[發明專利]粗糙水力裂縫內支撐劑參數的確定方法、裝置和設備

有效

• 申請號: 202010601935.0
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111795915B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 梁天博;周福建;魏東亞;楊凱;左潔;白冰洋;曲鴻雁;李奔;胡曉東;姚二冬;李秀輝
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京);北京科麥仕油田化學劑技術有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;E21B43/267
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 周達;劉飛

1.一種粗糙水力裂縫內支撐劑參數的確定方法，其特征在于，包括：

獲取多對壓裂后的巖塊樣本、巖板樣本和各個壓裂后的巖塊樣本中裂縫的粗糙表面形貌數據，其中，每對壓裂后的巖塊樣本與巖板樣本的裂縫表面粗糙度相同；

將多個巖塊樣本中裂縫的粗糙表面形貌數據分別導入到3D打印機中，得到多塊可視化裂縫模具；

利用所述多塊可視化裂縫模具分別在多個預設支撐劑參數下進行鋪砂，得到多組在各個預設的裂縫表面粗糙度影響下的鋪砂結果；

利用多個巖板樣本分別在對應的可視化裂縫模具使用的多個預設支撐劑參數下進行鋪砂后的導流能力測試，得到多組在各個預設的裂縫表面粗糙度影響下的裂縫導流能力；其中，所述導流能力測試是基于所述多組在各個預設的裂縫表面粗糙度影響下的鋪砂結果進行的；

根據所述多組在各個預設的裂縫表面粗糙度影響下的鋪砂結果、裂縫導流能力，確定所述各個預設的裂縫表面粗糙度對應的最佳支撐劑參數；

其中，根據所述多組在各個預設的裂縫表面粗糙度影響下的鋪砂結果、裂縫導流能力，確定所述各個預設的裂縫表面粗糙度對應的最佳支撐劑參數，包括：

獲取進行鋪砂和導流能力測試所用的所述多個預設支撐劑參數、泵注排量和砂比；

利用所述多個預設支撐劑參數、泵注排量和砂比進行軟件模擬，得到在各個預設的裂縫表面粗糙度影響下砂堤形態模擬值和鋪砂結束時的裂縫導流能力模擬值；

將所述多組在各個預設的裂縫表面粗糙度影響下的鋪砂結果、裂縫導流能力與所述砂堤形態模擬值、鋪砂結束時的裂縫導流能力模擬值進行對比，確定各個預設的裂縫表面粗糙度對應的最佳支撐劑參數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，獲取多對壓裂后的巖塊樣本、巖板樣本和各個壓裂后的巖塊樣本中裂縫的粗糙表面形貌數據，包括：

獲取多個正方體巖塊、多個長方體巖板和多個預設裂縫表面粗糙度；

根據目標儲層段的儲層條件，利用真三軸壓裂裝置對所述多個正方體巖塊分別進行壓裂，得到多個具有不同粗糙度裂縫的壓裂后的巖塊；

根據目標儲層段的儲層條件，對所述多個長方體巖板按照預制好的劃痕進行加壓劈裂，得到多個具有不同粗糙度的裂縫的壓裂后的巖板；

采用巖石激光掃描儀分別對所述巖塊和巖板的裂縫表面進行掃描，得到各個壓裂后的巖塊和巖板中裂縫的粗糙表面形貌數據；

根據所述各個壓裂后的巖塊和巖板中裂縫的粗糙表面形貌數據，確定與所述多個預設裂縫表面粗糙度匹配的多對壓裂后的巖塊樣本、巖板樣本。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述多塊可視化裂縫模具分別在多個預設支撐劑參數下進行鋪砂，得到多組在各個預設的裂縫表面粗糙度影響下的鋪砂結果，包括：

獲取目標儲層段的施工方案、混砂罐的容積和多個預設支撐劑參數中的目標支撐劑參數；

根據所述施工方案確定目標泵注排量和目標泵注排量下的目標砂比；

根據所述混砂罐的容積確定壓裂液的體積，并根據所述目標砂比確定在所述目標支撐劑參數下的支撐劑質量；

在將所述多塊可視化裂縫模具分別放置在鋪砂裝置中后，將根據所述壓裂液的體積和所述支撐劑質量稱量好的壓裂液和支撐劑在混砂罐中進行攪拌，得到攜砂液；

根據所述目標泵注排量，利用輸砂泵和所述攜砂液進行鋪砂，得到在各個預設的裂縫表面粗糙度影響下根據所述目標支撐劑參數進行鋪砂的多個目標鋪砂結果。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋪砂結果包括：在預設支撐劑參數下的沙堤形態、砂堤前移速度、砂堤平衡高度、沙堤的面積、裂縫內的孔隙度和裂縫表面粗糙度影響下的砂堤堆積密度。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述鋪砂裝置包括：混砂罐、第一管線、輸砂泵、第二管線、鋪砂裝置主體、第三管線、收集罐、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器；其中，所述混砂罐、輸砂泵、鋪砂裝置主體、收集罐之間依次通過所述第一管線、第二管線和第三管線相連，所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器依次設置在所述第二管線和所述第三管線上；所述鋪砂裝置主體包括：可拆卸的前板和后板，其中，所述前板和后板上設置有多個用于調節縫寬大小的螺母。