[實用新型]水力壓裂裂縫形態的確定系統

有效

• 申請號: 201821687515.3
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN209400451U
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 鄒雨時;李四海;曹桐;馬新仿;李寧;陳銘;張兆鵬;王中一
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08;E21B43/26
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 吳會英;劉芳

本申請公開了一種水力壓裂裂縫形態的確定系統，該系統包括：核磁共振儀器、真空密封室。其中，真空密封室，用于使放置其中的壓裂后巖石試樣被白油完全飽和。核磁共振儀器，用于檢測所述被白油完全飽和的壓裂后巖石試樣的裂縫形態。運用本系統，通過核磁共振儀器檢測被白油完全飽和的壓裂后巖石試樣，核磁共振成像結果中顯示含白油的區域，代表壓裂后巖石試樣中宏觀裂縫和/或微裂縫的位置，從而獲得壓裂后試樣形成的裂縫形態，為研究水力壓裂裂縫擴展機理和定量評價水力壓裂裂縫復雜程度奠定了基礎。

技術領域

本申請涉及油氣田開發中的水力壓裂增產技術，尤其涉及一種水力壓裂裂縫形態的確定系統。

背景技術

水力壓裂改造技術是實現非常規油氣田經濟高效開采的重要技術手段。水力壓裂就是利用地面高壓泵，通過井筒向油層擠注具有較高粘度的壓裂液。當注入壓裂液的速度超過油層的吸收能力時，則在井底油層上形成很高的壓力，當這種壓力超過井底附近油層巖石的破裂壓力時，油層將被壓開并產生裂縫。這時，繼續不停地向油層擠注壓裂液，裂縫就會繼續向油層內部擴張。為了保持壓開的裂縫處于張開狀態，接著向油層擠入帶有支撐劑(通常石英砂)的攜砂液，攜砂液進入裂縫之后，一方面可以使裂縫繼續向前延伸，另一方面可以支撐已經壓開的裂縫，使其不致于閉合。再接著注入頂替液，將井筒的攜砂液全部頂替進入裂縫，用石英砂將裂縫支撐起來。最后，注入的高粘度壓裂液會自動降解排出井筒之外，在油層中留下一條或多條長、寬、高不等的裂縫，使油層與井筒之間建立起一條新的流體通道。壓裂之后，油氣井的產量一般會大幅度增長。

近年來隨著非常規油氣資源成為全球油氣生產的重要組成部分，有必要對不同地質條件和應力條件下壓裂施工產生的裂縫進行機理性研究。在實驗室條件下，水力壓裂模擬實驗可以模擬油田水力壓裂過程，巖石試樣經過水力壓裂模擬實驗后產生宏觀裂縫和微裂隙。對裂縫形態進行精確的描述對于充分認識壓裂改造效果尤為重要。

目前，實驗室內確定壓裂裂縫形態的方法主要采用聲發射監測、CT掃描等方法。其中，現有方法一中，通過聲波到時識別聲波數據進行分析，對有效聲發射信號進行震源機制分析及聚類分析，獲得張性裂縫和剪切裂縫空間分布規律。現有方法二中，通過CT掃描儀和原位加壓裝置，根據實時的壓力數據、不同壓力下對應的軸向壓縮量以及對應的三維數據圖像，對受試樣品的裂縫發育形態進行檢測。可見，現有技術均不能精確描述水力壓裂裂縫的空間形態，且不能展現壓裂形成的微裂隙。同時，對于尺寸較大的巖石試樣，由于當前檢測儀器尺寸的限制，現有技術也不能夠對其進行壓裂后裂縫形態分析。

實用新型內容

有鑒于此，本申請實施例提供了一種水力壓裂裂縫形態的確定系統及方法，用來精確定位壓裂后巖石試樣的裂縫形態，從而為研究水力壓裂裂縫擴展機理和定量評價水力壓裂裂縫復雜程度奠定了基礎。

因此，第一方面，本申請實施例提供一種水力壓裂裂縫形態的確定系統，包括：

核磁共振儀器、真空密封室；其中，

所述真空密封室，用于使放置其中的壓裂后巖石試樣被白油完全飽和；

所述核磁共振儀器，用于檢測所述被白油完全飽和的壓裂后巖石試樣的裂縫形態。

在一種可能的實現方式中，本申請實施例提供的上述系統中，所述真空密封室，包括：真空泵、密封室及油泵；

所述真空泵與所述密封室通過氣管連通，所述油泵與所述密封室通過油管連通；

所述真空泵，用于將所述密封室抽成真空狀態；

所述油泵，用于向被抽成真空狀態的密封室內注入白油。

在一種可能的實現方式中，本申請實施例提供的上述系統中，所述真空密封室，還包括：第一閥門；

所述第一閥門設置在所述密封室上，并與所述氣管連接；

所述真空泵通過所述第一閥門與所述密封室連接。