[發明專利]一種真三軸水平井壓裂支撐劑運移可視化模擬方法及工具

在審

• 申請號: 202210352979.3
• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN114778308A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 鄒雨時;張士誠;高步棟;馬新仿;牟建業;王飛;王雷
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/06;G01N1/28
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 劉鑫鑫

1.一種真三軸水平井壓裂支撐劑運移可視化模擬方法，包括如下步驟：

1)將有機玻璃塊進行切割并對其表面進行打磨和鏡面拋光處理，得到用于模擬地層的透明試樣；

2)在步驟1)得到的透明試樣上鉆取用于模擬井筒的盲孔，在所述盲孔內下入套管，用固井膠固結所述套管與所述盲孔之間的環空以模擬固井；

3)在步驟2)固結后的套管內部進行割縫處理以模擬實際井筒射孔過程；

4)將步驟3)處理后的透明試樣裝入配備有加壓板的水力壓裂物理模擬系統中，通過所述加壓板加載真三軸應力，在所述盲孔內注入攜砂液進行壓裂以模擬地層應力條件下的壓裂過程；所述攜砂液為混合有支撐劑的壓裂液；

5)利用高速攝像設備，透過所述加壓板的防爆玻璃視窗及所述透明試樣拍攝所述壓裂過程，實時觀察所述模擬地層應力條件下裂縫擴展和支撐劑運移情況。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1)中，所述有機玻璃的材質為聚甲基丙烯酸甲酯。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：步驟1)中，將所述有機玻璃塊整體切割成形以模擬均質地層，或將所述有機玻璃塊分層切割后粘接成形以模擬層狀地層。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于：步驟2)中，所述鉆取盲孔的方向為垂直于最大水平主應力加載方向。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于：步驟2)中，所述套管為硬聚氯乙烯管或鋼管；

所述固井膠為環氧樹脂膠。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于：步驟2)中，所述固結步驟中，在所述套管與所述盲孔環空之間加入所述固井膠，且在井底滴入所述固井膠以防止井底形成裂縫。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于：步驟4)中，所述壓裂過程中按照先加前置液后加攜砂液的順序壓裂，或直接加攜砂液進行壓裂；

所述壓裂液為滑溜水、清水和胍膠中的一種。

8.根據權利要求1-7中任一項所述的方法，其特征在于：步驟5)中，至少在位于所述盲孔對面的加壓板中鑲嵌所述防爆玻璃視窗。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的方法，其特征在于：步驟5)中，還包括實時觀察所述支撐劑在所述裂縫中的分布情況；

所述高速攝像設備連接至顯示設備及計算機，其拍攝的視頻能夠實時在所述顯示設備中顯示，同時也支持壓裂結束后回放。

10.一種真三軸水平井壓裂支撐劑運移可視化工具，其特征在于：所述工具能夠實現所述權利要求1-9中任一項所述的方法。