压裂压力分析及应用
韩建华(山东省东营市胜利油田现河采油厂采油一矿257000) 冯秀苓梁如雪(山东省东营市胜利油田东辛采油厂
257000）
摘要：本文根据有关文缺企绍，针对在理场从事压程设计和施工审萄实际并例，理论和实战两方面进行综速和分新。
关键词：压象“分新并例 1、抵述
压裂压力分析是根据压裂施工期间和停票后井底压力的变化，预测压裂过程中裂缝延伸和有关的地层及压裂液关键参数用于指导压裂方案的设计合压裂施工，从1979年美国Nolte"发表压力分析的系统方法以来，研究利用压力分析预测裂缝延伸点成为压裂施工的重要诊斯方法，
，不仅对于小型压裂间、阶梯注入清
试、压力降落形成了较完整的分析方法，同时对于大型加砂压裂过程实施监测已应用于现场
牵集置署双重界质低添透储层的开发，压裂分析技术在压
要设计和施工中的重要性日益突出，在压力分析方法上也有一些新的发展，在G函数分析的基础上进二
步发展的dP/ dG,GdP
dG解决了对手关然象缝和水方敦缝滤实模式的识别问题
aP/ar、ap/a:也是较好的分析方法 2、压裂压力分析方法
2.1压翼过程中压力系统之间的相互关系
根据压裂过程中压力系绕之间的关系，如图2.1所示：
P,=p+P=p=p=P. =o +p.
p=30m
. p.sa..
P+e
P,=228.8pd.c
0
Perr.：第i层压裂过程缝内入口处的压力
PR Pa
P. a
：井口油压P
：第i层静水压力
：第层摩阻
：第层製健进入摩阻：第层缝丙净压劳：第i层的破裂压力：岩石的抗张强度
a urini O Hr.!
第层的最小主应力：第i层的最大主应力
：第i层的孔障压力
C：射孔抗颜的流量累数，C=D/D
根据室内试验及现场测定验证，对于纯净或者是交联流体无磨蚀流动时，C=0.5~0.6，当泵入携砂液后，由于孔眼的磨蚀作用，Cd很快变为0.60-0.90,因此在前置液阶段：C,=0.5~0.6，携砂液阶段：C,=0.8-0.9
RPe 第层
第j层
Pt
系统关系示意图
图2.1压裂压力
2.2不同裂缝模型缝内净压力
为了更好的表述压力特征写裂缝延伸过程的关系，我们可以对三种经典的二维模型PKN.GDK、PENNY模型的缝内净压力生行分析，
般来说PKN.GDK模型是用于垂直裂缝，面PEN-
Y税量奇以怪甫孚垂直裂缝马水平裂缝
从裂缝模型理论分析可以发现，由于裂缝闭合时裂缝平均宽度
g=cp
PKN GDK
= 3mE
Redial
在上式中应用了应变模量：E=
技术管理
通过建立裂缝中压力梯度和流速的关系，可以推得：
P.o
将裂缝柔度带入，可以求得压裂过程中净压力的关系是：
P._α (E>+*Kg)
h,
P_ α(E-Kg)
E
[5, 3
P._ αc(E>+*Kq)>
PKN GDK Redial
上述关系是可以看到在压裂施工过程中缝内净压力与领
体性质参数、要岩力学参数、施工参数之间的关系.这皇分析压要施工期间要缝延伸的主要理论依据。对于PKN模型可以看到断着裂缝扩展净压力在增加.对于GDK和轻向模型净压力随着裂缝的延伸面降值
2.3压裂过程的压力特征的物理意义
只压力共在演工期间可能出现的压力
图2.3所示给出
特征，根据2.2所述可以分析，如果施工过程中净压力稳定增长基本上符合PKN模式扩展规律，也就是说裂缝延伸遇到了较高
应力层，缝高限则较好，裂缝在长度
稳定延伸：如果压
级，奇能缝高稳定增
有长，也前能是磊层速失较天（如关然
基斗
裂缝开启
等原因），裂维延伸净压力的增长与涉失导致的压力降低基本平
过高的压力增长速度表明裂缝延伸受阻，例如延
进入高应
双缝端部砂、井高内痧堵等：净压力的降低可能是由
手翼缝进入了低应力层、或者是沟通了高涉透层、滤失量增大导致的，例如连通了断层区等，压力的降低基本上符合GDK模型极塑或径尚模型的护案模式，即裂缝在高度上延事较天，长度主爱展受限，
LOG(P)
格高导国要造程宁证
强高稳定增长天然器建开
LOG(t)
图2.3压裂延伸压力与裂缝发展 2.4压后压力降落分析方法
要维显伸量组
经培事受用
主力诺速丹高
压力势升高
净通新品或大乘白
对于压厉廖力降落过程的分析，采用Nolte经典分析方法，主要基于如下的假设：
(1)裂缝为二维模型，有恒定高度(2)注入停止后裂缝立即停止延伸，
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2014年2月
化置理95