基于数字岩屑技术的压裂优化设计

到目前为止，国内大多数页岩气井和致密气井水平井压裂采用的还是均匀分段分簇的简单几何等分方法，这种方法未考虑储层和岩性在横向上的非均质性，存在耗时长、成本高、效率低的问题。

水平井测井风险高，易造成昂贵的测井工具卡在井筒甚至脱落在井筒等危险情况的发生，再加上水平井测井成本高以及井孔条件限制造成测井数据很难采集齐全，因此以上这些因素就导致了测井不能很好地解决储层和岩性在横向上的非均质性问题。地震数据受分辨率的限制也不能解决这一问题；而XRD和XRF可以搞清地层在沿水平井井筒方向上的矿物和元素变化但得不到岩石结构信息。

根据经典的岩石物理和岩石力学理论，仅有岩石的矿物信息和元素信息还不能模拟出储层参数和岩石力学参数（杨氏模量、泊松比、剪切模量、拉梅常数、体积模量、岩石脆性指数和破裂压力等）,要得到这些参数还需要知道岩石的孔隙结构信息，如孔隙的大小和形状信息以及裂缝信息等，所以说解决储层和岩性在横向上的非均质性问题，既无法依赖测井数据和地震数据，也不能依赖XRD和XRF等录井方法。正因为它们都不能提供储层孔隙结构和地层岩石力学特征在横向上的变化信息，而这些参数恰恰是压裂方案优化设计所需要的极为重要的参数和信息，因此我们必须要独辟蹊径。

RoqSCAN技术为我们解决储层和岩性在横向上的非均质性问题提供了可能，RoqSCAN与传统XRD和XRF最大的区别在于其样品制作简单，除了能快速识别矿物成分和元素外，更重要的是它还能提供定量的岩石结构信息，如矿物在2D上的分布、孔隙形状、大小和分布等，故此利用这一技术可以帮助我们搞清楚地层和岩性在横向上的非均质性，从而对压裂进行设计优化，实现分段分簇合理划分，由此大幅度降低压裂成本，极大地提高页岩气、致密气等非常规能源的勘探和开发效率。

分段压裂优化设计的第一步是岩石力学参数模拟，与其它井场技术不同，我们的工程师可以将RoqSCAN处理过的岩心或岩屑样品的矿物和元素数据与岩石结构数据相结合，模拟出与测井数据高度一致的岩石力学参数曲线。其显著优势在于它没有昂贵的额外成本，只需要较低的RoqSCAN硬件成本和人工成本，避免了将电缆或其它测井工具置入钻孔的风险，并能补充或校正多条测井曲线资料。之所以说这一方法对水平井显得更为重要，是因为水平井测井不但成本高、数据可靠性差而且事故风险很大，因此基于RoqSCAN特色岩屑技术的岩石力学参数模拟就具有了非常重要的实际意义。

下面是一个应用RoqSCAN技术进行压裂优化设计的实例，井A和井B是同一井场相距不远的两口井，井A做了分段优化压裂，而井B仍使用传统的几何压裂（即逐段压裂）方法，利用岩屑分析的数据为井A设计了一套优化的压裂方案，并将两口井的投产数据进行比较。可以看出，井A的产量比井B提高了46%。

根据RoqSCAN数据计算脆性指数(BI)，以脆性指数为重要依据划分压裂

地面施工压力在不同类型的压裂段表现出不同的规律性，这一规律性为压裂施工的更顺利进行提供了可能

产量对比，RoqSCAN优化