二十世纪九十年代,西南石 油学院和石油大学研制了二维压裂压力分析软 件,但没有创新。至于对三维压裂压力分析技 术的研究,国内还是空白。近年来,国内各油 田相继引进了三维压裂压力分析的软件系统, 但软件的运行情况及解释结果不理想。
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