[發明專利]一種用于模擬水平井裂縫同步擴展實驗的井筒裝置及方法

有效

• 申請號: 202110522183.3
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113153255B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 郭武豪;常鑫;郭印同;王磊;楊春和;周俊;張曉宇;畢振輝;楊涵志;趙國凱;應琪祺
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B47/00;E21B47/06;E21B49/00
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 周永宏

1.一種用于模擬水平井裂縫同步擴展實驗的方法，其特征在于，實驗所基于的井筒裝置，包括：模擬井眼、模擬井筒、注液管線以及密封圈；所述模擬井筒置于模擬井眼中，模擬井筒包括多個不同外徑的井筒段，每一個井筒段對應一個密封壓裂段，具體采用環氧樹脂灌封膠進行密封；

所述注液管線置于模擬井筒中，各密封壓裂段對應一套獨立的注液管線，一套注液管線包括壓裂注液管、壓裂液導流管和射孔簇，射孔簇位于對應密封壓裂段的井筒段中部，壓裂液導流管從模擬井筒端部延伸至對應井筒段中與射孔簇相連；壓裂液導流管另一端通過高壓螺紋接頭與壓裂注液管相連；

所述方法具體包括以下步驟：

S1、選取致密砂巖天然露頭，加工成標準立方體試樣，拍照并記錄試樣周面的層理及天然裂縫的狀態；

S2、在試樣中部沿著平行層理方向鉆取盲孔作為模擬井眼；

S3、將模擬井筒置于模擬井眼中，采用環氧樹脂灌封膠進行分段密封，分段后的模擬井筒外壁與模擬井眼之間采用尿素進行填充；

S4、將經步驟S3制備好的試樣，置于三軸加載裝置內，根據實驗方案對試樣施加三向地應力，保證模擬井眼方向與最小水平地應力方向平行，開啟注液管線，以恒定排量向井筒內泵注壓裂液，同時利用壓力傳感器記錄井口壓力變化，直至完成多段同步壓裂，并實現裂縫同步擴展的實驗，停泵，關閉注液管線閥門；

S5、實驗結束后，取出試樣，對其表面進行拍照，記錄不同壓裂段裂縫擴展路徑，并用線切割機對試樣進行剖切，分析近井筒附近多裂縫起裂及擴展形態；

S6、綜合實驗前層理面/天然裂縫掃描結果、壓裂液示蹤劑顯示、泵壓曲線、聲發射定位及試樣剖切結果，完成致密砂巖水平井段內多裂縫同步擴展機制的綜合分析。

2.根據權利要求1所述的一種用于模擬水平井裂縫同步擴展實驗的方法，其特征在于，井筒裝置還包括密封墊圈，所述密封墊圈內徑與井筒段之間連接處外徑匹配，用于裝載環氧樹脂灌封膠。

3.根據權利要求1所述的一種用于模擬水平井裂縫同步擴展實驗的方法，其特征在于，射孔簇間距為模擬井筒最大外徑井筒段外壁到模擬井眼內壁距離3~7倍。