理论

现场实例

讨论

在正式压裂处理之前进行小型压裂以确定压裂参数，如压裂液效率和滤失系数，这些参数用于标定和优化压裂处理设计方案。只有正确地推算出裂缝闭合压力，才能可靠地估算压裂液的滤失性。

理论

新的确定裂缝闭合压力的平衡测试法是一种注入测试法，类似于常规的注入/关井/压力降测试法。新方法不关井而是以低排量i2连续注入流体，开始处理时压力下降。由于i2比主压裂作业时的泵排量i1小得多，因此i2小于压裂液滤失率。当压裂液滤失率大于注入率时，裂缝体积和压力随时间降低。当裂缝体积下降到一定程度时裂缝趋于闭合，裂缝长度也随之缩减。压裂液滤失率将随时间减少，直到最后压裂液的滤失率等于注入率。这时裂缝体积达到稳定，井眼压力达到平衡并开始逐步上升，因为从这时起压裂液滤失率随时间下降而注入率保持不变。压裂液注入率与滤失率达到平衡时（teq）的最小压力即为平衡压力peq。在压力达到平衡后立即关井，测试结束。

平衡压力是裂缝闭合压力的上限。通过减去最后关井时的瞬时压力变化ΔPsi ，可以消除摩擦和扭曲成分。校正后的平衡压力(Peq －ΔPsi)与裂缝的闭合压力只相差裂缝中的净压力，由于注入率i2较小，净压力相对较小，因此校正后的平衡压力近似等于裂缝闭合压力。如果把校正后的平衡压力再减去净压力，则得到更准确的裂缝闭合压力。

现场实例

实例(1)。砂岩地层深9056～9191ft，净厚度115ft，渗透率0.07md。增产措施计划包括：平衡测试、压裂液效率测试（FET）和主支撑压裂作业。在平衡测试期间，i1=15bbl/min ，i2= 1.67bbl/min。基于压裂压力计算的裂缝闭合压力为7583psi。在平衡测试关井和FET关井后根据压力降推算的闭合压力分别为7570psi和7683psi。仅根据关井后的压力降数据推算的闭合压力具有多解性，只有在用平衡测试法确定了闭合压力之后，才能在压力降曲线上识别出正确的裂缝闭合点。

实例(2)。砂岩地层深5440～5487ft，净厚度38ft，渗透率0.02md。增产措施计划包括：平衡测试、FET、支撑压裂处理。i1=15bbl/min，i2=1.16bbl/min。i1注入时间tp为3min。由于压裂液的滤失率低，16min后才达到压力平衡。根据处理压力计算的裂缝闭合压力为4710psi；根据FET关井后压力降推算的闭合压力约为4751psi。推算结果与平衡测试结果具有很好的一致性。

实例(3)。在本次作业中，注入压裂液的目的不是为了确定裂缝闭合压力，而是一次支撑压裂作业前的导流处理，目的是在裂缝底部形成一个人工屏障。导流处理包括大排量泵入前置液，形成一定的裂缝长度，然后以低排量泵入砂浆，沉淀后形成屏障。由于作业过程恰好与平衡测试法类似，因此用平衡法分析导流处理期间记录的压力数据，推算裂缝闭合压力。根据处理压力数据计算的闭合压力为2901psi。在第一次注入、第二次注入和导流处理结束后，关井压力降分析推算的裂缝闭合压力分别为2950psi、3105psi和3130psi。

讨论

(1)注入率的选择。由于净压力变化在一定程度上对注入率变化敏感，因此i2/i1应尽可能小，当比值小于0.2时较好。如果裂缝延伸速度已知，则i2应大于或等于估算的裂缝延伸率。

(2)压裂液的选择。一般情况下，平衡测试法选用低粘度压裂液较好，这样裂缝中的净压力较低，从而能提高闭合压力的估算精度。对于高渗、高滤失性地层，i2相对较大，则要使用低滤失性压裂液，而不易使用延迟交联凝胶。

(3)注入时间。注入的压裂液体积必须足够大才能在目的层产生裂缝，但如果注入的压裂液太多，形成的裂缝过大，则将延长达到压力平衡的时间。在极致密的地层中，常规小型压裂后裂缝需要较长时间才能闭合。

(4)达到平衡的时间。现场观测发现井与井之间达到压力平衡所需的时间有极大差异。达到平衡所需时间是注入率、滤失率和裂缝体积的函数。如果i2很高而裂缝体积很小，则能很快达到压力平衡，但过快达到压力平衡会使测试分析产生困难。在致密地层中达到压力平衡所需的时间teq可能较长。