[發(fā)明專利]基于冰塊壓裂的可視化試驗方法

有效

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• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108716395B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 張廣清;趙輝
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B47/00;E21B47/002
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤

本發(fā)明提供了一種基于冰塊壓裂的可視化試驗方法，包括：試件制作步驟及壓裂試驗步驟；所述試件制作步驟包括：制作井筒并進行井筒密封；預制起裂裂縫；預制作天然裂縫；井筒及凍結步驟；所述壓裂試驗步驟包括：采用清水加入顏料配制壓裂液；將注液泵與回油桶、油水隔離器及手搖注射泵連接；向油水隔離器內注入壓裂液；測試管路；連接所述油水隔離器出液口與試件井筒；在試件主視、左視、俯視三個方向分別布置相機；調節(jié)注液泵循環(huán)以第二設定速率勻速泵注模式，設置第二保護壓力，進行注液。本發(fā)明可以直觀地觀測到壓裂后裂縫的擴展形態(tài)，避免壓裂后裂縫的原始形態(tài)遭到破壞，有效地克服現(xiàn)有對壓裂裂縫監(jiān)測技術中存在的缺陷。

技術領域

本發(fā)明是關于水力壓裂與斷裂力學領域，特別是關于一種基于冰塊壓裂的可視化試驗方法。

背景技術

水力壓裂是油氣田提高油氣采收率的一種主要措施，而室內的水力壓裂物理試驗模擬則是認識壓裂過程中裂縫擴展的重要手段。目前在對壓裂裂縫的監(jiān)測方面，傳統(tǒng)的方法雖然可行，但都具有一定的局限性，特別是在裂縫的直觀觀測上。例如：現(xiàn)有的一種觀測方法是將巖樣壓裂后用鋼鋸、鐵釬等工具將試樣劈開，從而觀測裂縫的形狀；這種觀測方法有兩個缺點：一是在劈裂試樣的過程中，原有的壓裂裂縫勢必會遭到破壞，或者在原有的裂縫基礎上產生新的裂縫，將會極大地影響實驗結果的準確性；二是在多裂縫的觀測方面，這種現(xiàn)有壓裂后的觀測方法是沿著主裂縫劈開試樣，其結果只能是對主裂縫面進行觀測，而其他的裂縫發(fā)育均遭到破壞。

除此之外，現(xiàn)有的實驗室內對裂縫的觀測手段主要還有：

1.利用聲發(fā)射技術監(jiān)測裂縫擴展過程和形態(tài)。該技術的雖然可以實時檢測裂縫的擴展情況，但是誤差較大，最終仍是利用計算機對實驗結果進行模擬，模擬結果不夠直觀。

2.超聲波監(jiān)測裂縫技術及沖擊回波法檢測技術等。該類技術的靈敏度高、速度快、成本低，但是只能監(jiān)測到裂縫的深度，裂縫的顯示不直觀，容易受到主客觀因素的影響。

3.利用CT掃描儀和紅外線熱成像等技術對裂縫進行監(jiān)測。該技術能夠直觀地觀測到裂縫的擴展形態(tài)，但成本較高，操作難度大。

發(fā)明內容

本發(fā)明實施例提供一種基于冰塊壓裂的可視化試驗方法，以直觀地觀測到壓裂后裂縫的擴展形態(tài)，避免壓裂后裂縫的原始形態(tài)遭到破壞，有效地克服現(xiàn)有對壓裂裂縫監(jiān)測技術中存在的缺陷。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了一種基于冰塊壓裂的可視化試驗方法，包括：試件制作步驟及壓裂試驗步驟；其中，

所述試件制作步驟包括：

制作井筒并進行井筒密封；

采用薄片粘貼于密封后的井筒的出液端口預制起裂裂縫；

預制作天然裂縫；

在一容器中注入沸騰純凈水，將所述井筒的下端浸入沸騰純凈水中，并對沸騰純凈水進行冷凍，形成冰塊壓裂試件；

所述壓裂試驗步驟包括：

采用清水加入顏料配制壓裂液；

將注液泵與回油桶、油水隔離器及手搖注射泵連接；

打開回油閥、油水隔離器、手搖注射泵連接閥及手搖注射泵注液閥，關閉油水隔離器出液閥，轉動手搖注射泵，向油水隔離器內注入壓裂液；

關閉所述回油閥、所述油水隔離器、所述手搖注射泵連接閥及所述手搖注射泵注液閥，打開所述油水隔離器出液閥，將壓裂設備的出液口放置于廢液桶內，啟動注液泵并調至循環(huán)以第一設定速率勻速泵注模式開始注液，并設置第一保護壓力直到壓裂液流出；

連接所述油水隔離器出液口與試件井筒；

在試件主視、左視、俯視三個方向分別布置相機進行三維動態(tài)拍照；