[發(fā)明專利]一種徑向井水力壓裂的實(shí)驗(yàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610843610.7
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN107869343A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖淑明;張丁涌;馮慶偉;張德崇;張偉;張淑娟;李敏;李小龍;郭天魁;田華東;劉蘭蘭;徐金漫;劉云磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司現(xiàn)河采油廠
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 濟(jì)南日新專利代理事務(wù)所37224
• 代理人: 董慶田

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油開采領(lǐng)域水力壓裂技術(shù)，具體地說是一種徑向井水力壓裂的實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

目前，徑向井引導(dǎo)水力壓裂的裂縫起裂和擴(kuò)展機(jī)理不明確，研究方法多為數(shù)值模擬，數(shù)值模擬不能真實(shí)反映地層情況。而真三維物模系統(tǒng)，多用于模擬普通射孔完井或裸眼完井，不能有效、準(zhǔn)確的模擬孔徑更大、孔長更長的徑向井。

經(jīng)過檢索，發(fā)現(xiàn)公開(公告)號103993877A，公開(公告)日2014-08-20，公開了一種徑向井壓裂測試裝置，包括：泵送單元，用于泵送攜砂液；透明模擬井筒，入口與泵送單元的出口連接，用于觀測沉砂規(guī)律；地層模擬管路，入口與透明模擬井筒的出口連接，用于模擬測試不同儲層條件下的徑向井筒或管柱摩阻；橫切縫模擬裝置，入口與地層模擬管路的出口連接，用于模擬測試徑向井壓裂形成的橫切縫內(nèi)的支撐劑沉降規(guī)律。本發(fā)明在徑向井摩阻測試過程中可使用攜砂液，且模擬了井壁的粗糙度和壓裂液的濾失過程，提高了摩阻測試的精確度和實(shí)用性，同時(shí)，還可通過透明模擬井筒觀測沉砂規(guī)律和通過橫切縫模擬裝置，測試濾失條件下，橫切縫內(nèi)的支撐劑沉降規(guī)律。上述公開文件跟本申請所要解決的技術(shù)問題以及技術(shù)方案，并不存在相似之處。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種徑向井水力壓裂的實(shí)驗(yàn)方法，以解決現(xiàn)有真三軸物模實(shí)驗(yàn)僅用水泥澆筑、預(yù)置鋼管模擬裸眼完井或射孔完井，與徑向井實(shí)際差異大、無法有效模擬徑向井壓裂的問題。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，一種徑向井水力壓裂的實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟：

制作立方體人造巖心作為試件；

將所述試件置于三軸應(yīng)力加載裝置中；

利用高壓泵對試件進(jìn)行高壓注入，壓開試件并形成裂縫；

壓裂后觀察裂縫形態(tài)。

在制作人造巖心時(shí)，先選取300mm×300mm×300mm的立方體模具，在模具中先豎立鋼管作為模擬井筒和橫置四氟管作為模擬徑向井道；經(jīng)過向模具中澆筑水泥漿，凝固脫模后得到立方體人造巖心；其中模擬井筒只有上端露出立方體人造巖心外，而模擬徑向井道全部橫置在立方體人造巖心內(nèi)同時(shí)與模擬井筒開設(shè)的徑向開孔相連通。

作為模擬徑向井道的四氟管的管壁上開設(shè)徑向的多個(gè)通孔，通孔相互之間進(jìn)行劃線處理。

作為模擬徑向井道的四氟管布置成單孔式或者垂向多孔式或者水平多孔式或者螺旋多孔式。

作為模擬徑向井道的四氟管外壁附有一層透水性紙膜。

所述三軸應(yīng)力加載裝置夾住立方體人造巖心前后左右四個(gè)面。

所述高壓泵連接在模擬井筒的上端口。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明能夠有效、準(zhǔn)確的模擬孔徑更大、孔長更長的徑向井的壓裂實(shí)驗(yàn)。

附圖說明

圖1為人造巖心剖面主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為人造巖心剖面俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為模擬徑向井道示意圖；

圖4、圖5、圖6、圖7分別為單孔、垂向多孔、水平多孔、螺旋多孔的布孔方式示意圖。

圖中：1、人造巖心；2、模擬徑向井道；3、模擬井筒；4、四氟管；5、打孔；6、劃線。

具體實(shí)施方式

有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，配合附圖說明如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。

根據(jù)圖1-圖7所示，一種徑向井水力壓裂的實(shí)驗(yàn)方法：

①制作尺寸為300mm×300mm×300mm的立方體人造巖心作為試件，澆注試件前預(yù)先用鋼管模擬井筒，經(jīng)過打孔、劃線處理的四氟管模擬徑向井道；所打的孔部分相互之間劃線，劃線為增加四氟管的透水性，沒有劃線的地方不相連處是為了保證四氟管的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可抵御水泥漿澆筑時(shí)不變形。②將所述試件置于三軸應(yīng)力加載裝置中；③高壓泵對試件進(jìn)行高壓注入，壓開試件并形成裂縫；④壓裂后觀察裂縫形態(tài)。

所述步驟①包括：通過將水泥漿注入模具制作人造巖心，同時(shí)預(yù)置模擬井筒及模擬徑向井道，澆注時(shí)注意需速度慢、力度輕，盡量保證模擬徑向井道無形變，位置無變化。試件澆筑完成后養(yǎng)護(hù)一定齡期即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。