压裂压力诊断解读

水力压裂过程压力分析为解决我国煤层透气性低，瓦斯抽采难度大的问题，水力压裂技术受到越来越广泛的重视。

而压裂施工曲线是在压裂时地面所得到的最全面的、最及时压裂施工情况的真实反应，因此确定裂缝的延伸规律和煤储层的滤失特性，应用压裂施工过程和停泵后，裂缝内的流动方程和连续方程，结合裂缝几何参数计算模型，即可确定裂缝几何参数和压裂液效率等參数。

标签：瓦斯;水力压裂;压力曲线;穿层钻孔随着我国经济快速发展，对煤炭的需求量也迅速增加，煤炭产能与服务年限也大大提升与延长。

然而随着矿井开采深度的增加，地应力增大，煤储层渗透率越来越低，瓦斯抽采越来越困难。

我国煤矿95%以上的高瓦斯矿井与瓦斯突出矿井的煤层透气性极低，透气性系数通常只达到40×（10-3～10-4）m2/（MPa·d）[1]，说明瓦斯抽采难度很大，因此解决好瓦斯抽采的难题，对保障我国矿工安全，维持煤矿行业健康发展都有着重要作用。

目前利用水力压裂技术[2]可以使煤层中的裂隙贯通，增加煤层的透气性，提高抽放效果，能够很好的消除工作面的突出危险性，并且减少了瓦斯向大气中的排放量，保护了环境，抽出的瓦斯又能加以利用，变废为宝，实现双能源开采。

水力压裂技术是提高煤储层透气性、油气井增产、注水井增注的一项重要技术手段，因此广泛应用于采矿工程、油藏工程、测井工程等多门学科，在相关领域取得了显著效果，具有良好的推广应用价值。

水力压裂技术关键在于施工设计，同时要对压裂施工效果做出准确全面的监测。

1 裂缝的几何模型在水力压裂过程中，裂缝的形态主要是由地应力和岩石性质所决定的，水力压裂在长、宽、高三个方向破裂及延伸，流体在也在三个方向上流动。

但由于垂直缝的上下界往往受到顶底板的限制，因此缝高在一个区域内可认为是恒定不变的。

这样就可以把问题简化成在缝长和缝宽的二维破裂。

典型的二维模型有PKN 模型、KGD模型和Radial模型[3]。

（1）PKN模型：当上下围岩的破裂强度明显大于煤层，并且煤层与顶底板岩石交界处连续性强，在交界处没有相对滑动，裂缝高度恒定，为煤层厚度，裂缝横截面呈椭圆形，水平剖面为抛物线形，称之为恒高椭圆截面缝。

文章编号:1001-1986(2001)03-0020-03煤层气井压裂施工压力与裂缝形态简析郝艳丽,王河清,李玉魁　(中原石油勘探局井下特种作业处,河南濮阳　457061)摘要:根据煤层气试验井的施工资料,分析了煤层压裂施工压力的特点以及井深、R o 与破压梯度的关系,并根据裂缝监测(测井温法、大地电位法和微地震法)测量的裂缝方位和缝高,对煤层压裂形成的裂缝特点进行了分类和总结,提出了指导性的建议。

关　键　词:煤层气;压裂;施工压力;裂缝中图分类号:P 618.11 文献标识码:A1　引言煤层气是指形成于煤化作用过程中,目前仍储集在煤层中的优质天然气。

它的开发是一个排水降压的过程,由于煤层的低渗透特点,决定了需要进行水力压裂激化才能有效地分配井孔附近的压降,加速脱水增加产能。

本文针对煤层压裂的复杂性,从压裂施工压力与裂缝形态方面,对煤层压裂裂缝的扩展进行了分析和总结,希望能给以后的煤层气开发提供有益的帮助。

2　煤层压裂施工压力分析压裂主要是通过高压注入流体,破裂地层,从而在地层中形成高导流能力的裂缝。

施工过程中流体在岩石中流动产生的压力变化在一定程度上反映了裂缝延伸的复杂现象,煤层压裂施工分析主要是针对压裂施工压力进行分析。

2.1　煤层破裂压力分析煤层的特殊性决定了其不同于常规储层的压裂特点。

国外曾把煤层压裂的非常规性总结成4个方面:①异常高的压裂压力;②裂隙限制于煤层,即使裂隙中的压力远高于围岩带的原位应力;③伴随着孔底压力增加的支撑剂注入;④初始液体注入过程中闭合压力的显著增加。

为此我们首先分析了试验区的破裂压力梯度情况,做出了井深、R o 与井底破压梯度的散点图。

(图1,2)由图1中看出试验井的煤层破压梯度在0.017～0.064M Pa /m 之间,一般都为0.023～0.045M Pa /m 。

而且根据我们收集的资料表明,同一煤层测试压裂与加砂压裂的破压梯度存在着大约0.002～0.007M Pa /m 的差别,也就是说煤层的高滤失特点会造成大约0.002～0.007M Pa /m 的压降,损失在流体注入煤层引起孔隙压力增高而产生的孔隙弹性效应上,也有一部分加砂压裂破压梯度小于测试压裂的破压梯度的情况,这与压裂流体对煤层的冲刷有关。

轮毂压裂试验-概述说明以及解释1.引言1.1 概述轮毂压裂试验是一种针对轮毂进行的实验技术，旨在评估轮毂在特定条件下的耐久性和承载能力。

通过将轮毂置于一定的压力下进行试验，可以模拟出轮毂在实际使用过程中所承受的各种力学负荷和环境影响。

这种试验方法可以为轮毂的设计和工程应用提供有效的依据和参考。

在轮毂的设计与制造过程中，了解轮毂的压裂性能是非常重要的。

轮毂作为汽车、飞机、船舶等交通工具的关键部件，承载着持续的动力和重载，其性能的优劣直接影响到交通工具的安全性、运行效率和使用寿命。

因此，轮毂的可靠性和耐久性是工程设计和质量控制的关键指标之一。

为了确保轮毂的高质量和可靠性，轮毂压裂试验被广泛应用于轮毂制造行业。

轮毂压裂试验的原理基于轮毂内部空腔和表面结构的分析，通过在试验过程中施加一定的压力，模拟轮毂在实际工作条件下所承受的载荷和应力。

试验中，轮毂根据特定的形状和结构要求进行装配，然后施加压力加载，以测量和记录轮毂在压力下产生的形变、位移和应力分布情况。

通过对试验数据的分析和处理，可以评估轮毂的承载能力、变形特性和疲劳寿命等关键性能指标。

轮毂压裂试验具有广泛的应用价值和发展前景。

首先，它可以用于轮毂结构设计的优化和改进。

通过对不同材料、不同结构和不同加工工艺的轮毂进行试验比较，可以找到最佳的设计方案，提高轮毂的强度和稳定性。

其次，轮毂压裂试验可以用于轮毂的质量控制和产品认证。

根据试验结果，可以判断轮毂是否符合相关的标准和要求，确保轮毂的质量和可靠性。

此外，随着新材料和新工艺的发展，轮毂压裂试验还可以用于开发和评估新型轮毂材料和结构，以满足不断增长的市场需求。

总之，轮毂压裂试验是一种重要的实验方法，对于轮毂的设计和工程应用具有重要意义。

它通过模拟加载和测量轮毂在压力下的响应，可以评估轮毂的耐久性和承载能力，为轮毂的设计优化和质量控制提供科学依据。

随着技术的不断发展，轮毂压裂试验在未来还将具有更广阔的应用前景。

压裂施工中怎样判断油层是否形成裂缝？
①根据压力与排量的变化判断油层是否形成裂缝：在压裂时，随着压力的上升，排量也随着上升，两者之间保持着一定的比值关系。

但是当裂缝形成时，它们之间原来的比值关系就被打破。

这时，可能会出现两种情况：第一，泵压迅速下降排量上升。

第二，压力不变，排量上升。

这时就可以判断油层已被压开裂缝。

②根据机械设备的变化判断油层是否形成裂缝：在油层没有形成裂缝以前，由于压力比较高，压裂车上的柴油机负荷大，发出的声音很沉重，排出浓烟。

从混砂车的砂罐里可以观察到液体排量不大，砂罐内的液体翻腾也小。

可是一旦裂缝形成，柴油机马上会改变声音，砂罐中的液体排量突然增加，形成很大的翻腾浪花。

这时判断油层已被压开裂缝。

③利用地层吸水指数的变化判断油层是否被压开裂缝：在地层未形成裂缝的时候，由于地层本身的渗滤面和渗透率是固定的，则吸水指数也是一个固定值。

当油层被压开裂缝后，由于有了新的裂缝面，从而使地层吸液能力增加，此时吸水指数明显增加，判断油层已经被压开了裂缝。

压裂实时监测及解释技术1 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。

我国石油天然气资源的突出特点之一是低渗透油气层分布广、储量大，这种客观存在的资源条件决定了水力压裂作为低渗透油气田增储上产的首选措施和有效方法，在老油气田稳产高产和低渗透新油气田勘探开发中发挥着不可替代的重要作用。

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，但仍存在不少技术难题，例如以下四个问题是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裂缝的有效手段诊断水力裂缝的目的是为了测量和评估压裂增产作业期间水力裂缝的延伸情况，诊断结果对于合理安排井位以及选择压裂施工时的施工规模、加砂浓度和用砂量、一次施工的井段数量等，评估现场施工质量，具有十分重要的指导意义。

随着水力压裂技术的发展和应用，现场迫切需要测量和评估地下水力裂缝的方法。

测量和评估地下水力裂缝的方法一般分为水力裂缝直接诊断技术和水力裂缝间接诊断技术，但正如现代增产技术经典之作《油藏增产技术》[1～2]和《水力压裂技术新进展》[3]所综述，一些专门的水力裂缝直接诊断技术，如井下电视[4～5]、微地震测量[6～11]、放射性示踪剂[12]、井温测试[13～15]、地面和井底测斜仪[16～18]等已被应用于推断地下裂缝的几何尺寸，然而这些诊断技术提供的资料往往有限(见表1)，而且费用昂贵，从而限制了其应用。

同时，另一些水力裂缝间接诊断技术，如试井分析[19～43]、生产历史拟合[44]等已被应用于分析裂缝几何尺寸和裂缝导流能力等参数。

但是相对而言，压裂压力分析被公认为是评估压裂过程和水力裂缝的最强有力的、经济可行的技术[1～3]。

●对储层特性缺乏深入的研究和认识无论是压裂设计的优化，还是施工工艺和压裂材料的优选，最困难而又花费大的工作是得到所需的参数。

压裂测试施工压力资料分析压裂测试是一种常用的石油工程技术，用于评估油田储层岩石的裂缝特性和产能。

在压裂测试过程中，需要对施工压力资料进行分析，以了解储层的力学特性和流体动态行为。

本文将对压裂测试施工压力资料进行详细分析，并提供相关的结论和建议。

首先，压力-时间曲线是分析压裂测试过程中最基本的资料之一、通过观察和分析曲线的形态和变化，可以得到很多有价值的信息。

例如，曲线上的峰值压力和持稳压力可以反映储层的抗压强度和渗透能力。

如果峰值压力过高或持稳压力下降过快，往往说明储层存在裂缝或破裂带，需要进一步评估和调整压裂工艺。

其次，洞眼压力也是压裂测试施工压力资料中的重要指标。

洞眼压力是指注水压力对井筒周围岩石的压实效应，其大小与储层岩石的渗透性、注水速度等因素有关。

通过分析洞眼压力的变化，可以推断出储层的渗透性分布、孔隙度等信息。

同时，洞眼压力的增长速度也可以反映裂缝扩展的情况，对于评估压裂效果和调整施工参数具有重要意义。

另外，射孔测试是评估压裂测试效果的重要手段。

射孔测试可以提供储层压裂后的产能指标，如流量和压差等。

通过分析射孔测试数据，可以判断压裂液在储层中的分布情况和裂缝的连接性，进而评估压裂的效果和裂缝的导流能力。

此外，射孔测试还可以提供有关裂缝尺寸、方向和分布密度等信息，为后续的优化设计提供参考。

综上所述，压裂测试施工压力资料分析对于评估储层的裂缝特性和产能具有重要意义。

通过对压力-时间曲线、洞眼压力和射孔测试等资料的详细分析，可以获得储层的力学特性和流体动态行为，为调整压裂工艺和优化设计提供科学依据。

在实际应用中，还需要结合地质资料和其他测试结果进行综合分析，以获得更加准确和可靠的结论，并针对不同场景提出相应的建议和决策。