[發明專利]基于地質靶引的碳酸鹽巖儲層分層酸化壓裂室內模擬實驗方法及裝置

有效

• 申請號: 202210657412.7
• 申請日: 2022-06-10
• 公開（公告）號: CN115095310B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 周舟;李犇;陳勉;金衍;侯冰;盧運虎;林伯韜
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: E21B43/27
• 分類號: E21B43/27;E21B49/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 鄺圓暉

1.一種基于地質靶引的碳酸鹽巖儲層分層酸化壓裂室內模擬實驗方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1、根據碳酸鹽巖儲層的現場地質情況，制備碳酸鹽巖儲層模擬試樣，根據所述碳酸鹽巖儲層模擬試樣的內部構造，確定模擬井筒的安裝方位和射孔的方位，并設置三軸圍壓；其中，所述碳酸鹽巖儲層的現場地質情況通過以下步驟獲得：

(1)在所述碳酸鹽巖儲層的現場進行地震波阻抗反演，預測所述碳酸鹽巖儲層的厚度；

(2)在所述碳酸鹽巖儲層的現場進行疊前AVO同時反演，獲取縱橫波速度、密度及其衍生疊前彈性參數，預測所述碳酸鹽巖儲層的含油量，確定所述碳酸鹽巖儲層的富含油氣區域；

(3)基于步驟(1)中所述碳酸鹽巖儲層厚度、步驟(2)中所述富含油氣區域，利用測井儀器測定所述富含油氣區域的測井數據，基于所述測井數據利用測井軟件和測井解釋計算公式計算所述富含油氣區域的脆性、水平應力差、裂縫發育指數，以確定最適合壓裂的區域作為所述碳酸鹽巖儲層模擬試樣的取芯位置；

所述制備碳酸鹽巖儲層模擬試樣的過程包括：在步驟(3)中所述取芯位置處采集所述碳酸鹽巖儲層現場的碳酸鹽巖巖心，并切割成邊長為250-350mm的立方體；所述碳酸鹽巖儲層模擬試樣的內部構造的獲取過程包括：采用CT掃描的方式，獲得所述碳酸鹽巖儲層模擬試樣內部的縫洞位置，將所述縫洞位置確定為酸化壓裂靶點的位置；所述模擬井筒的安裝方位為順著所述酸化壓裂靶點位置的排列方向，所述射孔的方位為所述酸化壓裂靶點位置與所述模擬井筒的連線處；所述設置三軸圍壓的過程包括：先采用Kaiser效應進行聲發射測量所述碳酸鹽巖儲層的富含油氣區域的地應力大小及方向，再根據相似準則設定所述碳酸鹽巖儲層模擬試樣的三軸圍壓；

S2、在所述碳酸鹽巖儲層模擬試樣上的所述模擬井筒的安裝方位處開設模擬井眼，根據所述射孔的方位確定模擬層的數量，并對所述模擬井眼進行分層，在每個所述模擬層對應的所述模擬井眼的內壁上開設至少一組包括所需模擬數量的所述射孔的射孔簇，每組所述射孔簇的所述射孔繞所述模擬井眼的內周分布；其中，每個所述模擬層的層深通過所述碳酸鹽巖儲層現場的實際層深與所述碳酸鹽巖儲層模擬試樣的尺寸進行比例換算獲得；相鄰的所述模擬層之間采用植筋膠進行分隔；所述射孔簇設置為多組時，相鄰的所述射孔簇之間采用橡膠圈進行分隔；

S3、將所述模擬井筒安裝在所述模擬井眼內，所述模擬井筒上設置有壓裂液輸送機構，所述壓裂液輸送機構能夠獨立地向每個所述模擬層內的所述射孔簇輸送壓裂液；

S4、在所述碳酸鹽巖儲層模擬試樣處于所述三軸圍壓的條件下，將所述壓裂液通過所述壓裂液輸送機構依次或者同時注入每個所述模擬層內的所述射孔簇，監測所述碳酸鹽巖儲層模擬試樣的壓裂信息。

2.根據權利要求1所述的基于地質靶引的碳酸鹽巖儲層分層酸化壓裂室內模擬實驗方法，其特征在于，步驟S2中所述射孔簇的開設過程包括：先在所述模擬井眼的內壁上進行刻槽，然后在所述刻槽形成的凹槽處進行機械造孔形成所述射孔。

3.根據權利要求2所述的基于地質靶引的碳酸鹽巖儲層分層酸化壓裂室內模擬實驗方法，其特征在于，所述射孔的深度為8-12mm，直徑為3-5mm。

4.根據權利要求1至3中任意一項所述的基于地質靶引的碳酸鹽巖儲層分層酸化壓裂室內模擬實驗方法，其特征在于，步驟S3中所述模擬井筒的直徑為20-30mm，長度為160-210mm，所述模擬井眼的大小與所述模擬井筒的大小相匹配。

5.根據權利要求4所述的基于地質靶引的碳酸鹽巖儲層分層酸化壓裂室內模擬實驗方法，其特征在于，所述模擬井筒為金屬井筒。

6.根據權利要求1至3中任意一項所述的基于地質靶引的碳酸鹽巖儲層分層酸化壓裂室內模擬實驗方法，其特征在于，步驟S3中所述壓裂液輸送機構包括注液機構、位于所述模擬井筒內的管線和位于所述模擬井筒側壁上的出液口，所述管線與所述模擬層一一對應設置，所述出液口與所述射孔簇一一對應設置，每個所述管線的一端與對應的所述模擬層內的所述出液口連接、另一端與所述注液機構連接。