[發(fā)明專利]確定礫巖試件水力壓裂穿礫排量的試驗(yàn)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911058665.7
• 申請(qǐng)日: 2019-11-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110793861B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張廣清;徐常晫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): G01N3/12
• 分類號(hào): G01N3/12
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 張博;張印鐸

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N確定礫巖試件水力壓裂穿礫排量的試驗(yàn)方法及裝置，該方法包括如下步驟：獲取礫巖試件，在礫巖試件內(nèi)設(shè)置模擬井筒并預(yù)制起裂裂縫。對(duì)礫巖試件施加大小不等的三向圍壓應(yīng)力，以使預(yù)制起裂裂縫垂直于最小圍壓應(yīng)力方向。向模擬井筒內(nèi)注入預(yù)定排量的壓裂液壓裂礫巖試件，以得到礫巖試件的穿礫狀態(tài)。當(dāng)?shù)[巖試件的穿礫狀態(tài)達(dá)到預(yù)定狀態(tài)時(shí)，獲取該預(yù)定狀態(tài)下的壓裂液排量。本申請(qǐng)的確定礫巖試件水力壓裂穿礫排量的試驗(yàn)方法及裝置可在實(shí)驗(yàn)室條件下，通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到能夠使大部分裂縫發(fā)生穿礫擴(kuò)展的排量，從而減少礫石對(duì)裂縫擴(kuò)展的干擾作用。該方法流程簡(jiǎn)單，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析方法具有普適性，可以為礫巖水力壓裂現(xiàn)場(chǎng)施工提供參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于水力壓裂大型物理模擬試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種確定礫巖試件水力壓裂穿礫排量的試驗(yàn)方法及裝置。

背景技術(shù)

礫巖油藏在我國(guó)分布較為廣泛，且大部分礫巖油藏具有巖性變化大、孔隙度低、滲透性差、自然產(chǎn)能低以及非均質(zhì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，不易于油藏的開(kāi)采，需要通過(guò)壓裂等儲(chǔ)層改造手段進(jìn)行增產(chǎn)。而由于礫巖儲(chǔ)層中礫石的存在，壓裂改造過(guò)程中裂縫的擴(kuò)展易受到儲(chǔ)層中礫石的影響，裂縫的擴(kuò)展規(guī)律較為復(fù)雜，導(dǎo)致裂縫擴(kuò)展形態(tài)難以控制，且壓裂過(guò)程中易形成單一裂縫，造成改造體積小的問(wèn)題。而礫石對(duì)于水力壓裂的影響主要體現(xiàn)在不同條件下裂縫遇到礫石會(huì)出現(xiàn)不同的擴(kuò)展方式。在多種擴(kuò)展方式中，穿礫的擴(kuò)展方式能夠使裂縫保持原來(lái)的延伸方向繼續(xù)擴(kuò)展，在一定程度上降低了礫石對(duì)裂縫擴(kuò)展的影響。

在礫巖儲(chǔ)層的水力壓裂施工中，排量是影響水力裂縫擴(kuò)展方式的主要因素之一，同時(shí)也易于改變和控制。如果可以通過(guò)控制排量的方式使盡可能多的水力裂縫進(jìn)行穿礫擴(kuò)展，就可以降低礫石的干擾作用，進(jìn)而加強(qiáng)對(duì)裂縫擴(kuò)展形態(tài)的控制。但是，對(duì)于水力排量的控制目前尚未有有效的解決辦法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種確定礫巖試件水力壓裂穿礫排量的試驗(yàn)方法及裝置，其可在實(shí)驗(yàn)室條件下，得到能夠使大部分裂縫發(fā)生穿礫擴(kuò)展的排量，從而減少礫石對(duì)裂縫擴(kuò)展的干擾作用。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種確定礫巖試件水力壓裂穿礫排量的試驗(yàn)方法，包括如下步驟：

獲取礫巖試件，在所述礫巖試件內(nèi)設(shè)置模擬井筒并預(yù)制起裂裂縫；

對(duì)所述礫巖試件施加大小不等的三向圍壓應(yīng)力，以使所述預(yù)制起裂裂縫垂直于最小圍壓應(yīng)力方向；

向所述模擬井筒內(nèi)注入預(yù)定排量的壓裂液壓裂所述礫巖試件，以得到所述礫巖試件的穿礫狀態(tài)；

當(dāng)所述礫巖試件的穿礫狀態(tài)達(dá)到預(yù)定狀態(tài)時(shí)，獲取該預(yù)定狀態(tài)下的壓裂液排量。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟向所述模擬井筒內(nèi)注入預(yù)定排量的壓裂液壓裂所述礫巖試件，以得到所述礫巖試件的穿礫狀態(tài)過(guò)程中，包括：

以初始排量注入所述模擬井筒，得到所述礫巖試件的第一穿礫狀態(tài)；

以第二排量注入所述模擬井筒，得到所述礫巖試件的第二穿礫狀態(tài)；

以第(n-1)排量注入所述模擬井筒，得到所述礫巖試件的第(n-1)穿礫狀態(tài)；

以第n排量注入所述模擬井筒，得到所述礫巖試件的第n穿礫狀態(tài)；

其中，初始排量第二排量第(n-1)排量第n排量。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟向所述模擬井筒內(nèi)注入預(yù)定排量的壓裂液壓裂所述礫巖試件，以得到所述礫巖試件的穿礫狀態(tài)過(guò)程中，包括：

在壓裂所述礫巖試件后，對(duì)所述礫巖試件進(jìn)行切割，以得到所述礫巖試件的穿礫狀態(tài)。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在獲取礫巖試件的步驟中包括：