地層裂縫測(cè)試

1、2021-9-241地層裂縫測(cè)試技術(shù)的研究與應(yīng)用地層裂縫測(cè)試技術(shù)的研究與應(yīng)用2021-9-242 地層裂縫測(cè)試技術(shù)是通過(guò)接收地層破地層裂縫測(cè)試技術(shù)是通過(guò)接收地層破裂時(shí)產(chǎn)生的微地震波信號(hào)來(lái)判斷人工裂裂時(shí)產(chǎn)生的微地震波信號(hào)來(lái)判斷人工裂縫的走向。用此方法測(cè)定壓裂井和高壓縫的走向。用此方法測(cè)定壓裂井和高壓注水井的裂縫走向與長(zhǎng)度，從而判斷高注水井的裂縫走向與長(zhǎng)度，從而判斷高壓注水井的水淹、水竄方向，水驅(qū)油效壓注水井的水淹、水竄方向，水驅(qū)油效率，并且確定注采井網(wǎng)的合理性。為布率，并且確定注采井網(wǎng)的合理性。為布置或調(diào)整好注采井網(wǎng)和注水強(qiáng)度提供重置或調(diào)整好注采井網(wǎng)和注水強(qiáng)度提供重要的理論依據(jù)。要的理論依據(jù)。2

2、021-9-243地層裂縫測(cè)試技術(shù)原理：地層裂縫測(cè)試技術(shù)原理：l水力壓裂與高壓注水造成的巖石破裂為張性破水力壓裂與高壓注水造成的巖石破裂為張性破裂，對(duì)于高壓注水井來(lái)說(shuō)，就是用高壓注水的裂，對(duì)于高壓注水井來(lái)說(shuō)，就是用高壓注水的力量，克服地層最小主應(yīng)力和巖石抗張強(qiáng)度即：力量，克服地層最小主應(yīng)力和巖石抗張強(qiáng)度即：ll其中：其中： 地層破裂壓力，地層破裂壓力，l地層最小主應(yīng)力，地層最小主應(yīng)力，l巖石抗張強(qiáng)度，巖石抗張強(qiáng)度，2021-9-244裂縫測(cè)試的原理裂縫測(cè)試的原理 假設(shè)地層中有一點(diǎn)假設(shè)地層中有一點(diǎn)PcPc破裂，它所產(chǎn)生的地震波向破裂，它所產(chǎn)生的地震波向四周傳播。我們?cè)谒乃闹苋∪c(diǎn)，有如下方程：

3、四周傳播。我們?cè)谒乃闹苋∪c(diǎn)，有如下方程： X X2 22 22 2 (1) (1) （0 0）2 2（2 2）2 2 2 2 (2) (2) （1 1）2 2（1 1）2 2 （1 1）2 2 (3) (3) （2 2）2 2（2 2）2 2（2 2）2 2 (4) (4) 其中其中X,YX,Y是是PcPc點(diǎn)的坐標(biāo)。點(diǎn)的坐標(biāo)。(X0,Y0),(X1,Y1),(X2,Y2)(X0,Y0),(X1,Y1),(X2,Y2)是周圍三點(diǎn)的坐標(biāo)，測(cè)出多是周圍三點(diǎn)的坐標(biāo)，測(cè)出多個(gè)個(gè)PcPc點(diǎn)，點(diǎn)，把這些把這些c c點(diǎn)標(biāo)在以壓裂井為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)點(diǎn)標(biāo)在以壓裂井為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)圖上，便可準(zhǔn)確得出地層開裂裂縫

4、的長(zhǎng)度和方位。圖上，便可準(zhǔn)確得出地層開裂裂縫的長(zhǎng)度和方位。 2021-9-245 續(xù)續(xù) 注入井孔的壓力達(dá)到注入井孔的壓力達(dá)到值時(shí)，地層就產(chǎn)生破值時(shí)，地層就產(chǎn)生破 （C）。 其中：其中：裂縫延伸壓力，裂縫延伸壓力， 巖石斷裂韌度，巖石斷裂韌度，m。 裂縫初始長(zhǎng)度，裂縫初始長(zhǎng)度，m2021-9-246壓裂測(cè)試的示意圖壓裂測(cè)試的示意圖2021-9-247主要技術(shù)指標(biāo)和性能特點(diǎn)主要技術(shù)指標(biāo)和性能特點(diǎn) 、該技術(shù)是錄取微地震波于地面套管測(cè)、該技術(shù)是錄取微地震波于地面套管測(cè)試法，允許監(jiān)測(cè)井有一定的背景噪音，采集試法，允許監(jiān)測(cè)井有一定的背景噪音，采集和計(jì)算較為方便。和計(jì)算較為方便。 、儀器本身不受井溫和井深壓

5、力的影響，、儀器本身不受井溫和井深壓力的影響，儀器工作較穩(wěn)定，不受人為因素的影響，測(cè)儀器工作較穩(wěn)定，不受人為因素的影響，測(cè)試速度快，成本低。試速度快，成本低。2021-9-248主要技術(shù)指標(biāo)和性能特點(diǎn)主要技術(shù)指標(biāo)和性能特點(diǎn)：(續(xù)續(xù)) 、測(cè)試時(shí)不用對(duì)井作業(yè)，又不、測(cè)試時(shí)不用對(duì)井作業(yè)，又不影響油、氣、水井生產(chǎn)，對(duì)地層也影響油、氣、水井生產(chǎn)，對(duì)地層也不產(chǎn)生污染，既方便又準(zhǔn)確。不產(chǎn)生污染，既方便又準(zhǔn)確。 、測(cè)定方位誤差在、測(cè)定方位誤差在2 2o o，裂縫長(zhǎng)，裂縫長(zhǎng)度誤差在度誤差在5 5米以內(nèi)。米以內(nèi)。2021-9-249 適用范圍適用范圍 適用于壓裂井和高壓注水井。適用于壓裂井和高壓注水井。2021-

6、9-2410現(xiàn)現(xiàn) 場(chǎng)場(chǎng) 應(yīng)應(yīng) 用用 該技術(shù)在中原油田探井壓裂，開發(fā)井壓裂、該技術(shù)在中原油田探井壓裂，開發(fā)井壓裂、老井壓裂，氣井壓裂等壓裂井共測(cè)試井次，老井壓裂，氣井壓裂等壓裂井共測(cè)試井次，對(duì)壓裂規(guī)模和壓裂方案起到了很重要的指導(dǎo)作對(duì)壓裂規(guī)模和壓裂方案起到了很重要的指導(dǎo)作用，對(duì)開發(fā)方案的制定提供了依據(jù)。另在中原用，對(duì)開發(fā)方案的制定提供了依據(jù)。另在中原油田高壓注水井共測(cè)試油田高壓注水井共測(cè)試5 5井次，判斷了水淹、井次，判斷了水淹、水竄方向，為注采井網(wǎng)的調(diào)整和提高動(dòng)用程度水竄方向，為注采井網(wǎng)的調(diào)整和提高動(dòng)用程度提供了依據(jù)。這項(xiàng)成果分別在采油一廠、采油提供了依據(jù)。這項(xiàng)成果分別在采油一廠、采油二廠、采油

7、三廠、采油四廠得到了廣泛的應(yīng)用二廠、采油三廠、采油四廠得到了廣泛的應(yīng)用并取得了重大經(jīng)濟(jì)效益。并取得了重大經(jīng)濟(jì)效益。2021-9-2411文文82塊應(yīng)用示例塊應(yīng)用示例 在文在文8282塊我們進(jìn)行了七口井的測(cè)試，塊我們進(jìn)行了七口井的測(cè)試，搞清了水淹、水竄方向，從而對(duì)調(diào)整該搞清了水淹、水竄方向，從而對(duì)調(diào)整該區(qū)塊注采井網(wǎng)，調(diào)整注水強(qiáng)度提供了依區(qū)塊注采井網(wǎng)，調(diào)整注水強(qiáng)度提供了依據(jù)，對(duì)提高注水波及面積和效率作出了據(jù)，對(duì)提高注水波及面積和效率作出了重要貢獻(xiàn)，同時(shí)我們還用判斷人工裂縫重要貢獻(xiàn)，同時(shí)我們還用判斷人工裂縫走向的其它輔助方法進(jìn)行了分析和試驗(yàn)，走向的其它輔助方法進(jìn)行了分析和試驗(yàn)，其結(jié)果和用裂縫測(cè)試技術(shù)

8、測(cè)試的結(jié)果一其結(jié)果和用裂縫測(cè)試技術(shù)測(cè)試的結(jié)果一致，并且在這一區(qū)塊取得了相當(dāng)好的經(jīng)致，并且在這一區(qū)塊取得了相當(dāng)好的經(jīng)濟(jì)效益。濟(jì)效益。2021-9-2412圖例圖例12021-9-2413圖例圖例22021-9-2414井網(wǎng)布局井網(wǎng)布局 一種注采井網(wǎng)是：一排注水井，一排采一種注采井網(wǎng)是：一排注水井，一排采油井；另一種井網(wǎng)是：一排注水井，兩油井；另一種井網(wǎng)是：一排注水井，兩排采油井，如圖排采油井，如圖3 3、圖、圖4 4所示兩種井網(wǎng)布所示兩種井網(wǎng)布局。局。2021-9-2415井網(wǎng)布局（續(xù)）井網(wǎng)布局（續(xù)） 推薦兩種注采井網(wǎng)布井，兩種井網(wǎng)都是推薦兩種注采井網(wǎng)布井，兩種井網(wǎng)都是以人工裂縫延伸方向各分以人

9、工裂縫延伸方向各分4545度的正方形度的正方形井網(wǎng)，注水井按人工裂縫延伸方向切割井網(wǎng)，注水井按人工裂縫延伸方向切割注水。注水井采油井都要進(jìn)行壓裂，在注水。注水井采油井都要進(jìn)行壓裂，在人工裂縫中形成高導(dǎo)流能力，注水井中人工裂縫中形成高導(dǎo)流能力，注水井中注入地層中的水，首先通過(guò)人工裂縫再注入地層中的水，首先通過(guò)人工裂縫再向兩側(cè)驅(qū)油，這兩種井網(wǎng)注水，可延長(zhǎng)向兩側(cè)驅(qū)油，這兩種井網(wǎng)注水，可延長(zhǎng)無(wú)水采油期，提高采油速度和最終采收無(wú)水采油期，提高采油速度和最終采收率。率。2021-9-2416圖例圖例3lmz:一排注水井一排采油井的井一排注水井一排采油井的井網(wǎng)網(wǎng)注水井采油井人工裂縫2021-9-2417圖例

10、圖例4lmz:一排注水井二排采油井的井一排注水井二排采油井的井網(wǎng)網(wǎng)注水井采油井人工裂縫2021-9-2418井網(wǎng)布局分析井網(wǎng)布局分析 井網(wǎng)的布局可通過(guò)相應(yīng)的油水井網(wǎng)的布局可通過(guò)相應(yīng)的油水井的生產(chǎn)情況來(lái)觀察，文井的生產(chǎn)情況來(lái)觀察，文82824141對(duì)對(duì)應(yīng)的井有應(yīng)的井有7272112112、72721919、82823939，文，文7272110110對(duì)應(yīng)的采油井有對(duì)應(yīng)的采油井有82822424、82822323、82822222，這幾口井，這幾口井的情況見表的情況見表2 2。2021-9-2419表2 油井生產(chǎn)情況表96年9月生產(chǎn)情況井號(hào)投 產(chǎn)日 期日液量t油量t含水率%72-12183.12.

11、222.81.642.972-1984.8.28關(guān)井關(guān)井關(guān)井82-3993.6.181.90.857.782-2493.5.33.00.195.682-2394.1.11.51.5082-2293.6.21.2202021-9-2420井網(wǎng)分析（續(xù)）井網(wǎng)分析（續(xù)） 從生產(chǎn)井情況看，文從生產(chǎn)井情況看，文82822323、文文82822222在注水井在注水井7272110110的東西向的東西向和南北向上，它們的含水率為零，和南北向上，它們的含水率為零，而在其它方向都有不同程度的含水而在其它方向都有不同程度的含水率，這和本研究分析的排列方向非率，這和本研究分析的排列方向非常一致，這種排列方式可延長(zhǎng)無(wú)

12、水常一致，這種排列方式可延長(zhǎng)無(wú)水采油期，水驅(qū)油效果好。采油期，水驅(qū)油效果好。2021-9-2421文82塊井位圖2021-9-2422實(shí)實(shí) 例例 結(jié)結(jié) 論論人工裂縫方位與最大水平主應(yīng)力方人工裂縫方位與最大水平主應(yīng)力方向一致，對(duì)于文向一致，對(duì)于文8282塊來(lái)說(shuō)，最大水塊來(lái)說(shuō)，最大水平應(yīng)力方向?yàn)楸蔽飨?。平?yīng)力方向?yàn)楸蔽飨?。油水井的排列?yīng)避開人工裂縫方位油水井的排列應(yīng)避開人工裂縫方位和原生裂隙走向，以?shī)A角和原生裂隙走向，以?shī)A角4545為宜，為宜，文文8282塊最好的排列方向?yàn)闁|西向。塊最好的排列方向?yàn)闁|西向。2021-9-2423在山西晉城的應(yīng)用在山西晉城的應(yīng)用 九七年我們受美國(guó)喬麥特公司和山九七年

13、我們受美國(guó)喬麥特公司和山西晉城礦物局的委托對(duì)山西晉城煤層氣西晉城礦物局的委托對(duì)山西晉城煤層氣田的口井進(jìn)行了十一井次的測(cè)試，對(duì)田的口井進(jìn)行了十一井次的測(cè)試，對(duì)不同煤層產(chǎn)生的裂縫形態(tài)、裂縫走向和不同煤層產(chǎn)生的裂縫形態(tài)、裂縫走向和裂縫長(zhǎng)度進(jìn)行了測(cè)試。受到了美國(guó)喬麥裂縫長(zhǎng)度進(jìn)行了測(cè)試。受到了美國(guó)喬麥特公司的好評(píng)，晉城礦物局也很滿意，特公司的好評(píng)，晉城礦物局也很滿意，當(dāng)有關(guān)技術(shù)報(bào)告上報(bào)給中國(guó)煤層氣中聯(lián)當(dāng)有關(guān)技術(shù)報(bào)告上報(bào)給中國(guó)煤層氣中聯(lián)公司時(shí)，受到了很好的評(píng)價(jià)并對(duì)該技術(shù)公司時(shí)，受到了很好的評(píng)價(jià)并對(duì)該技術(shù)產(chǎn)生了濃厚興趣，表示以后繼續(xù)讓我們產(chǎn)生了濃厚興趣，表示以后繼續(xù)讓我們搞下去。搞下去。2021-9-2424地層裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)總結(jié)地層裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)總結(jié)該技術(shù)對(duì)油水井生產(chǎn)影響較小，測(cè)試速度快。該技術(shù)對(duì)油水井生產(chǎn)影響較小，測(cè)試速度快。對(duì)地層不產(chǎn)生污染，可形成工業(yè)性監(jiān)測(cè)，對(duì)對(duì)地層不產(chǎn)生污染，可形成工業(yè)性監(jiān)測(cè)，對(duì)判斷水淹、水竄方向，提高注水效率以及判判斷水