[發明專利]一種砂巖儲層水力壓裂支撐劑參數的優化方法

有效

• 申請號: 201810203404.9
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108386179B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 陳遲;賴杰;郭建春;黎俊峰;黃楚淏;段華
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 霍春月

1.一種砂巖儲層水力壓裂支撐劑參數的優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、首先將待壓裂砂巖儲層的井筒資料、儲層基本物理性質、裂縫參數、儲層流體特征、生產參數輸入油氣藏產能模擬軟件中，模擬計算不同裂縫參數下儲層產能大小，確定該儲層生產所需最優裂縫導流能力；所用模擬軟件為Eclipse，在Case Definition模塊中定義模型求解基本參數；在Grid模塊中設置網格屬性；在PVT模塊中設置油氣水以及巖石PVT性質；在Initialization模塊中設置油藏模型初始化參數；在Schedule模塊中設置生產參數；

S2、采集砂巖儲層段的井下巖心，利用巖樣切割機制作多塊尺寸相同的原始方形巖板，尺寸為長176mm、寬36mm、高50mm；

S3、采用雕刻刀在原始方形巖板中部沿巖板長度方向預制劃痕，制得預制劃痕的方形巖板；

S4、將步驟S3中預制劃痕的方形巖板放入巖板劈裂裝置中；將巖板劈裂裝置放于壓力加載框架上，緩慢加壓直至預制劃痕的方形巖板破裂為一對具有粗糙表面形態的劈裂后巖樣；

S5、采用三維激光掃描儀獲取劈裂后巖樣表面粗糙形貌數據，并計算劈裂后巖樣表面粗糙度系數JRC；根據粗糙度系數JRC及其分布特征，選取一對最能代表該砂巖儲層水力壓裂裂縫表面形貌的劈裂后巖樣；

S6、利用線切割機將步驟S5中所選出的劈裂后巖樣兩端打磨為半圓弧，獲得符合API導流室形狀標準的巖樣；

S7、利用三維激光掃描儀獲取步驟S6中所述符合API導流室形狀標準的巖樣的上下兩個表面粗糙形貌數據，并將其分別導入3D打印機中，分別制作壓制人造砂巖巖樣上下兩個表面的制樣模具；

S8、對砂巖儲層段的井下巖心開展礦物組分分析和粒度分析；根據礦物組分、粒度分析結果，篩選并按配比稱取制作人造砂巖巖樣的所需礦物，再將硅酸鹽膠結劑與上述礦物充分混合均勻，得到制作人造砂巖巖樣的原料混合物；

S9、分別將步驟S7中所述的壓制人造砂巖巖樣上下兩個表面的制樣模具裝入人造巖樣制樣裝置，倒入步驟S8所述的制作人造砂巖巖樣的原料混合物，將制樣裝置送入壓力機中，加壓至10MPa并穩壓30min，分別制作含巖樣下表面粗糙形貌和含巖樣上表面粗糙形貌的人造砂巖巖樣；

S10、根據砂巖儲層地層壓力、最小水平主應力、有效應力系數、地層溫度確定支撐裂縫導流能力測試條件；閉合壓力采用公式（1）確定：

（1）

式中：σ_c——閉合壓力，MPa；

σ_h——最小水平主應力，MPa；

α——有效應力系數；

P_p——孔隙壓力，MPa；

S11、將步驟S9所述的含巖樣下表面粗糙形貌的人造砂巖巖樣和含巖樣上表面粗糙形貌的人造砂巖巖樣放入導流室中，并在其間鋪置支撐劑；將填裝好人造砂巖巖樣和支撐劑的導流室裝入導流能力測試裝置，對導流室加溫并加載閉合壓力，測試支撐裂縫導流能力；

S12、將步驟S1確定的該儲層最優支撐裂縫導流能力與步驟S11測得的不同支撐劑參數條件下支撐裂縫導流能力進行對比，最終選擇出最優支撐劑參數。

2.根據權利要求1所述的一種砂巖儲層水力壓裂支撐劑參數的優化方法，其特征在于，所述步驟S5，根據多對劈裂后巖樣表面粗糙度系數JRC分布特征，選取與粗糙度系數JRC平均值最接近的劈裂后巖樣表面代表該儲層水力壓裂裂縫表面形貌。