水力压裂原理

1、一、原理与基本概念造缝机理、增产机理、优化设计原理、基本概念二、压裂材料1、定义、功能、发展历史2、压裂液化学3、压裂液试验化学4、压裂液优化设计5、支撑剂种类及性能特点6、支撑剂性能评价方法7、裂缝导流能力优化8、实例三、质量控制1、目的和意义2、主要内容及规范3、实例大庆油田有限责任公司采油工艺研究院大庆油田有限责任公司采油工艺研究院主要内容 水力压裂原理 水力压裂造缝机理水力压裂造缝机理 水力压裂增产机理水力压裂增产机理 基本概念 关于地层的参数关于地层的参数 关于压裂压力的参数关于压裂压力的参数压裂液技术发展回顾压裂液技术发展回顾19471947年年7 7月，月，在堪萨斯州大县胡果顿气

2、田的在堪萨斯州大县胡果顿气田的Kelpper1Kelpper1井上首次实施了压裂增产作业，压裂层段包括井上首次实施了压裂增产作业，压裂层段包括4 4个灰个灰岩产层，井段为岩产层，井段为715-790m715-790m，采用的工作液为萘稠化油，采用的工作液为萘稠化油基压裂液，单层用液量基压裂液，单层用液量3.8m3.8m3 3目前，进入低渗透油田的勘探领域，大大增加了油气的可采储量，与油藏工程紧密结合起来，成为决定低渗透油田开发方案的主导因素，使低渗透油田的高效开发成为可能压裂措施带来的工业上丰厚回报，半个多世纪以来，压裂措施带来的工业上丰厚回报，半个多世纪以来，刺激了在该项技术上的大量物力和人

3、力的投入刺激了在该项技术上的大量物力和人力的投入三向主应力：三向主应力： X X、Y Y、Z Z 裂缝垂直于最小主应力裂缝垂直于最小主应力水力裂缝形态：水力裂缝形态：Z ZH H 垂直裂缝垂直裂缝H H Z Z 水平裂缝水平裂缝 确定可靠的设计参数确定可靠的设计参数 通过油藏模型与经济模型进行压后产量预测及通过油藏模型与经济模型进行压后产量预测及经济评价，优化裂缝几何尺寸和导流能力经济评价，优化裂缝几何尺寸和导流能力 使用水力压裂模型进行设计计算，确定施工参使用水力压裂模型进行设计计算，确定施工参数，最终获得一个优化的压裂设计方案数，最终获得一个优化的压裂设计方案压裂优化设计：压裂优化设计：压

4、裂优化设计与压裂液筛选研究的简单流程压裂优化设计与压裂液筛选研究的简单流程 了解储层岩石及流体性质、地层温度、施工规了解储层岩石及流体性质、地层温度、施工规模等参数模等参数 筛选主剂及各种添加剂，优化配方筛选主剂及各种添加剂，优化配方 进行压裂液配伍性、流变性、伤害性评价实验进行压裂液配伍性、流变性、伤害性评价实验压裂液筛选研究：压裂液筛选研究：必须确定可靠、全面的参数必须确定可靠、全面的参数不可控制参数可控制参数施工参数优化施工参数优化现场分析现场分析压裂液筛选压裂液筛选裂缝参数优化裂缝参数优化压后评估压后评估油藏基础数据地层基础数据完井基础数据岩石力学参数原生裂缝描述岩矿分析数据储层流体性

5、质压裂施工数据措施效果数据经济评价参数关于地层1 1、定义、定义 岩石被岩石被100%100%的空气所饱和，测试空气的视渗透率，为绝的空气所饱和，测试空气的视渗透率，为绝对渗透率对渗透率 在多孔介质中如有两种以上的流体流动，则该介质对某在多孔介质中如有两种以上的流体流动，则该介质对某一相的渗透率称之为有效渗透率（或相渗透率）一相的渗透率称之为有效渗透率（或相渗透率） 有效渗透率与绝对渗透率的比值称之为相对渗透率有效渗透率与绝对渗透率的比值称之为相对渗透率 单位以单位以mm2 2或或1010-3-3mm2 2表示表示有效渗透率有效渗透率2 2、作用、作用 分析压前生产状况，预测压后产量及评价压裂

6、效果分析压前生产状况，预测压后产量及评价压裂效果 储层定性评价标准之一，也是划分增产措施类别的主要储层定性评价标准之一，也是划分增产措施类别的主要依据。依据。 渗滤比值，渗滤比值，CR=KBU/KPICR=KBU/KPI，判断近井地带渗透率的变化，判断近井地带渗透率的变化，确定压裂作业的性质确定压裂作业的性质( (解堵或改造解堵或改造) ) 决定压裂液滤失决定压裂液滤失2131)(104 . 5PKc2132)(103 . 4fKcPc 选择压裂支撑剂类型、尺寸与铺置浓度主要依据选择压裂支撑剂类型、尺寸与铺置浓度主要依据3)(ifrkxKWC3 3、求取、求取 压力恢复：代表地层的平均有效渗透

7、率值压力恢复：代表地层的平均有效渗透率值 生产测试分析：生产测试分析：反映地层有效渗透率与井壁效应的综合作用反映地层有效渗透率与井壁效应的综合作用 就地条件下岩心测试就地条件下岩心测试 生产动态历史拟合：包含井壁效应生产动态历史拟合：包含井壁效应 常规岩心分析：比承受应力条件下测得的值要高常规岩心分析：比承受应力条件下测得的值要高1 12 2个个数量级数量级 测井曲线孔隙度测井曲线孔隙度- -渗透率图版渗透率图版 油气田等渗透率图油气田等渗透率图mhBqKBU31012. 2)()/ln(4 .228wfwswePIpphrrBqK 当压裂层段由多层组成时，应将各层有效渗透率用有效当压裂层段由

8、多层组成时，应将各层有效渗透率用有效厚度加权平均法来计算该层段的平均有效渗透率厚度加权平均法来计算该层段的平均有效渗透率hhKhKKnn111 1、定义、定义 岩石中连同孔隙体积占岩石总体积的百分数，计量单位：岩石中连同孔隙体积占岩石总体积的百分数，计量单位：小数、百分数小数、百分数2 2、作用、作用 检验压前生产动态，预测压后效果，评价呀列效果检验压前生产动态，预测压后效果，评价呀列效果 在纵向、平面上的分布是选井选层的主要依据在纵向、平面上的分布是选井选层的主要依据3 3、求取、求取 室内压汞实验室内压汞实验 测井资料测井资料 邻井同层资料邻井同层资料有效孔隙度有效孔隙度1 1、定义、定义

9、 在目前经济技术条件下具有产出工业性油气的储层厚度。在目前经济技术条件下具有产出工业性油气的储层厚度。即，在储层中扣除不符合标准的隔层（如泥质夹层或致密即，在储层中扣除不符合标准的隔层（如泥质夹层或致密夹层）剩下的厚度，单位以夹层）剩下的厚度，单位以m m表示。表示。2 2、作用、作用 检验压前生产状况，预测压后产量，评价压裂效果检验压前生产状况，预测压后产量，评价压裂效果 压裂选井选层的主要依据压裂选井选层的主要依据 设计最优化的关键参数之一，在相同条件下，最佳裂缝设计最优化的关键参数之一，在相同条件下，最佳裂缝长度随时有效厚度的增加而变短长度随时有效厚度的增加而变短 Kehe、Ke/he、

10、Kehe/有效厚度有效厚度3 3、求取、求取 以岩心资料分析为基础，单层试油资料为依据，利用测以岩心资料分析为基础，单层试油资料为依据，利用测井解释资料加以确定。并应根据试采和开发资料进行检验井解释资料加以确定。并应根据试采和开发资料进行检验和修正和修正 使用油气田有效厚度等值图估算压裂井层的有效厚度使用油气田有效厚度等值图估算压裂井层的有效厚度1 1、定义、定义 在原始状态下，储层中原由体积占有效孔隙体积的百分在原始状态下，储层中原由体积占有效孔隙体积的百分数数含油饱和度含油饱和度2 2、作用、作用 检验压前生产状况，预测压后产量，评价压裂效果检验压前生产状况，预测压后产量，评价压裂效果3

11、3、求取、求取 岩心测试岩心测试 测井方法测井方法woSS 11 1、定义、定义 在静态无干扰条件下所具有的温度。在单位以在静态无干扰条件下所具有的温度。在单位以表示。表示。 地层温度随埋藏深度的增加而增加，同时，还受岩石性地层温度随埋藏深度的增加而增加，同时，还受岩石性质（主要是岩石导热率）和局部地区的地质条件的影响，质（主要是岩石导热率）和局部地区的地质条件的影响，是各种因素综合作用的结果，在各地区不是一个常数。是各种因素综合作用的结果，在各地区不是一个常数。2 2、作用、作用 选择压裂液的主要依据选择压裂液的主要依据 控制压裂液在缝中粘度、流态指数与稠度系数等设计参控制压裂液在缝中粘度、

12、流态指数与稠度系数等设计参数的重要因素数的重要因素 确定不同缝长处的温度，决定不同缝长上添加剂的浓度确定不同缝长处的温度，决定不同缝长上添加剂的浓度地层温度地层温度3 3、求取、求取 长时间关井，在无干扰的静态条件下测量地层温度长时间关井，在无干扰的静态条件下测量地层温度 借助井下温度计在无干扰的静态条件下，测量不同深度借助井下温度计在无干扰的静态条件下，测量不同深度温度值，获得地温梯度，再求出压裂目的层的地层温度温度值，获得地温梯度，再求出压裂目的层的地层温度 使用测井的井温曲线推算地层温度使用测井的井温曲线推算地层温度 根据经验估算根据经验估算1 1、定义、定义地层压力是一统称。分为原始地

13、层压力，目前地层压力和地层压力是一统称。分为原始地层压力，目前地层压力和静止压力。计量单位为静止压力。计量单位为MPaMPa。原始地层压力原始地层压力原始地层压力是指油气层在未开采前从探井中测得的油气原始地层压力是指油气层在未开采前从探井中测得的油气层中部的压力。原始地层压力一般随埋藏深度的增加而增层中部的压力。原始地层压力一般随埋藏深度的增加而增加。加。目前地层压力目前地层压力油气藏投入开发后，在某一时期内测得的油气层中部压力油气藏投入开发后，在某一时期内测得的油气层中部压力称之为该时期的目前地层压力。称之为该时期的目前地层压力。地层压力地层压力静止压力静止压力静止压力也称为油气层压力。它是

14、指油气井在关井后，待静止压力也称为油气层压力。它是指油气井在关井后，待压力恢复到稳定状态时所测得的油气层中部压力，简称为压力恢复到稳定状态时所测得的油气层中部压力，简称为静压。静压。储层流体压力储层流体压力储层岩石与该岩石内的流体所受的压力是不同的，油气藏储层岩石与该岩石内的流体所受的压力是不同的，油气藏不但与周围广大的水体相连通，而且还有补给源。因此，不但与周围广大的水体相连通，而且还有补给源。因此，油气藏内的流体压力（简称为油层压力或孔隙压力）常等油气藏内的流体压力（简称为油层压力或孔隙压力）常等于或相当于其埋深的静水柱压力。于或相当于其埋深的静水柱压力。2 2、作用、作用1 1）反映油气

15、藏驱动能量的大小。）反映油气藏驱动能量的大小。2 2）目前地层压力或静止压力是压裂选井选层的主要依据。）目前地层压力或静止压力是压裂选井选层的主要依据。3 3）选择压裂液类型的依据之一。）选择压裂液类型的依据之一。3 3）检验压前生产状况，预测压后产量与评价压裂效果。）检验压前生产状况，预测压后产量与评价压裂效果。4 4）诸多参数是地层压力的函数，包括，有效渗透率、原）诸多参数是地层压力的函数，包括，有效渗透率、原油黏度、杨氏模量、地层破裂压力油黏度、杨氏模量、地层破裂压力 闭合压力闭合压力: :随油气井的投产开采，地层压力产生变化，随油气井的投产开采，地层压力产生变化，将使裂缝闭合压力，储层

16、与上、下遮挡层的地应力差，有将使裂缝闭合压力，储层与上、下遮挡层的地应力差，有效渗透与孔隙度，杨氏模量，泊松比与岩石抗张强度，地效渗透与孔隙度，杨氏模量，泊松比与岩石抗张强度，地下原油粘度，体积系统与压缩系统等储层特征参数随之变下原油粘度，体积系统与压缩系统等储层特征参数随之变化。化。 3 3、求取、求取1 1）压力恢复，测试确定油气层的静压。）压力恢复，测试确定油气层的静压。2 2）根据本井的静压梯度推算压裂目的层的静压。）根据本井的静压梯度推算压裂目的层的静压。3 3）使用油气田的等压图推算压裂井、层的静压。）使用油气田的等压图推算压裂井、层的静压。4 4）借用邻井、井组、区块或油气藏的目

17、前地层压力值）借用邻井、井组、区块或油气藏的目前地层压力值1 1、定义、定义地层流体密度地层流体密度 单位原油（气）体积的质量。单位以单位原油（气）体积的质量。单位以g/cmg/cm3 3，kg/cmkg/cm3 3或或t/mt/m3 3（气以（气以kg/mkg/m3 3）表示。）表示。 地面脱气原油的密度是指在常压（地面脱气原油的密度是指在常压（0.101MPa0.101MPa）和）和2020条条件下测量的密度。它与在常压和件下测量的密度。它与在常压和44条件下纯水密度的比条件下纯水密度的比值称之为地面脱气原油的相对密度。值称之为地面脱气原油的相对密度。 气体的相对密度是指在标准温度（气体的

18、相对密度是指在标准温度（293K293K）和标准压力）和标准压力（0.101MPa0.101MPa）条件下气体密度与干燥空气密度的比值。）条件下气体密度与干燥空气密度的比值。地层流体密度、粘度与压缩系数地层流体密度、粘度与压缩系数地层流体粘度地层流体粘度 又称为粘滞系数。是指在地层条件下油气内部摩擦引起又称为粘滞系数。是指在地层条件下油气内部摩擦引起的阻力。计算单位以的阻力。计算单位以mPasmPas表示。表示。 地层原油粘度除受其他层温度和地层压力影响外，还受地层原油粘度除受其他层温度和地层压力影响外，还受到构成油的组分和天然气在原油中溶解度的影响。到构成油的组分和天然气在原油中溶解度的影响

19、。地层流体压缩系数地层流体压缩系数 原油压缩系数定义为，在地层条件下每变化原油压缩系数定义为，在地层条件下每变化1MPa1MPa压力，压力，单位体积原油的体积变化率。它是油藏弹性能量的一个量单位体积原油的体积变化率。它是油藏弹性能量的一个量度。计量单位以度。计量单位以MPaMPa-1-1表示。表示。2 2、作用、作用 与有效渗透率、有效厚度结合，反映储层的流动能力与有效渗透率、有效厚度结合，反映储层的流动能力 压裂液滤失系数与之相关，因此，其影响到裂缝的几何压裂液滤失系数与之相关，因此，其影响到裂缝的几何尺寸尺寸 预测压后产量、经济评价中的重要参数。预测压后产量、经济评价中的重要参数。3 3、

20、求取、求取 高压物性取样，在模拟地层条件下进行高压物性取样，在模拟地层条件下进行PVTPVT试验分析试验分析 相关经验公式计算相关经验公式计算1 1、定义、定义岩石的泊松比岩石的泊松比当岩石受抗压应力时，在弹性当岩石受抗压应力时，在弹性范围内，岩石的侧向应变与轴范围内，岩石的侧向应变与轴向应变的比值。向应变的比值。岩石的弹性模量岩石的弹性模量岩石受拉应力或压应力时，当岩石受拉应力或压应力时，当负荷增加到一定程度后，应力负荷增加到一定程度后，应力与应变曲线变成线性关系，比与应变曲线变成线性关系，比例常数即为弹性模量。计算单例常数即为弹性模量。计算单位以位以MPaMPa表示。表示。泊松比与弹性模量

21、泊松比与弹性模量12E2 2、作用、作用 泊松比是使用测井方法确定地层水平主应力值及其垂向泊松比是使用测井方法确定地层水平主应力值及其垂向分布的重要参数分布的重要参数 弹性模量在应用线弹性压力弹性模量在应用线弹性压力应变理论推导的压裂模型应变理论推导的压裂模型中关系到裂缝的几何尺寸中关系到裂缝的几何尺寸 缝宽与弹性模量成反比缝宽与弹性模量成反比 控制缝高控制缝高3 3、求取、求取 实验室岩心试验实验室岩心试验使用压裂目的层和裂缝在垂向上可以穿透或起遮挡作用岩使用压裂目的层和裂缝在垂向上可以穿透或起遮挡作用岩层的岩心，在就地条件下（就地围岩压力、孔隙压力、地层的岩心，在就地条件下（就地围岩压力、

22、孔隙压力、地层温度与含水饱和度），进行单轴或三轴试验，测定岩石层温度与含水饱和度），进行单轴或三轴试验，测定岩石的静态或动态的泊松比和弹性模量。的静态或动态的泊松比和弹性模量。单轴和三轴试验单轴和三轴试验静态和动态试验静态和动态试验一般，用动态试验测取的泊松比与弹性模量值大于静态值。一般，用动态试验测取的泊松比与弹性模量值大于静态值。岩石中天然裂隙或天然裂缝愈多，两者的差异愈大。岩石中天然裂隙或天然裂缝愈多，两者的差异愈大。 测井技术：测井技术： 换算动态或静态值换算动态或静态值27)1 ()1 ()1)(21 (1060. 1pfbvE)0.0138G(1E12GF2910Gsbv 推算弹性

23、模量推算弹性模量 由现场实测的地层破裂压力，裂缝闭合压力，就地水平由现场实测的地层破裂压力，裂缝闭合压力，就地水平主应力等值，反算岩石的泊松比和弹性模量主应力等值，反算岩石的泊松比和弹性模量 近似计算动态或静态的泊松比与弹性模量近似计算动态或静态的泊松比与弹性模量 根据岩性、粘度和胶结情况选取弹性模量和泊松比根据岩性、粘度和胶结情况选取弹性模量和泊松比1 1、定义、定义地下埋藏的岩层，由于受上覆岩层的重力作用和构造运动地下埋藏的岩层，由于受上覆岩层的重力作用和构造运动的影响，岩层处于压应力状态。作用在地下某岩石单元体的影响，岩层处于压应力状态。作用在地下某岩石单元体上的垂向主应力上的垂向主应力

24、zz和水平主应力和水平主应力xx，yy称之为就地应称之为就地应力。它们既相互垂直，又不相等，即有力。它们既相互垂直，又不相等，即有z zx xy y，地，地应力的单位以应力的单位以MPaMPa表示。表示。地应力及其垂向分布地应力及其垂向分布垂直缝）xyz(zyxzyxzyx垂直缝）（yxz水平缝）或（zxyzyx垂向主应力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：般，该值可估计为：H)0.0275(0.02036z由于储层中均有一定的孔隙压力，部分上覆岩层的压力被由于储层中均有一定的孔隙压力，部分上覆岩层的压

25、力被多孔介质中的流体压力（孔隙压力）所支持，所以，有效多孔介质中的流体压力（孔隙压力）所支持，所以，有效垂向主应力垂向主应力zz可表示为：可表示为：szzP扣除了地层孔隙压力的作用后，直接作用在岩层骨架（基扣除了地层孔隙压力的作用后，直接作用在岩层骨架（基质）颗粒上的应力，也称为垂直骨架应力。由于压实作用质）颗粒上的应力，也称为垂直骨架应力。由于压实作用随深度而不同，因此，有效上覆岩层压力（有效垂向主应随深度而不同，因此，有效上覆岩层压力（有效垂向主应力）梯度是深度的函数，且随不同的构造而不同。力）梯度是深度的函数，且随不同的构造而不同。水平主应力水平主应力 未受地质构造运动扰动过：泊松比未受

26、地质构造运动扰动过：泊松比愈大，水平主应力愈大，水平主应力愈接近垂向主应力愈接近垂向主应力 受地质构造运动的影响，但构造力在水平各个方向上均受地质构造运动的影响，但构造力在水平各个方向上均相等相等 构造应力在两个水平方向上不等构造应力在两个水平方向上不等zyxvv1zyx1zxvv1zyvv12 2、作用、作用 垂向与水平主应力的相对大小，决定了水力裂缝的形态垂向与水平主应力的相对大小，决定了水力裂缝的形态和方位和方位 就地条件下，进行储层物性、岩石力学参数以及裂缝方就地条件下，进行储层物性、岩石力学参数以及裂缝方位等岩心（或定向岩心）试验中，地应力值是必不可少的位等岩心（或定向岩心）试验中，

27、地应力值是必不可少的试验依据试验依据 储层与其上下岩层的最小水平主应力差是控制水力裂缝储层与其上下岩层的最小水平主应力差是控制水力裂缝垂向延伸的主要因素垂向延伸的主要因素 储层与其上下岩层的地应力差，也是确定分压层段，选储层与其上下岩层的地应力差，也是确定分压层段，选择分压方法（限流量法，投封堵球法和封隔器法）的主要择分压方法（限流量法，投封堵球法和封隔器法）的主要依据依据 支撑剂选择的依据支撑剂选择的依据 注采井网优化的依据注采井网优化的依据3 3、求取、求取实验室岩心试验实验室岩心试验在地层中岩石处于应力状态，取到地面则处于自由状态，在地层中岩石处于应力状态，取到地面则处于自由状态，根据岩

28、石在两种条件下形态上的变化，即可估计产生水力根据岩石在两种条件下形态上的变化，即可估计产生水力裂缝的方位，并推算出地应力值。试验需使用定向取心的裂缝的方位，并推算出地应力值。试验需使用定向取心的岩心作为岩样。岩心作为岩样。 滞弹性应力恢复滞弹性应力恢复 差应变曲线分析差应变曲线分析 古地磁古地磁测井分析测井分析 长源距数字声波测井与密度测井长源距数字声波测井与密度测井 井径测井井径测井 井下微地震井下微地震 倾斜仪倾斜仪 大地电位大地电位glass casegas bubbleexcitation electrodesconductive liquidpick-up electrodeN NM

29、 MA AB B发发送送机机A Ac c2 2c c1 1c c1 1c c2 2从被测井注入的盐水导致吸水部分电阻率明显下降电流密度在此处加强接接收收机机h现场测量现场测量小型压裂小型压裂注入注入-返排试验返排试验TitleSubtitleDescriptionDateTime (min)Surf Press Tbg (MPa)Slurry Flow Rate (m/min) 0.00 18.00 36.00 54.00 72.00 90.00 0.00 16.00 32.00 48.00 64.00 80.00 0.000 1.600 3.200 4.800 6.400 8.000Titl

30、eSubtitleDescriptionDateTime (min)Measd Btmh (MPa)Surf Press Tbg (MPa)(d/dt) Surf Press Tbg (MPa)Implied Slurry Efficiency (%) 52.06 52.58 53.10 53.62 54.14 54.66 52.06 52.58 53.10 53.62 54.14 54.66 -158 -158 -158 -157 -157 -156 20.83 21.03 21.24 21.45 21.65 21.86 0.0 13.0 25.9 38.9 51.8 64.8TitleSu

31、btitleDescriptionDateG Function TimeMeasd Btmh (MPa)Surf Press Tbg (MPa)(d/dG) Surf Press Tbg (MPa)(Gd/dG) Surf Press Tbg (MPa)Implied Slurry Efficiency (%) 0.00 3.20 6.40 9.60 12.80 16.00 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 0.000 1.200 2.

32、400 3.600 4.800 6.000 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0关于压裂压力1 1、定义、定义地层破裂压力定义为使地层产生水力裂缝或张开原有裂缝地层破裂压力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。地层破裂压力与岩石弹性性质、孔隙时的井底流体压力。地层破裂压力与岩石弹性性质、孔隙压力、天然裂缝的发育情况以及该地区的地应力等因素有压力、天然裂缝的发育情况以及该地区的地应力等因素有关。计量单位为关。计量单位为MPaMPa。地层破裂压力与深度的比值称之为破裂压力梯度。单位为地层破裂压力与深度的比值称之为破裂压力梯度。单位为MPa/mMPa/m。地层

33、破裂压力与破裂压力梯度地层破裂压力与破裂压力梯度2 2、作用、作用1 1）确定井下管柱、井下工具、井口装置压力极限）确定井下管柱、井下工具、井口装置压力极限2 2）确定裂施工时的最高地面泵压、泵注排量以及需用设）确定裂施工时的最高地面泵压、泵注排量以及需用设备功率备功率3 3）推断水力裂缝的形态）推断水力裂缝的形态PG 0.0226MPa/mPG 0.0226MPa/m，水平裂缝，水平裂缝PG 0.0167MPa/mPG 0.0167MPa/m，垂直裂缝，垂直裂缝3 3求取求取理论方程计算理论方程计算 测井分析测井分析 现场施工参数计算现场施工参数计算 统计分析统计分析 理论方程计算理论方程计

34、算EatonEaton法（法（19691969）：）： StephenStephen法法 ：sszfppvvp)(1黄荣樽法（黄荣樽法（19841984） sszfppvvp)(1tsszfSppKvvp)(123利用测井资料预测地层破裂压力利用测井资料预测地层破裂压力现场施工参数计算现场施工参数计算统计分析统计分析使用现场大量压裂施工取得的破裂压力计算值，经统计分使用现场大量压裂施工取得的破裂压力计算值，经统计分析，可以求取一个地区或一个油藏的破裂压力梯度析，可以求取一个地区或一个油藏的破裂压力梯度fhwbPPPPhIbPPPHPGBF/1 1、定义、定义裂缝延伸压力是指水力裂缝在长、宽、高

35、三个方向扩展所裂缝延伸压力是指水力裂缝在长、宽、高三个方向扩展所需要的缝内最小的流体压力。它比闭合压力大，且与裂缝需要的缝内最小的流体压力。它比闭合压力大，且与裂缝大小及压裂施工有关。单位以大小及压裂施工有关。单位以MPaMPa表示。表示。2 2、作用、作用 拟三维或全三维压裂设计必须输入的关键参数。拟三维或全三维压裂设计必须输入的关键参数。 裂缝延伸压力的变化反映了水力裂缝延伸情况裂缝延伸压力的变化反映了水力裂缝延伸情况裂缝延伸压力裂缝延伸压力Log tLog PN模式模式较小的正斜率（较小的正斜率（0.14e0.25），），裂高度受到控制时的横向正常延伸裂高度受到控制时的横向正常延伸模式模

36、式斜率为零（斜率为零（e=0），这时裂缝延），这时裂缝延伸压力不变，称为临界的净压力。裂缝的延伸压力不变，称为临界的净压力。裂缝的延伸速率下降，表明裂缝高度低速增长或潜在伸速率下降，表明裂缝高度低速增长或潜在的天然裂缝张开，往往潜伏着脱砂与裂缝高的天然裂缝张开，往往潜伏着脱砂与裂缝高度不稳定增长，即将发生压力迅速增加或压度不稳定增长，即将发生压力迅速增加或压力下降的现象力下降的现象模式模式斜率为（斜率为（e=1），解释为在裂），解释为在裂缝中明显的流动限制即脱砂已经形成缝中明显的流动限制即脱砂已经形成模式模式斜率为负值（斜率为负值（e0），解释为裂），解释为裂缝高度不稳定的增长，水力裂缝延伸进入低缝高度不稳定的增长，水力裂缝延伸进入低应力层应力层3 3求取求取阶梯式泵注试验阶梯式泵注试验 采用采用2%KCl2%KCl的水溶液的水溶液 以由小到大的排量向试验目的层泵注以由小到大的排量向试验目的层泵注 压力稳定，再更换下一级排量压力稳定，再更换下一级排量 裂缝一旦张开，裂缝延伸