[發明專利]一種低溫流體-水交替注入冰晶暫堵相態控制試驗方法

有效

• 申請號: 202310586442.8
• 申請日: 2023-05-24
• 公開（公告）號: CN116337662B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 張偉;郭天魁;王春光;于海洋;祁帥東;韋正楠;王明健;孟祥旭;鄭鵬
• 申請（專利權）人: 山東科技大學;青島乾坤興智能科技有限公司
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36;G01N3/02;G01N3/06;E21B43/26;E21B49/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 趙龍群

1.一種低溫流體-水交替注入冰晶暫堵相態控制試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將帶有濾失孔的可視化井筒-裂縫物理模擬試驗裝置放在可視高溫恒溫箱中，恒溫箱中設有耐溫攝像機；

所述的可視化井筒-裂縫物理模擬試驗裝置包括可視化井筒、可視化裂縫和模擬滲透率的濾失孔，所述的可視化裂縫是一個末端封閉的透明夾縫，夾縫兩側壁面以及末端分別均勻開設有小孔作為濾失孔，可視化裂縫的末端作為裂縫尖端；所述的可視化井筒底部的筒壁上設有射孔，可視化裂縫與射孔密封導通；

S2：對濾失孔進行分區；

S3：試驗前關閉恒溫箱，控制濾失孔開度，設定恒溫箱溫度以模擬地熱儲層溫度，同時要求試驗過程中在控制壓力前提下收集濾失流體；

S4：控制流體注入參數，向井筒內注入低溫流體，同時監測井筒與裂縫內流體的相態變化，收集濾失孔的低溫流體濾失量，據此計算在注入時間段內的低溫流體濾失速率；

S5：等注入完流體后，間隔一段時間，繼續監測井筒與裂縫內流體的相態變化、溫度與壓力變化情況和裂縫內流體濾失量，分析間隔時間內低溫流體濾失速率；

S6：控制液態水注入參數，向井筒內注入有色液態水，實時監測井筒與裂縫內流體的溫度壓力變化情況，分析染色水與低溫流體的分布規律，并收集低溫流體與水的濾失量，并結合步驟S4-S5濾失孔的低溫流體濾失量分析濾失量中低溫流體與水的含量；

S7：間隔一段時間，監測井筒與裂縫內流體的相態變化和溫度與壓力變化情況，以及裂縫內流體的濾失量，分析間隔時間內低溫流體與水的濾失速率以及濾失流體中低溫流體與水的含量；

S8：控制注入參數與S4一樣，向井筒內注入低溫流體，監測井筒與裂縫內溫度壓力變化情況、濾失流體中低溫流體與水的含量，以及凍結冰晶的形成面積、增長速率和分布位置；

S9：當監測到冰晶生成面積不再增加時，停止低溫流體注入，監測停泵后井筒與裂縫內的溫度壓力變化、濾失流體中低溫流體與水的含量、凍結冰晶的開始融化時間、凍結冰晶融化的先后順序及凍結面積的融化速率；

S10：改變一個控制變量，重復步驟S3-S9，從而分別得到不同控制變量下的特征參數；

S11：對不同控制變量下得到的特征參數進行比較分析，分析每個控制變量的改變對裂縫內相態轉化及井筒與裂縫內壓力的影響規律，根據影響規律優選出在步驟S4-S8有利于冰晶形成、減少液態水濾失及可有效增加并維持裂縫內壓力的控制變量；針對優選出的控制變量，再根據該控制變量下低溫流體停止注入后井筒內及裂縫內壓力與溫度的變化值、冰晶的消融特征參數值，確定防止井筒與裂縫內發生凍結的下一輪次液態水注入間隔時間。

2.如權利要求1所述的一種低溫流體-水交替注入冰晶暫堵相態控制試驗方法，其特征在于,該方法所使用的試驗系統包括可視化井筒-裂縫物理模擬試驗裝置、高溫恒溫箱、多組溫度壓力傳感器、低溫流體中間容器和液態水中間容器、耐溫攝像機以及帶有氣體流量計和液體流量計的濾失流體收集器；所述的溫度壓力傳感器一部分沿可視化井筒壁設置，一部分通過濾失孔插入可視化裂縫中，所述的低溫流體中間容器和液態水中間容器分別與可視化井筒頂端密封接通，所述的耐溫攝像機固定在恒溫箱中，所述的濾失流體收集器與濾失孔接通，接通管路上設有閥門。

3.如權利要求2所述的一種低溫流體-水交替注入冰晶暫堵相態控制試驗方法，其特征在于，在可視化井筒和可視化裂縫上設有加強筋進行束縛。