DAS与DTS光纤测试技术在水平井中的应用

随着非常规油气资源深入开发,大规模水力压裂技术不断进步,压后裂缝形态精细刻画的需求变得日益迫切。分布式光纤监测系统包括声波监测(DAS)和温度监测(DTS),其作为井筒监测手段在油气钻采中得到工业化应用。DAS主要应用于监测井内流体、起裂点及微震事件点,通过解释DAS监测数据,计算储层改造体积、刻画裂缝形态、判断裂缝走...     

国外页岩气井水力压裂裂缝监测技术进展

由于页岩气储层呈低渗物性特征,需要进行储层改造才能获得工业价值的天然气流。页岩气储层经过水力压裂产生的人工裂缝是页岩气产出的主要通道,通过裂缝监测手段可以确定裂缝的延伸特征,利用这些信息优化压裂设计,实现页岩气藏管理的优化。通过调研分析国外文献,可知目前国外常用的页岩气井水力压裂裂缝监测主要有直接近井筒裂缝监测、井下微地震监测方法、测斜仪监测和分布式声传感裂缝监测,对比分析了这几种裂缝监测方法的监测能力和适应性。在这些压裂监测技术中直接近井筒裂缝监测技术只作为补充技术,井下微地震裂缝监测是目前应用最广泛、最精确的方法,测斜仪裂缝监测的应用也比较广泛但无法用于深井,分布式声传感裂缝监测在2009年首次用于现场压裂监测还处于起步阶段。先进页岩气井水力压裂裂缝监测技术的应用大大增加了水力压裂增产措施的有效性和经济性。     

一种全新的水力压裂诊断方法:光纤传感监测技术

<正>哈里伯顿公司开发的水力压裂诊断方法 FiberWatch~光纤传感监测技术能用于水平分支井水力压裂监测,还能用于各种不同阶段的井眼动态监测、重油热采井及海上深水油气井的井下永久监测等。FiberWatch~包括FiberLog~(TM)电缆技术、分布式光纤温度传感技术DTS(Distributed Temperature Sensing)、分布     

基于分布式光纤声传感的油气井工程监测技术应用与进展

为保障油气井全生命周期全井段实时监测,引入了分布式光纤传感技术。根据分布式光纤传感技术基本原理将其分为分布式光纤温传感(DTS)技术和分布式光纤声传感 (DAS)技术,并对二者进行了对比,指出DAS技术具有高精度、长距离监测、高信号强度等优点。介绍了分布式光纤声传感技术的监测原理、光纤结构和安装方式,调研了DAS技术在石油领域——地震、油气井生产和注入、水力压裂、生产出砂、管柱泄露、井筒完整性等领域的研究和应用,提出DAS技术将有望成为一种可实时监测油气井全生命周期的经济型监测技术。该研究可为制定合理的开采方案、提高作业的安全性、降低油气田开发成本提供借鉴。     

光纤传感技术在昭通山地页岩气勘探开发实践中的应用进展

光纤既是传输介质又是传感器,具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、耐腐蚀和高灵敏度等先天优势,因其分布式/准分布式监测的特性而适用于油气井的多参数实时评估和动态监测。基于分布式光纤传感技术,主要介绍了分布式声波传感(DAS)和分布式温度传感(DTS)在昭通国家级示范区页岩气勘探开发中的应用进展,包括了VSP井地联采和DAS/DTS动态监测技术,系统分析了井下光纤采集处理解释的特殊性和优势。实际应用结果表明,在VSP井地联采中,相对于传统检波器接收,光纤DAS接收具有高密度、全井段等优势,可以准确地提取地层的吸收衰减系数以及井驱参数,从而有助于地面地震高精度成像;同时,由于光纤能长期布设于井中,因而可以动态监测生产井的温度和声波响应变化,进而指导页岩气的开发和生产,具有很好的应用前景。     

水力压裂微地震裂缝监测技术及其应用

水力压裂形成的裂缝渗透率和导流能力是影响压后效果的重要因素。利用裂缝监测技术可以分析裂缝扩展规律．优化指导压裂设计。由于该技术可监测裂缝生成、评价压裂效果,为调整压裂设计和油气田开发方案提供参考依据．对低渗透油藏增产具有十分重要的意义。文中首先阐述了水力压裂微地震裂缝监测技术的原理和特点．其次结合某油田水力压裂微地震资料,通过反演微地震震源位置信息,推断出每次压裂产生的裂缝参数,并进行了水力压裂裂缝发育和演化的过程预测．研究结果表明,水力压裂微地震裂缝监测技术可以用于指示裂缝位置、分析裂缝发育情况,并辅助微地震位置精确反演,指导水力压裂施工作业。     

井下微地震监测技术在公003-H16井水力压裂中的应用

井下微地震监测技术是目前国际上公认的最先进的裂缝监测技术,利用该技术对公003-H16井水力压裂裂缝形态进行了监测。井下微地震监测结果与压裂施工曲线进行紧密结合后,对及时优化压裂参数、实时调整施工方案提供了重要依据。井下检波器监测到的最远微地震事件信号距离检波器达到950m,监测结果清晰地反映了压裂井地层地应力方向与大小,地层非均质性,水力压裂产生的裂缝方位、缝长、缝高、缝宽等参数,为该区块以后油井的部署与储层改造提供了重要参考。     

水平井分段压裂注液过程中温度分布预测

近年来，光纤分布式温度传感器（DTS）越来越多地用于水平井压裂动态监测，拟解决在水平井分段压裂过程中普遍面临的人工裂缝起裂位置不明、压裂液去向未知、裂缝扩展形态不清、压裂效果难以评价等技术难题，而温度预测模型是基于DTS监测进行压裂诊断的基础，但目前定量预测水平井压裂过程中的温度分布仍是一项巨大挑战。在考虑多种微量热效应的基础之上，建立了一套水平井分段压裂温度分布预测模型，并完成模型耦合求解，采用建立的温度模型，分别模拟了一口水平井常规压裂和分段多簇压裂时的温度分布，分析了水平井分段压裂过程中温度分布特征，明确了压裂液排量、地层滤失系数、裂缝宽度及裂缝高度对温度分布的影响规律。该研究成果为实现基于DTS监测诊断压裂动态、识别裂缝起裂、分析压裂液去向提供了理论支撑，对于压裂水平井改造效果评价和压裂设计优化具有重要意义。     

零污染压裂示踪诊断技术在长庆低渗透油田的应用

压裂是长庆低渗透油田储层改造的主要技术手段,人工裂缝监测获得准确的裂缝特征参数,对于优化压裂设计、促进压裂技术进步显得尤为重要。前期的各种裂缝监测方法不同程度地具有一定的局限性,为了获得准确的裂缝特征参数、更加有效地评价水力压裂措施效果,引进了零污染压裂示踪诊断技术,该技术采用零污染示踪剂配以先进的示踪成像测井技术。现场应用表明,该技术能够比较清晰直观地反映压裂后裂缝的扩展规律、支撑缝高和缝宽,以及近井地带裂缝中支撑剂的铺置等情况,并能为压后效果评价以及压裂优化设计提供很好的参考依据。     

水平井压裂多裂缝扩展诱发光纤应变演化机理

在平面三维多裂缝扩展模型基础上,构建了压裂监测井光纤应变与应变率的计算模型,提出了水平井压裂多裂缝扩展诱发光纤应变正演计算方法.基于该方法,开展了水平井压裂多裂缝扩展诱发光纤应变与应变率数值模拟分析,结果表明,裂缝扩展诱发光纤应变演化可分为应变增强、收缩汇聚和直线状汇聚3个阶段;应变率演化可分为应变率增强、收缩汇聚、直...     

水平井分段压裂井下微地震裂缝监测技术应用

井下微地震裂缝监测技术是通过安放在邻井中的检波器来监测正在压裂井在压裂过程中诱发的微地震波来描述压裂过程中裂缝延伸的几何形状和空间展布。它能实时提供压裂施工产生裂缝的高度、长度和方位角,利用这些信息可以分析裂缝延伸状态,为现场及时调整压裂方案以及下一步优化井网部署提供依据。     

井下微地震监测技术在页岩气“井工厂”压裂中的应用

通过井下微地震监测可以获得页岩气井压裂过程中水力裂缝的展布方向、波及长度和地层破裂能量,从而指导压裂方案的实时调整,增大压裂改造体积。为此,威202井区5个平台进行页岩气“井工厂”压裂施工时,应用井下微地震监测技术进行了裂缝监测。在介绍井下微地震监测技术基本测量原理的基础上,以威202井区A平台6口井的应用为例,详细介绍了该技术在有效识别地层中潜在天然裂缝、监测暂堵转向体积压裂效果、指导射孔参数优化等方面的机理与效果。研究表明,应用井下微地震监测技术可以增大页岩气储层改造体积,提高储层均匀改造程度,这对于页岩气的经济有效开发具有重要作用。      

智能完井温度监测技术在油气田开发中的应用及理论模型研究进展

智能完井条件下的温度监测技术发展历程特别是最新的温度监测理论模型的研究现状,可为井下温度监测技术的进一步应用和深入开展理论研究提供参考。目前油田使用的主流温度传感器包括永久式井下电子压力/温度计和分布式光纤温度传感器2种类型,其中分布式光纤温度传感器由于其特别的环境适应性和采集温度数据的分布式特点使其应用更广泛。温度监测技术的6大应用主要包括气举监测、流动剖面解释、气水锥进诊断、稠油热采监测、增产作业监测评价和储层物性参数反演分析等,其中增产作业监测评价和储层物性参数反演分析2个领域的理论研究进展迅速,不仅研究了温度试井的理论分析方法,而且在传统温度监测模型的基础上,针对水平井多级多簇压裂监测的具体情况进行了大幅度的改进,实现了温度模拟和压裂评估反演的双重功能。     

地面测斜仪压裂裂缝监测技术及应用

了解压裂裂缝的产状、方位和倾角等参数对合理布置井网、优化压裂设计、科学设计井筒轨迹等具有重要意义。在水力压裂中,裂缝诊断技术是人们认识和评价压裂裂缝扩展的重要手段。地面测斜仪水力裂缝监测技术是常用的裂缝监测技术之一,可用来确定裂缝的形态、方位和倾角。针对火山岩储层压裂裂缝复杂的问题,采用地面测斜仪压裂裂缝监测技术对火山岩储层1口水平井压裂裂缝进行了监测,结果表明,火山岩储层压裂裂缝形态复杂,具有垂直缝、垂直缝和水平缝相交的复杂缝以及多裂缝等特征,因此,在压裂设计中,应充分考虑裂缝的复杂性,为优化压裂设计和布置井网提供指导。     

页岩气井压裂套管变形机理及物理模拟分析

页岩气压裂开发诱发断—裂剪切滑移导致套管剪—压变形的套变机理较合理地解释了各种套变现象，但一直缺乏物理模拟实验的验证。为此，利用自主研制的压裂套变物理模拟实验系统，建立了含裂缝面露头岩样压裂套变物理模拟实验方法，对含裂缝面的露头岩样在不同地应力状态类型和天然裂缝倾角条件下进行了物理模拟，并分析了压力变化和声发射特征，明确了压裂过程中水力裂缝与天然裂缝交互作用规律，验证了天然裂缝面滑移剪切套管变形的机理。研究结果表明：(1)在有天然裂缝存在的情况下，不同应力状态会改变水力裂缝扩展方向。走滑断层地应力状态下，水力裂缝容易发生偏转，产生剪切破裂；正断层地应力状态下，水力裂缝容易发生偏转和穿透，主要以扩张破裂为主。(2)地应力状态和天然裂缝倾角是影响天然裂缝面滑移错动的主控因素。走滑地应力状态类型下天然裂缝面容易发生滑移剪切套管发生变形；天然裂缝与库伦破裂面越接近，越容易发生滑移错动造成套管变形。结论认为，页岩气井压裂套管变形的物理模拟分析揭示了页岩气井压裂套变机理，为套变预测和防治提供了理论依据，对指导页岩气工程技术实践具有重要意义。     

电位法裂缝监测技术在浅层火山岩油藏水力压裂中的应用

以电位法裂缝监测技术在克拉玛依油田J230井区石炭系火山岩油藏水力压裂过程中的应用为例,利用监测结果对压裂效果、裂缝产状等进行分析评价,同时结合井口压力监测可获得闭合压力、液体滤失系数、液体效率等数据,为该类油藏压裂优化设计,措施方案优选,注采单元的整体治理及提高采收率提供了参考依据。     

稳定电场压裂裂缝监测技术

在压裂施工时,对压裂施工井加载稳定电压电场,同时在地面设计和布置测点时,监测地面测点和压裂井筒间的电位差。由于井筒和压裂裂缝中充满良导体,内部电位处处相等,相当于监测地面与裂缝前端电位差。在自主研发的高精度电位法监测仪基础上,利用这种监测工艺和方法,能够实时监测压裂裂缝起裂点每个时刻的裂缝方位和长度,监测数据解释结果清晰地显示了裂缝在地层中的整个发育过程。同时,多井监测结果显示,在压裂过程中,压裂裂缝主要发育单裂缝、相邻的双裂缝和网状裂缝,形成了稳定电场压裂裂缝监测技术。该技术也可以应用于注水、调剖等油田储层开发过程。     

井下微地震裂缝监测技术在水平井分段压裂中的应用

井下微地震裂缝监测技术是通过安放在邻井中的检波器来监测正在压裂井在压裂过程中诱发的微地震波来描述压裂过程中裂缝延伸的几何形状和空间展布。川西气田水平井开展分段压裂井下微地震裂缝监测,监测数据表明多级多簇压裂工艺能够在一个封隔段内压开多条裂缝,但是在一个封隔段只形成一条主裂缝,为进一步优化多级多簇压裂方案提供了依据。     

地面测斜仪在长庆油田裂缝测试中的应用

准确获取水力裂缝的方位、尺寸等参数对长庆低渗透油气田开发具有重要意义,地面测斜仪测试方法是目前国际上公认的最为先进的裂缝监测技术之一,它采用高灵敏度的仪器监测压裂裂缝对大地造成的变形,运用地球物理反演计算来确定裂缝方位、倾角及产状。与同类方法相比,地面测斜仪能准确测量裂缝的方位和产状。介绍了地面测斜仪测试机理、安置要求、技术指标。长庆油田在国内首次引进地面测斜仪监测技术并在苏里格气田和榆林气田试验2口井,获得了水力裂缝方位NW70°左右,并且裂缝存在约20%的水平分量。通过应用地面测斜仪监测技术,进一步认识到了水力裂缝延伸的复杂性,提高了压裂设计针对性和水平。     

径向井辅助水力压裂引导裂缝扩展数值模拟

径向井辅助水力压裂引导裂缝扩展是一项新兴的油气增产技术,已在低渗透油田中进行了先导性应用。为明确不同因素对径向井引导裂缝扩展的影响,利用ABAQUS扩展有限元法建立了径向井辅助水力压裂模型,采用导向因子作为评价指标对各影响因素进行分析,并通过物理模拟实验进行了验证。结果表明：径向井对裂缝的扩展起到一定的引导作用,裂缝首先沿径向井方向起裂并扩展,然后逐渐向最大主应力方向偏转;径向井方位角、水平地应力差和压裂液排量是影响径向井引导裂缝扩展的3个主要因素;径向井方位角小于45°,水平地应力差小于6MPa时,径向井具有明显的引导裂缝扩展效果;径向井对裂缝扩展的有效引导需要满足一定的排量,排量太小会导致裂缝过早向最大主应力方向偏转;杨氏模量和压裂液黏度主要影响裂缝长度和宽度,泊松比的变化对引导裂缝扩展影响不大;物理模拟实验和数值模拟结果得到的径向井引导裂缝扩展形态趋于一致,证明了数值模型的准确性。该研究为径向井辅助水力压裂技术的发展提供了技术支撑。