第１３卷第ｌ期 重庆科技学院学报（自然科学版） 。 ２０１１年２月
压裂效果判断与研究
杜玉宝 许江文 张天翔。 郭大立 祝 凯
ｆ１．西南石油大学，成都６１０５００；２．新疆油田公司探勘公司，克拉玛依８３４０００；
３．新疆油田公司采油工艺研究院，克拉玛依８３４０００）
摘要：水力压裂机理复杂、影响因素很多，涉及到地质、化１二、材料等不同的领域，而压裂效果评价在促进压裂技术 进步、优化油气田开发生产方面有重要作用。研制了一套压裂评估技术软件，对现场的压裂施１二数据进行计算和评 估．并通过参数的敏感性分析．找出了影响压裂效果的主要因素。 关键词：水力压裂；压裂效果评价；压裂效果判断；压裂评估技术 中图分类号：ＴＥ３５７．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—１９８０（２０１１）Ｏ１—００７３—０３
压裂效果判断与评价以保障压裂施工成功率、
优化压裂工艺技术、提高压后产能为目的，按照科学
的程序和方法，从系统的角度对压裂施工本身和压
裂后油井或油气藏的表现进行分析和评价，为优化
压裂设计和油气藏管理决策提供依据。进行压后效
果评价的研究方法是：首先，对压裂井的成败进行判
断和分类，然后，在此基础上，结合压裂评估相关技
术和软件对压裂效果进行评估，找出影响压裂效果
的主要原因并提出相应对策。
１ 压裂井效果判断
对压裂井的压后产量数据的处理采用指标加权
综合方法，根据压裂井各相关参数进行压裂效果判
断，然后根据判断结果对压裂井进行分类。具体方
法是记方案Ａ 的参数 得分为 ，将 排列为矩阵，
而方案Ａ 的综合评价值 可按如下公式计算：
＝ Ｑ Ｊ＝ｌ （ｉ＝１，２，’一，／７／，；ｊ＝ｌ，２，…，ｎ） 式中， 为权系数，满足如下关系式：
产１，０≤ ，≤１ Ｊ １ 对压裂井进行效果判断时，将方案分为压裂前 和压裂后两种，各相关参数对应为相应指标，指标
即为压裂井压裂前、后的产量参数，分别计算出压 裂前的综合评价值 。和压裂后的综合评价值 ，，通
过比较得出判断结果。这里初步采用五级分类法．
判断方法和结果见表１，该分类法可根据油田情况
进行修改
表１ 压裂井效果判断方法和结果
２压裂井效果评价
这里利用模糊评价方法建立各影响因素与压裂
效果之间的模糊关系，并通过参数的敏感性分析，分
析影响压裂效果的原因。
（１）模糊子集
设给定论域 ，所谓 上的一个模糊子集 是指
对于任意的 ∈Ｕ，都能够定义一个数Ｕ （ ）∈
ｆ０，１ １，用这个数来表示 属于Ｒ的程度。函数ＵＲ（ ）
称为Ｒ的隶属函数， （ ）的数值叫做 中的元素 对
模糊子集Ｒ的隶属度。
模糊子集Ｒ完全由其隶属函数 刻画，当它的
值只取［０，１］的两个端点时，模糊子集便转化为普通
集合，这时的隶属函数就是普通集合中的特征函数。
收稿日期：２０１０—０９—１０ 基金项目：国家科技重大专项示范工程１９（２００９ＺＸ０５０６２）部分研究成果 作者简介：杜玉宝（１９８５一），男，河南淮阳人， 南石油大学在读硕士研究生，主要从事水力压裂增产措施及煤层气压裂研究。
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杜玉宝，许江文，张天翔，郭大立，祝凯：压裂效果判断与研究
用Ｚａｄｅｈｉｇ号表示论域 上各元素的隶属度，一
般情况下论域 ＝｛ ， ，…， ｝上的模糊子集Ｒ＝
（ （ ）， （ ），…， （ ）），其Ｚａｄｅｈ记号为：
： ＋ ＋．．．＋ ｌ Ｘ２ “ 或写成：
尺： （Ｘｉ） 或 ＝ ｖｅｘ ｌ＝ｌ ｌ Ｉ 其中隶属度为０的项可不写入。对无限论域，
Ｚａｄｅｈ记号为：
：ｆ Ｊ“
这里的Ｊ仅是一个记号，而不是积分，其中的
隶属度 （ ）也可用一个甬数代替。
（２）隶属函数
分析指标采用下面的隶属函数：
， ‘
式中：ｄ一评判因素； 一评价等级；鸥６一指标参数。
确定同一评价等级的隶属函数为：
“ ｅ－Ｉ（，￣－ａ）／ｂ。‘
式中： 一鳓个评判因素；“ （ ）～ 在评价等级 上
的隶属度。
由上式可知：当ｄ ＝ｎ时，“ （。Ｊ＝１，隶属度最大，
所以０为某等级的数学期望为：
（ｄ一＋ｆｚ ｉｎ）
２ 相邻评价等级隶属度相等的点称为过渡点。过
渡点既是前一评价等级下的下限，又是后一评价等
级的上限，故一般取过渡点的隶属度为０．５，即：
～）：ｅ ｄ～¨¨ ，，２ｂ１２＝０．５
则：
（ｄｍａ ｘ＇ｌ￣ｄｍｉｎ）
式中：ｄｍ ｄ ｉ 一鳓个评价等级区间的上、下限值。０、
６值确定后，即可确定已知的隶属度函数关系，从而
可得到模糊关系矩阵： （３）欧氏贴近度
参数集中元素 与理想状况的特征参数集中元
素 之间的接近程度采用欧氏贴近度的办法计算，
计算公式如下：
厂——— —————————一 ）＝ｌ一＼／ ㈣］
（４）评价方法
由压裂井各参数的理想取值范围，结合计算Ｈ
）的公式，可得压后产量参数在理想取值范围内的
隶属度 。由参数的隶属度计算欧氏贴近度，判断压
后所得参数与理想参数的贴近程度。当评价集为单
因素时，欧氏贴近度的计算公式简化为：
厂—— —————————一 ｐ １一、／ ［ ㈣一 （ 】
３ 实例分析
根据上述拓展和改善的原则以及计算步骤，结
合实际情况以及所需具体公式等，研制了一套
Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下的压裂评估技术软件。该软件在新
疆克拉玛依油田的实际应用情况表明。该软件设计
与施工参数的符合率很高，取得了较好的应用效果
和显著的经济效益。
车峰５井位于新疆维吾尔自治区克拉玛依市车
峰镇境内，距车峰２３井南东１．０４ ｋｍ．距车峰１６井北
偏西２．４６ ｋｍ，车峰１５井北偏东２．０２。ｋｍ。构造上位于
准噶尔盆地西部隆起红车断裂中段车１５井石炭系断
层一岩性圈闭及车１６井石炭系断层一岩性圈闭。储层
岩性主要为砂砾岩、细砂岩、泥质粉砂岩。该油层主
要参数见表２．利用软件对该井进行施工的效果评价
见图１。我们应用压裂效果评价技术于车峰５井压裂
施工，结论为：压裂无效井次．但形成工业油流，压裂
效果一般。
表２车峰５井基本参数
４ 结 论
（１）通过利用压裂效果评价软件对现场施工数
据进行计算和分析，大大简化了计算的难度。
（２）在影响压裂效果的因素中，主要的影响因素 杜玉宝，许江文，张天翔，郭大立，祝凯：压裂效果判断与研究
图１ 压裂效果评价软件的压裂效果判断 依次是支撑裂缝长度、地层渗透率和压裂液对地层
的污染程度，其中地层渗透率为不可控制参数，而支
撑裂缝长度和压裂液对地层的污染程度为可控制参
数，因此是调整的重点。 （３）研究开发的压裂综合评估软件具有功能强、
稳定可靠、数据裁减和管理方便的特点．基本能满足
相关研究和现场工作的需要。
（４）压裂综合评估技术为“边研究、边实践、边完
善”提供了技术手段，为提高压裂水平和施工效果提
供了技术保障
参考文献
［１］Ｊ Ｌ吉德利．水力压裂技术新发展［Ｍ］．蒋阗，羊文文，等译， 北京：石油工业出版社，１９９５． ［２】黄志文．压裂效果评价方法及目标性分析［Ｊ１．内蒙古石油 化工，２００９（１４）：４３４５． 【３】沈建国．支撑剂段塞 中刷的水力压裂新工艺［Ｊ】．天然气工 业，２００４，２３（１）：ｌ８—２Ｏ． ［４］万仁溥．采油技术手册第九分册［Ｍ］．北京：石油工业出版
社，ｌ９９６：５９—６２．
Ｊｕｄｇｍｅｎｔ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔ
ＤＵ Ｙｕ—ｂａｏ ＸＵＪｉａｎｇ－ｗｅｎ ＺＨＡＮＧ Ｔｉａｎ－ｘｉａｎ￣ＧＵＯ Ｄａ－ｌｉ ＺＨＵＫａ／
（１．ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１０５００；２．ＴｈｅＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＣｏｍｐａｎｙｏｆＸｉｎｊｉａｎｇＯｉｌｆｉｅｌｄＣｏｍｐａｎｙ，
Ｋａｒａｍａｙ ８３４０００；３．Ｏｉｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＸｉ￣ｉａｎｇ
Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｋａｒａｍａｙ ８３４０００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｘ，ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｍａｎｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｒｅｌａｔｅｄ
ｔｏ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ，ｃｈｅｍｉｃａｌ，ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｒｅａｓ．Ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｈａｓ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ
ｆｉｅｌｄｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｊｕｄｇｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ
ｄｅｖｅｌｏｐｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｄａｔａ
ａｎｄ ｆｉｎｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｙａｒａｕｌｉｃ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ；ｊｕｄｇｍｅｎｔ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ；ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
（上接第５７页） 参考文献 ［１］王海涛．赵东油田生产平台钻井模块钻机移动装置的开发 设计［Ｊ］．船舶，２００４（６）：３６—３９． ［２】王殿科，祁兴．海上钻机模块移动装置一液压夹持轨道移 动系统［Ｊ】．石油机械，２００３（６）：
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐａｗｌ Ｓｔｅｐ－ｄｒｉｌｌ Ｍｏｖｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ
ｉｎ ＴＡＲＡＰｏＡ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ
ＬＩ Ｙａｏ—ｈａｉ
（Ｎｏ－３ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆＺｈｏｎｇｙｕａｎ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ．Ｐｕｙａｎｇ ４５７００１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ Ｓｏｕｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ Ｅｃｕａｄｏｒ ＴＡＲＡＰＯＡ ｏｉｌ ｆｉｅｌｄｓ，ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍａｊｏｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐａｗｌ ｓｔｅｐ—ｄｒｉｌｌ ｍｏｂｉｌｅ
ｄｅｖｉｃｅ ｉｓ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｓａｆｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｒｉｇ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｍｏｖｅｍｅｎｔ．Ｉｔ ｈａｓ ａ ｓｉｍｐｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，
ｒｅｌｉａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｓｐａｃｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗｅｌｌ ｓｉｔｅ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｆｅａｔｕｒｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｆｏｒ ｓｍａｌｌｅｒ
ＴＡＲＡＰＯＡ ｏｉｌ ｗｅｌｌｓ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ａ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐａｗｌ ｓｔｅｐ—ｄｒｉｌｌ ｍｏｖｉｎｇ ｄｅＶｉｃｅ；ｃｌｕｓｔｅｒ ｗｅｌｌ；ｇｕｉｄｅ ｒａｉｌ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
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