水力压裂优化设计

2006年 11月 26日

1 压裂设计依据

1.1 井概况 1.2 测试解释结果 1.3 岩石学特征

对整个区块进行系统的岩石学研究。

1.4 粘土矿物特征与储层敏感性

粘土矿物成分及其分布方式研究，开展储层敏感性评价试验。

1.5 储层参数评估

压裂设计前，必须了解压裂侯选井的储层地质及构造情况、进行地层测试与评价、结合所在区块位置和井对应关系，以便设计出合理的、可靠的压裂施工参数。

1.5.1 地应力

地应力包括地应力的大小和方向，地应力在水力压裂设计中十分重要的位置。剖面上的地应力影响水力裂缝高度，平面上的地应力场影响施工压力和与井网的最优裂缝几何尺寸匹配关系。

目前，所涉及到的区块并没有对地应力分布进行研究，依据我国地应力特点从整体估计地应力状况。中国大陆板块受到外部两大板块的推挤，即印度板块每年以5cm的速度推挤和太平洋板块每年以数厘米的速度推挤，同时受到西伯利亚和菲律宾板块的约束。在这样的边界条件下，板块发生变形。据陈宗基预测，其最大水平主应力迹线将沿图示曲线延伸。

图1-1 我国地应力分布概图

据李方全研究，按行政区域划分：(1)中等构造应力区包括河北、山西、吉林延吉地区、辽宁南部、山东等；(2) 低构造应力区包括：江苏、浙江、黑龙江、吉林及内蒙古大部分地区。

水力压裂设计中，没有地应力资料和其它测试资料以判定人工裂缝方位，并结合水平主应力方向与井网部署确定压裂改造规模。但作为探井压裂，必须考虑到存在的附加风险，应将地应力适当高估。

1.5.2 岩石力学性质

岩石力学性质主要指储层、盖层和底层的杨氏模量、泊松比和断裂韧性值，它们对裂缝几何尺寸有很大的影响, 它可能决定了压裂的成功或失败。岩石力学性质可通过取心在实验室测试，由于储层岩石的非均质性、地面与储层条件的差异，测试结果与实际情况有一定出入。现场常用长源