水力压裂技术-第十章 压裂设计.pptx

第十章压裂设计水力压裂技术

简介压裂增产措施通常用来解决地层伤害和低渗储层提高产量与可动用储量、控制产水与防砂问题。要达到此目的需要应用不同的压裂设计技术。压裂设计评估技术对确定何种方法最优至关重要。压裂经济优化技术可用来进行该项评估。

简介经济分析一般概念贴现率表示资金的时间价值，它用来权衡相对于投资风险的项目投资回报率。现值表示在一定的贴现率下相对于目前时间的未来现金流量的总和（收入与支出）。净现值（NPV）反映的是项目本来现金流量现值与投资现值的差值。投资回报率（DROI）是指项目的净现值与在一定的贴现率下总投资的现值之比，DROI是投资项目有效性的一个重要衡量指标。

简介经济分析一般概念投资回报（ROI）指项目在不贴现条件下的现金流童与不贴现条件下投资总额的比值，它没有考虑资金的时间价值。回收期是项目累计现金流量等于零的时间，回收期没有考虑资金的时间价值和项目达到回收期后的现金流量的重新回收。收益率或利益率指数，是一种考虑了贴现影响的净现金流量的现值等于零时的复合利率，它类似于在当前情况下投资被当成了现金来回收。

简介NPV的设计固定费用已定条件下的各种压裂用量与砂浓度的NPV值如下：

简介NPV的设计图中曲线说明：中强度支撑剂总是最优的。在130000lbm以下，最大砂浓度10ppg最优；超过130000lbm,当砂浓度为14ppg时，经济效益最好。

设计考虑压裂设计

设计考虑经济优化压裂施工费用包括各种可变费用和与施工规模无直接关系的固定费用：（1）液体费用=美元/单位×单位液体。单位费用包括：①压裂液与添加剂；②配液费用；③运输、保管费用（通常含其它固定费用）

设计考虑经济优化（2）支撑剂费用=美元/单位×单位支撑剂。单位费用包括：①支撑剂；②支撑剂运输与保管费用；③支撑剂泵注费用。（3）水马力费用=美元/马力×注入排量×地面施工压力／40.8×马力系数

设计考虑经济优化（4）其他固定费用：①动迁费；②人员；③备井；④排液费用（连续油管，配液费用等，如果没有包含在单位液体费用中）

设计考虑压裂优化设计方法经济优化设计的基本方法如下：（1）选择适合地层的压裂液体系。（2）选择在闭合压力下能提供地层所需导流能力的支撑剂。（3）依据井口及管柱限压确定最大允许排量。优化的排量应当满足当排量增大时滤失减小、水马力提高。（4）在就地应力、实验室测试、测试压裂和测井分析的基础上，选择适合地层特征和压力动态的近似的裂缝扩展模型（拟三维或三维）。

设计考虑压裂优化设计方法经济优化设计的基本方法：（5）确定所选模型的输入数据。（6）通过前面的模拟确定裂缝穿透率及导流能力，或反过来模拟在所需的裂缝穿透率下的液量及砂量，确定优化的前置液百分数。（7）在特定的裂缝支撑长度及导流能力下确定压后产量及所选期限内的累计产量。（8）计算在一定贴现率下产量净收入的现值（例如所选期限内每一年的现值）。

设计考虑压裂优化设计方法经济优化设计的基本方法：（9）计算压裂液、支撑剂和水马力等总的压裂施工费用。（10）通过井净收益减去压裂费用，计算压裂净现值NPV。（11）增加裂缝长度重复计算前面的过程直到NPV值下降或达到最大裂缝长度。（12）绘制压裂NPV或其他经济指标与裂缝支撑长度的关系曲线可以看到，当NPV值随着裂缝支撑长度的增加开始下除时，累计产量仍继续上升。

设计考虑裂缝导流能力除压裂液残液的伤害外，裂缝中的支撑剂铺置浓度和破碎决定了油井生产过程中的导流能力。支撑剂的优化选择通过裂缝导流能力与附加费用或施工风险的潜在关系来进行。支撑剂性能、闭合压力、聚合物伤害、压差、沉砂和支撑裂缝宽度等因素都将影响裂缝导流能力。

设计考虑裂缝导流能力产量模拟中，裂缝导流能力常考虑为均匀的。随着裂缝模拟和产量模拟的发展，可以使导流能力分成水平(Bennett等人)与垂直（Poe等人）两个变量来模拟。垂直剖面上的两个区域受导流能力的不同标准影响（1）裂缝底部的砂堤区，支撑带宽度等于造缝裂缝宽度；（2）上覆混砂液高浓度区，闭合时该区的支撑宽度和高度受支撑剂浓度与闭合时间的影响。

设计考虑裂缝导流能力裂缝导流能力与支撑剂铺置的典型关系由图可知：提高支撑剂铺置浓度使支撑剂铺置成多层从而提高裂缝导流能力

设计考虑裂缝导流能力20/40目石英砂在裂缝中支撑剂铺置浓