地层裂缝测试

2020/1/31地层裂缝测试技术的研究与应用2020/1/32地层裂缝测试技术是通过接收地层破裂时产生的微地震波信号来判断人工裂缝的走向。用此方法测定压裂井和高压注水井的裂缝走向与长度，从而判断高压注水井的水淹、水窜方向，水驱油效率，并且确定注采井网的合理性。为布置或调整好注采井网和注水强度提供重要的理论依据。2020/1/33地层裂缝测试技术原理：水力压裂与高压注水造成的岩石破裂为张性破裂，对于高压注水井来说，就是用高压注水的力量，克服地层最小主应力和岩石抗张强度即：Ｐｆ＝δｍｉｎ＋Ｓｔ其中：Ｐｆ－地层破裂压力，ＭＰａδｍｉｎ－地层最小主应力，ＭＰａＳｔ－岩石抗张强度，ＭＰａ2020/1/34裂缝测试的原理假设地层中有一点Pc破裂，它所产生的地震波向四周传播。我们在它的四周取三点，有如下方程：X2＋Ｙ2＝ｒ2(1)（Ｘ－Ｘ0）2＋（Ｙ－Ｙ2）2＝ｒ2(2)（Ｘ－Ｘ1）2＋（Ｙ－Ｙ1）2＝（ｒ＋δ1）2(3)（Ｘ－Ｘ2）2＋（Ｙ－Ｙ2）2＝（ｒ＋δ2）2(4)其中X,Y是Pc点的坐标。(X0,Y0),(X1,Y1),(X2,Y2)是周围三点的坐标，测出多个Pc点，把这些Ｐc点标在以压裂井为原点的直角坐标图上，便可准确得出地层开裂裂缝的长度和方位。2020/1/35续注入井孔的压力达到Ｐｆ值时，地层就产生破Ｐｃ＝δｍｉｎ＋Ｋｒｃ／（πC）０。５其中：Ｐｃ－裂缝延伸压力，ＭＰａＫｒｃ－岩石断裂韧度，ＭＰａm０。５Ｃ－裂缝初始长度，m2020/1/36压裂测试的示意图2020/1/37主要技术指标和性能特点１、该技术是录取微地震波于地面套管测试法，允许监测井有一定的背景噪音，采集和计算较为方便。２、仪器本身不受井温和井深压力的影响，仪器工作较稳定，不受人为因素的影响，测试速度快，成本低。2020/1/38主要技术指标和性能特点：(续)３、测试时不用对井作业，又不影响油、气、水井生产，对地层也不产生污染，既方便又准确。４、测定方位误差在2o，裂缝长度误差在5米以内。2020/1/39适用范围适用于压裂井和高压注水井。2020/1/310现场应用该技术在中原油田探井压裂，开发井压裂、老井压裂，气井压裂等压裂井共测试７７井次，对压裂规模和压裂方案起到了很重要的指导作用，对开发方案的制定提供了依据。另在中原油田高压注水井共测试5６井次，判断了水淹、水窜方向，为注采井网的调整和提高动用程度提供了依据。这项成果分别在采油一厂、采油二厂、采油三厂、采油四厂得到了广泛的应用并取得了重大经济效益。2020/1/311文82块应用示例在文82块我们进行了七口井的测试，搞清了水淹、水窜方向，从而对调整该区块注采井网，调整注水强度提供了依据，对提高注水波及面积和效率作出了重要贡献，同时我们还用判断人工裂缝走向的其它辅助方法进行了分析和试验，其结果和用裂缝测试技术测试的结果一致，并且在这一区块取得了相当好的经济效益。2020/1/312图例12020/1/313图例22020/1/314井网布局一种注采井网是：一排注水井，一排采油井；另一种井网是：一排注水井，两排采油井，如图3、图4所示两种井网布局。2020/1/315井网布局（续）推荐两种注采井网布井，两种井网都是以人工裂缝延伸方向各分45度的正方形井网，注水井按人工裂缝延伸方向切割注水。注水井采油井都要进行压裂，在人工裂缝中形成高导流能力，注水井中注入地层中的水，首先通过人工裂缝再向两侧驱油，这两种井网注水，可延长无水采油期，提高采油速度和最终采收率。2020/1/316图例3lmz:一排注水井一排采油井的井网注水井采油井人工裂缝2020/1/317图例4lmz:一排注水井二排采油井的井网注水井采油井人工裂缝2020/1/318井网布局分析井网的布局可通过相应的油水井的生产情况来观察，文82－41对应的井有72－112、72－19、82－39，文72－110对应的采油井有82－24、82－23、82－22，这几口井的情况见表2。2020/1/319表2油井生产情况表96年9月生产情况井号投产日期日液量t油量t含水率%72-12183.12.222.81.642.972-1984.8.28关井关井关井82-3993.6.181.90.857.782-2493.5.33.00.195.682-2394.1.11.51.5082-2293.6.21.2202020/1/320井网分析（续）从生产井情况看，文82－23、文82－22在注水井72－110的东西向和南北向上，它们的含水率为零，而在其它方向都有不同程度的含水率，这和本研究分析的排列方向非常一致，这种排列方式可延长无水采油期，水驱油效果好。2020/1/321文82块井位图2020/1/322实例结论•人工裂缝方位与最大水平主应力方向一致，对于文82块来说，最大水平应力方向为北西向。•油水井的排列应避开人工裂缝方位和原生裂隙走向，以夹角45°为宜，文82块最好的排列方向为东西向。2020/1/323在山西晋城的应用九七年我们受美国乔麦特公司和山西晋城矿物局的委托对山西晋城煤层气田的４口井进行了十一井次的测试，对不同煤层产生的裂缝形态、裂缝走向和裂缝长度进行了测试。受到了美国乔麦特公司的好评，晋城矿物局也很满意，当有关技术报告上报给中国煤层气中联公司时，受到了很好的评价并对该技术产生了浓厚兴趣，表示以后继续让我们搞下去。2020/1/324地层裂缝监测技术总结•该技术对油水井生产影响较小，测试速度快。对地层不产生污染，可形成工业性监测，对判断水淹、水窜方向，提高注水效率以及判断剩余油分布提供理论依据。•地层裂缝测试技术对压裂规模和压裂方案起到很重要的指导作用，对开发方案的制定提供依据。为注采井网的调整和提高动用程度提供依据，经济效益巨大。2020/1/325放映结束欢迎批评指正