[發(fā)明專利]頁(yè)巖油壓裂同步增能模擬實(shí)驗(yàn)裝置與方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110280972.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN113006759B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王森;馮其紅;王藝淳;張先敏;張紀(jì)遠(yuǎn);時(shí)賢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): E21B43/26
• 分類號(hào): E21B43/26;E21B49/00
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 林治辰;李健

本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種頁(yè)巖油壓裂同步增能模擬實(shí)驗(yàn)裝置與方法，所述頁(yè)巖油壓裂同步增能模擬實(shí)驗(yàn)裝置包括供液系統(tǒng)、圍壓加載系統(tǒng)、壓裂系統(tǒng)、增能系統(tǒng)和采出系統(tǒng)，供液系統(tǒng)用于儲(chǔ)存流體且能夠?qū)⒘黧w注入到壓裂系統(tǒng)中；壓裂系統(tǒng)能夠承載試件，接受供液系統(tǒng)注入的流體并作為流體的滲流空間；圍壓加載系統(tǒng)用于對(duì)試件提供模擬的圍壓；增能系統(tǒng)用于模擬壓裂液注入后對(duì)地層的增能效應(yīng)；采出系統(tǒng)用于收集排出的液體，并將排出的液體進(jìn)行分離、計(jì)量。本發(fā)明提供的實(shí)驗(yàn)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)頁(yè)巖油壓裂和開采的一體化模擬，通過同一套實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)壓裂同步增能以及后續(xù)衰竭式開采和注水吞吐過程的模擬，并評(píng)估不同開采方式的采收率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種頁(yè)巖油壓裂同步增能模擬實(shí)驗(yàn)裝置與方法。

背景技術(shù)

近年來，頁(yè)巖(致密)油藏已成為非常規(guī)油氣發(fā)展的重要領(lǐng)域。由于頁(yè)巖油藏的儲(chǔ)集空間主體為微納米孔隙-裂隙系統(tǒng)，滲透率極低，因此采用水力壓裂的方式提高儲(chǔ)層的滲流能力成為頁(yè)巖(致密)油藏開發(fā)的有效途徑。水力壓裂過程中，數(shù)萬方的壓裂液被注入地層以形成復(fù)雜的人工裂縫網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到儲(chǔ)層改造目的。壓裂施工完成后，礦場(chǎng)一般首先進(jìn)行燜井，使儲(chǔ)層中的壓裂液與原油發(fā)生充分的置換作用，同時(shí)注入的壓裂液還具有較高的壓力，因此也能夠?yàn)榈貙友a(bǔ)充能量；隨后油井開始以衰竭開采的方式進(jìn)行生產(chǎn)，后續(xù)還可以通過注入化學(xué)劑吞吐等方式進(jìn)一步提高油藏的采收率。合理的壓裂液注入?yún)?shù)能夠達(dá)到壓裂同步增能的效果，從而有效改善頁(yè)巖(致密)油藏的開發(fā)效果。因此壓裂同步增能和后續(xù)生產(chǎn)過程的一體化模擬對(duì)闡明該技術(shù)的內(nèi)在機(jī)理，提高頁(yè)巖(致密)油藏的開發(fā)效果具有重要的意義。

CN109113692A公開了一種基質(zhì)-裂縫雙重介質(zhì)吞吐物理模擬裝置及評(píng)價(jià)吞吐過程采收率的方法。所述物理模擬裝置包括注入系統(tǒng)、基質(zhì)-裂縫雙重介質(zhì)系統(tǒng)、恒壓邊界系統(tǒng)、采出系統(tǒng)和壓力采集系統(tǒng)。能夠較好地模擬低滲透、致密儲(chǔ)層基質(zhì)-裂縫雙重介質(zhì)，儲(chǔ)層遠(yuǎn)端-雙重介質(zhì)周圍儲(chǔ)層-雙重介質(zhì)的滲流過程，以及現(xiàn)場(chǎng)吞吐實(shí)際工況。

CN109025939A提供了一種超聲波致密油滲吸實(shí)驗(yàn)裝置，包括巖石固定箱，巖石固定箱的一側(cè)密封穿設(shè)有能穿設(shè)于含致密油巖內(nèi)的壓裂管，壓裂管的另一端能開閉地連接壓裂液注入結(jié)構(gòu)，壓裂管內(nèi)密封滑動(dòng)穿設(shè)推送結(jié)構(gòu)，推送結(jié)構(gòu)上設(shè)有多個(gè)超聲波探頭；設(shè)定巖石固定箱穿設(shè)壓裂管的側(cè)壁為第一固定箱側(cè)壁，巖石固定箱上與第一固定箱側(cè)壁相鄰的各側(cè)壁上設(shè)置能伸縮的電位電阻滲吸測(cè)試結(jié)構(gòu)；超聲波致密油滲吸實(shí)驗(yàn)裝置還包括控制部，控制部能控制壓裂液注入結(jié)構(gòu)、推送結(jié)構(gòu)和電位電阻滲吸測(cè)試結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。

CN109856030A提供了一種滲吸實(shí)驗(yàn)裝置以及滲吸采出程度的確定方法，實(shí)驗(yàn)裝置包括：滲吸瓶，滲吸瓶?jī)?nèi)裝有水和巖心樣品，滲吸瓶具有開口端，開口端設(shè)置有試管，試管自上端至下端標(biāo)有刻度線，滲吸瓶中的水位不低于試管最下端的刻度線；微壓泵，微壓泵用于向滲吸瓶?jī)?nèi)提供預(yù)定壓強(qiáng)的水；懸掛巖心樣品的吊架，吊架放置在重力感應(yīng)裝置上，重力感應(yīng)裝置電性連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；其中，滲吸瓶設(shè)置有進(jìn)水口，進(jìn)水口與微壓泵通過連接裝置連接，連接裝置包括：液壓控制閥，當(dāng)液壓控制閥檢測(cè)到兩側(cè)的壓強(qiáng)不相等時(shí)，呈打開狀態(tài)；當(dāng)液壓控制閥檢測(cè)到兩側(cè)的壓強(qiáng)相等時(shí)，呈關(guān)閉狀態(tài)。

CN110208105A公開了一種三軸煤巖多場(chǎng)多相耦合壓裂實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法，其中，該實(shí)驗(yàn)裝置包括：氣液耦合溶液供液系統(tǒng)、應(yīng)力加載系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、回收系統(tǒng)和壓裂過程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，氣液耦合溶液供液系統(tǒng)包括：供氣管路、供液管路和氣液混合裝置，供氣管路和供液管路分別與氣液混合裝置的進(jìn)氣口、進(jìn)液口連接。

目前針對(duì)頁(yè)巖油水力壓裂和開采的實(shí)驗(yàn)裝置和方法，存在以下問題：

(1)水力壓裂裝置能夠模擬傳統(tǒng)的壓裂過程，但由于壓裂同步增能需要將壓裂過程中多余壓裂液所攜帶的能量?jī)?chǔ)存起來，以滿足后續(xù)生產(chǎn)過程中補(bǔ)充能量的需要，現(xiàn)有的水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置無法模擬該過程；