[發明專利]一種水平井老縫間造新縫的壓裂物理模擬實驗方法

有效

• 申請號: 202011297689.0
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112377165B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 黃婷;張礦生;陸紅軍;卜向前;齊銀;龐鵬;蘇良銀;董奇;段鵬輝;達引朋
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B49/00;E21B47/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種水平井老縫間造新縫的壓裂物理模擬實驗方法，該方法包括以下步驟：1)根據實驗要求確定試件類型及分段壓裂的段數，按照預定的縫間間距對試件進行鉆孔、切槽，將注液管線固定于試件內部；2)將試件安放于大尺寸巖石三軸力學性質測試裝置內，對試件施加三向圍壓；3)通過注液系統向老縫的管線內注液，壓開老縫并使其延伸，并通過注液系統維持老縫內液壓；4)通過注液系統向新縫的管線內注液，壓開新縫并使其延伸；5)重復壓裂結束后，撤除試件的三向圍壓，拆卸注液管線，剖切試件觀察內部裂縫形態，實驗結束。本發明提供的方法，可以在實驗室條件下進行水平井重復壓裂物理模擬實驗，獲得實驗條件下的裂縫形態。

技術領域

本發明屬于水力壓裂模擬實驗技術領域，特別涉及一種水平井老縫間造新縫的壓裂物理模擬實驗方法。

背景技術

近年來，在我國新增的原油儲量中，低滲透和特低滲透儲量所占比例已經超過60％，為了獲得工業油氣流，每年都會有大批油氣井需要水力壓裂作業。壓裂后的油氣井在生產一段時間后，由于各種因素的影響，油氣產量會逐漸減小，需要通過重復壓裂進行增產。

由于裂縫的滲透率遠遠高于基質滲透率，老裂縫控制的原油已接近全部采出，裂縫成了主要出水通道，但某些井在現有開采條件下尚控制有一定的剩余可采儲量。為了控水增油，充分發揮油井的生產潛能，采取延伸老裂縫的重復壓裂方式的效果不佳。為此，需要采用老縫間壓開新裂縫的重復壓裂技術，其實質為，采用高強度的裂縫堵劑有選擇的進入并有效封堵壓裂裂縫及射孔孔眼，然后采用定向射孔并進行壓裂施工壓出新裂縫。

目前，由于對水平井重復壓裂新裂縫擴展規律及新裂縫擴展機制認識有限，不能有效地控制水平井重復壓裂壓開新裂縫的幾何形態，從而難以準確了解現場水平井重復壓裂新裂縫形成機理及已有老裂縫對新裂縫擴展時的影響情況。缺少實驗模擬方法模擬真實地層條件下水平井重復壓裂的物理過程，不能夠直觀展現水平井重復壓裂時所產生的水力裂縫幾何形態。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水平井老縫間造新縫的壓裂物理模擬實驗方法，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種水平井老縫間造新縫的壓裂物理模擬實驗方法，包括以下步驟：

步驟1，根據實驗要求確定試件類型及分段壓裂的段數，按照預定的縫間間距對試件進行鉆孔、切槽，將注液管線固定于試件內部；

步驟2，將試件安放于大尺寸巖石三軸力學性質測試裝置內，對試件施加三向圍壓；

步驟3，通過注液系統向老縫的管線內注液，壓開老縫并使其延伸，并通過注液系統維持老縫內的液壓；

步驟4，通過注液系統向新縫的管線內注液，壓開新縫并使其延伸；

步驟5，重復壓裂結束后，撤除試件的三向圍壓，拆卸注液管線，剖切試件觀察內部裂縫形態，實驗結束。

進一步的，試件為類混凝土材料，類混凝土材料由PC32.5R復合硅酸鹽水泥和40-70目石英砂混合制成，PC32.5R復合硅酸鹽水泥與石英砂質量比為1:1，加水均勻攪拌后澆筑入預制模具中，待水泥砂漿凝固后，脫模養護28天得到試件；試件尺寸為600mm×300mm×300mm。

進一步的，步驟1中，對試件進行壓裂的段數為3段，新縫位于兩段老縫之間；縫間間距為老縫間間距，老縫間間距d為200mm或300mm，新縫距兩段老縫的距離相等。

進一步的，步驟2中，對試件施加三向圍壓時，最小水平地應力沿井筒方向施加，水平應力差設定為5MPa或3MPa；水平應力差為：最大水平地應力與最小水平地應力之間的差值。

進一步的，步驟3中，壓開老縫的過程中，選用的排量為3ml/min或6ml/min，兩端老縫分別壓開或同時壓開。