水力压裂施工工艺曲线解析

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。

水力压裂加砂过程曲线分析摘要：压裂是油气井增产的一项重要技术措施。

本文依据多口井压裂资料，分析了其“加砂”工序中泵压、排量、混砂比曲线随时间的变化形态，总结出“加砂”曲线的五种类型：下降型、下降稳定型、波动型、上升型、稳定型。

实践认为下降或下降稳定型曲线形态主要是因被压开地层裂缝缝高的增加；波动型曲线形态主要受地层物性严重非均质性影响；上升型曲线形态是受地层渗透性差、层薄影响，造成缝高延伸受阻，水平延伸缓慢或是携砂液在地层缝内严重堵塞，产生砂卡，泵压突然上升；稳定型曲线形态可能是地层滤失量的增加，使施工泵压长时间维持常量。

现场施工可根据加砂曲线形态，合理调整“ 加砂” 施工参数，保证油井施工顺利进行。

关键词：压裂加砂曲线；形态；特征剖析；参数；施工前言：水力压裂是油气井增产的一项重要技术措施，当地面高压泵组将高粘度液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底蹩起超过井壁附近地应力及岩石抗张强度压力后，即在地层中形成裂缝，随着带支撑剂的液体注入缝中，裂缝逐渐向前延伸形成一定长度、宽度、高度的填砂裂缝。

这些裂缝具有很高的渗流能力。

改变了油气渗流的流态。

由原来的径向流改变为从地层基本上单向流入裂缝，再由裂缝单向流入井筒，油气井产量大幅度提高。

1、加砂施工曲线类型及特征通过数据收集近两年来多口油井压裂施工曲线，归纳出压裂“加砂”施工曲线有5种类型。

（1）下降型：其特点是当注入排量稳定，随压开裂缝的延伸和扩展，泵压连续下降，此类曲线属于较理想状态，在现场比较少见。

（2）下降稳定型：其特点为注入排量相对稳定时，随着裂缝延伸和扩展，混砂比逐步增加，泵压下降至一定程度后相对稳定，在压裂施工正常情况下现场此类曲线占大多数。

（3）波动型：特点为注入液体排量稳定，混砂比基本稳定，随着裂缝的延伸和扩展，泵压波动起伏。

现场此类曲线约占20%左右。

（4）上升型：注入排量稳定，混砂比稳定或提高，泵压连续上升，出现此类曲线往往停泵分析其原因后，再调整排量和砂比重新施工。

压裂曲线
简称压裂施工曲线，指在压裂过程中,地面记录的泵压,砂比及排量随时间变化的关系曲线。

施工过程中井底压力随时间的变化，在一定程度上反映了裂缝的延伸发展状况。

施工曲线分析是施工状况诊断、压后效果评价的重要工具，它直接影响着压裂施工的设计以及压裂成败。

利用施工曲线可以估计地面破裂压力、裂缝延伸压力和井筒内摩阻等压裂设计中的参数，并可进一步估算地应力的大小。

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曲线，可以对施工情况、地层情况和裂缝特征作出实时判断，并采取相应的措施。

文件版本历史目录1 典型地面泵压与时间关系曲线 (1)2 典型砂堵施工曲线 (2)3 P-t双对数曲线分析图典型砂堵施工曲线 (2)4 直井压裂砂堵原因分析 (3)5 水平井压裂砂堵原因分析 (4)6 压裂曲线反应的地层破裂特征 (6)7 压裂施工曲线确定破裂压力、闭合压力、地层压力 (8)8 小型压裂曲线分析 (9)RVS201411FTD003压裂施工曲线案例分析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：2014.0-2138.0 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。

一、压裂施工曲线分类及分析1.压裂施工曲线分类压裂施工曲线是压裂过程中施工泵压、排量和混砂比随施工时间变化的曲线图。

施工压力直接反映了施工过程中的地下真实情况，而加砂过程是最为关键的一步，当确认地层破压之后混砂比逐渐增大，直至完成加砂过程。

根据现场收集的压裂施工曲线，并结合“lgt-lgP双对数曲线图”形态特征，加砂曲线大致分为上升型、波动稳定型、下降型三类。

2.施工曲线分析上升型曲线：第一种在压裂施工曲线上表现为排量平稳、混砂比稳定，压力缓慢爬升；双对数曲线上表现为斜率0.15-0.20左右上升速度较为缓慢的一根直线。

表示裂缝在高度方向延伸受阻，沿水平方向延伸，缝内压力缓慢上升，缝宽逐渐增加。

第二种在施工曲线上表现为排量、混砂比相对平稳时，泵压连续上升甚至上升加剧，出现一个或多个压力上升尖峰；双对数曲线上表现为斜率近似或大于为1的线段，压力正比例于时间，也就是压力的增量比例于注入液体体积的增量，携砂液在裂缝水平和垂直方向受到限制、端部受阻，缝内砂堵、砂卡或端部脱砂，造成缝内压力急剧上升。

波动稳定型曲线：压裂施工曲线上表现为注入排量稳定，混砂比基本不变，泵压保持稳定或在一定范围内出现上下波动，表明裂缝在不断延伸。

泵压没有出现大范围波动，说明只是受地层物性非均质性的影响，这种情况下应密切关注压力变化趋势，防止出现砂堵、压窜等异常情况。

下降型曲线：压裂施工曲线上表现为排量相对平稳，随着裂缝的延伸混砂比逐渐增加，泵压连续下降或下降到一定程度后相对稳定；双对数曲线上表现为曲线斜率为负值，表示裂缝穿过低应力层，缝高发生不稳定增长，或是沟通了天然裂缝。

三、现场应用1.单井曲线分析：以陈X-3井段压裂水力压裂加砂过程曲线浅析何向华 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司　【摘　要】压裂施工作为油田增产的一项重要技术措施，是解决低渗透油田开发的一个重要手段，在长庆油田的开发过程中显得尤为重要。

压裂施工曲线是压裂时地面获取的最直接、有效的数据，而施工压力随时间的变化，在一定程度上反映了裂缝的形成状况，是压裂施工状态、压后评估的重要工具。

压裂酸化施工曲线分析一、施工曲线的分析（一）、“压开型”施工曲线**特征有二：1、高压挤酸一开始，施工压力急骤上升，达到一定值后，施工压力突然下降。

压力虽然下降，但一般不会降得很低。

2、施工一开始，施工排量Q和地层吸收指数K都非常小，当压开裂缝后，施工排量Q和地层吸收指数K都急骤增加，直至施工结束。

这类曲线有三种类型：（1）“快速压开型”施工曲线：一开泵，压力急骤上升，在高压下，只需很短时间，一般只几分钟便可压开裂缝。

（2）、“慢速压开型”施工曲线：一开泵，压力急骤上升，在高压下，需较长时间，一般在10分钟以上，才压开裂缝。

（3）、“二次压开型”施工曲线：在施工曲线中出现两次压开现象，尔后再也没有遇到低渗透堵塞区了。

（二）“解堵型”施工曲线施工曲线特征有二：1、高压挤酸一开始，施工压力逐渐升高，而施工排量和吸收指数都比较小，施工压力达到一定值后，压力突然下降到零或者很低，而施工排量和吸收指数却大幅度地增加。

解堵后吸收指数一般都异常地高，直至施工结束。

2、人为堵塞一般都发生在井底附近，堵塞物阻碍裂缝通道。

因此，解堵的压力一般不很高，并且不需要很多的酸量即可解除裂缝堵塞，解堵现象往往在施工中出现较早。

施工曲线也有两种类型：（1）“彻底解堵型”施工曲线：裂缝塞物较彻底解除，施工压力一般都突然下降到零，施工排量骤增，吸收指数异常地大。

（2）“部分解堵型”施工曲线：裂缝中堵塞物部分得到解除，仍还存在着堵塞现象。

表现在施工压力虽然突降，但仍有一定压力，施工排量和吸收指数都大幅度地提高。

（三）“扩大型”施工曲线（四）“均匀吸酸型”施工曲线（五）“未压开型”施工曲线施工曲线特征有二：1、施工曲线中，开始压力就比较高，不但没有下降的趋势，反而越来越高；施工排量和吸收指数开始就比较小，不但没有升高的趋势，反而越来越低。

2、施工曲线一开始压力就较高，压力突然下降，施工排量、吸收指数大幅度增加，裂缝呈现出压开现象。

但以后，施工压力又突然上升，施工排量和吸收指数又降低。

模具制造作业指导书（钳工版本/版次A / 0页码二预调气垫压力:模具上压床调试之前,必须预调气垫压力。

对于使用托杆的模具,要预给气垫压力,这时气垫压力要调到最小。

三装夹:模具装夹规程如下:1擦拭干净滑块、工作台平面及模具底板与滑块、工作台接触的上、下面。

2对于使用托杆的模具,按图纸给定的《顶杆布置图》,插放指定规格的托杆, 并要检查插放后的各托杆是否等高。

3吊放模具时, 要找正托杆与模具托杆孔的位置。

4装夹时, 要先装夹上模,取下存放限制器, 利用点动合模两次后,再压紧下模。

并尽量使用螺钉装夹;如不能用螺钉装夹,方可使用螺钉、压板、垫块机构装夹。

上、下模装夹时,按压板槽位置和数量装夹（使用模柄装夹的模具除外。

四初调闭合高度和气垫压力:模具装夹后,要初调闭合高度和气垫压力。

1 初调模具闭合高度时, 根据标记销在制件上的压印深度（0.3mm 来确定模具是否到位。

2可以根据设计给定的再调气垫压力（P来确定，也可以按如下方法进行计算：P=nS（kgS-压料面积（mm2n=0.15~0.29拉延为主时,n取较小值;成型为主时,n取较大值。

例如：门外板、发罩外板、顶盖,n可选用0.29。

五模具动检：按模具动检记录卡要求进行,动检后,要填写《调试记录卡》。

模具制造作业指导书（钳工版本/版次A / 0页码六模具润滑：模具动检完成后,要进行润滑,润滑部位有：导向面、反侧工作面,凸模、凹模及压料圈（涂油要薄、要均匀。

七拉延模具第一阶段调试。

在这一调试阶段,可以验证模具功能是否齐全,拉延件冲压成型工艺性如何。

作业内容包括：调整模具使用状态、标识工序件、填写记录卡。

如因模具结构,冲压工艺,拉延件设计及产品设计不合理等原因导致拉延件出现拉裂,起皱,缩颈等明显缺陷时,就要采取相应措施,修改模具或工艺设计,调整拉延毛坯形状和尺寸,提高模具表面或/及凸R 处的表面粗糙度,有时还需要更改产品设计。

1 第一阶段调试过程如下：1.1放入板料并划好板料放置位置线。