一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法技术

本发明专利技术公布了一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，该方法包括以下步骤：a)制冰球：拼装制冰模具，注满水后放入冰箱内冷冻；b)制备石膏缝洞单/连接体：将冰球置于石膏粉上滚动，同时淋上少量水，使石膏粉粘结到冰球表面达到一定厚度，随后置于冰箱内冷冻；c)制备试件：拼装预制模具，安装模拟井筒，将搅拌好的水泥砂浆倒入预制模具中，在倒入水泥砂浆的过程中，石膏缝洞单/连接体按照设定位置放入，水泥砂浆达到预制模具顶部时，用抹泥板抹平；d)养护：待试件凝固1～2天后，拆卸模具，对试件进行养护。本发明专利技术步骤简单，实现方便，能够根据试验需要预制出多种含缝洞体的试件，所得到的研究成果可为油田实际生产提供技术指导。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水力压裂模拟试验
，特别是涉及一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂物理模拟试验过程中的含缝洞体试件的制备方法。
技术介绍
碳酸盐岩油气藏是全世界最重要的油气勘探开发领域之一，占全球已探明石油储量的52％，占全球油气总产量的60％。海相碳酸盐岩储层可以划分为孔隙型、裂缝-孔隙型、缝洞型这三种类型。我国碳酸盐岩油气藏占总资源量的30％以上，广泛分布于我国的塔里木盆地、四川盆地和鄂尔多斯盆地，其中80％的碳酸盐油气藏难以通过常规手段进行开发。由于碳酸盐岩油气藏一般埋深大、储层温度高，具有极低的孔隙度及渗透率、高弹性模量及抗拉强度，同时天然缝洞分布广泛，缝洞体内存在异常高压，这些因素使得常规压裂难以实现油田增产。体积压裂技术是通过压裂液、支撑剂在储层内部形成多条裂缝，进而实现储层在长、宽、高三位方向上的“立体改造”，从而增加裂缝与储层的接触体积，最大限度的扩大油气的泄流能力，从而大幅度提高产量。体积压裂技术作为压裂增产技术中的一项重要的组成部分，是目前国际先进技术，代表着采油、采气工艺技术的发展方向。目前国内采用体积压裂技术改造碳酸盐岩储层，已经取得了一定的成果。然而，体积压裂技术层面的许多问题还没有得到解决，需要在理论和应用方面展开大量的研究工作。由于涉及的因素非常复杂，裂缝的起裂、延伸、空间分布特征、控制因素等均与传统水力压裂存在很大区别，需要在力学模型、室内模拟理论和方法、实际影响因素等方面展开深入研究。此外，由于缝洞型碳酸盐岩油气藏内部裂缝发育复杂，伴有大量的天然缝洞体，且有的缝洞体内部含有液体压力，在此基础上进行体积压裂问题的研究就变得更为复杂。因此，了解多个天然缝洞体对水力裂缝扩展过程的影响，对于体积压裂应用于缝洞型碳酸盐岩油气藏的开发显得尤为重要。本专利技术涉及一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，能够制备出一系列含缝洞体的模拟试件，配合中国石油大学(北京)岩石力学实验室的高温高应力水力压裂模拟平台，能够研究缝洞型碳酸盐岩油气藏中的缝洞体对于水力裂缝起裂、扩展、延伸的影响，所得到的研究成果可以为油田的实际生产提供技术指导。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，能够预制出含多个缝洞体的试件，配合高温高应力水力压裂模拟平台，可以研究含压力(不含压力)缝洞体对于水力裂缝扩展的影响。本专利技术涉及一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，该方法包括以下步骤：a)制冰球：将制冰模具拼装好，从其顶部的塞孔向内部注满水，随后将制冰模具放入冰箱内冷冻，直至制冰模具中的水完全凝固成为冰球；b)制备石膏缝洞单/连接体：将制备好的冰球放在石膏粉末上滚动，同时向冰球表面淋上少量水，使石膏粉末粘结到冰球表面并达到一定厚度，随后将其置于冰箱内冷冻至石膏完全凝固；c)制备试件：拼装预制模具，安装模拟井筒，将搅拌好的水泥砂浆倒入预制模具中，在倒入水泥砂浆的过程中，石膏缝洞单/连接体按照设定位置放入，水泥砂浆达到预制模具顶部时，用抹泥板抹平；d)养护：待试件凝固1～2天后，拆卸模具，将试件置于阴凉通风处养护。如上所述的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，其中，在步骤a中，所述制冰模具的典型材料为硅胶，当水凝固膨胀时可以产生一定的形变。如上所述的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，其中，在步骤a中，制冰模具由上壳体、下壳体、短塞子、长塞子组成，上壳体和下壳体的周向开有四个塞孔，上壳体和下壳体的顶部各开有一个塞孔。如上所述的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，其中，在步骤a中，当需要预制 石膏缝洞单体时，将上壳体和下壳体拼装在一起，用短塞子将各个塞孔塞住，当制冰模具中注满水后，将其放入冰箱内冷冻；当需要预制石膏缝洞连接体时，先将上壳体和下壳体拼装在一起，用长塞子将需要预留连接口位置的塞孔塞住，其余位置的塞孔用短塞子塞住，当制冰模具中注满水后，将其放入冰箱内冷冻。如上所述的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，其中，在步骤b中，所述石膏外壳的厚度要尽可能薄，典型厚度为1～3mm。如上所述的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，其中，在步骤b中，所述石膏缝洞单体由内层的冰球以及外层的石膏外壳构成，若在干燥的室温环境中放置一段时间，石膏缝洞单体内的水将挥发而仅剩石膏外壳。如上所述的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，其中，在步骤b中，所述石膏缝洞连接体由连接管和石膏缝洞单体构成。石膏缝洞连接体的制作方法为：将制得的含连接口的冰球与连接管按照设定的组合方式连接在一起，通过步骤b给冰球加上一层石膏外壳，而后将其放入冰箱内冷冻至石膏凝固。如上所述的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，其中，在步骤c中，所述预制模具由底板、肋板、侧板组成，肋板上开有开孔，模拟井筒可由螺栓固定在肋板上。当需要制备含石膏缝洞连接体的试件时，石膏缝洞连接体的外接连接管可由肋板上的开孔伸到预制模具外部。如上所述的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，其中，在步骤c中，所述水泥砂浆的制备是使用比例1∶1的水泥、石英砂，加水搅拌均匀而成。如上所述的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，其中，在步骤c中，含多个石膏缝洞单体的试件由石膏缝洞单体、试件、模拟井筒组成，且试件中的石膏缝洞单体是否含水由试验要求进行调整。如上所述的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，其中，在步骤c中，含石膏缝洞连接体的试件由连接管、石膏缝洞单体、试件、模拟井筒组成，石膏缝洞连接体通过连接管进行串接，且石膏缝洞连接体有一根连接管伸出试件外部，用于试验时由外界注液系统为石膏缝洞连接体提供压力。如上所述的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，其中，在步骤d中，试件需要在阴凉通风处养护二十八天，期间需要不断浇水，以使试件达到设计强度。本专利技术的有益效果在于，可以在实验室条件下制备多种不同类型的含缝洞体的试件，配合高温高应力水力压裂模拟平台可以研究含压力(或不含压力)缝洞体对于水力裂缝扩展的影响。本专利技术步骤简单，实现方便，能够根据试验需要预制出各种不同的含缝洞体的试件。且整套方法成本低廉，便于推广，通过体积压裂模拟试验所得成果能够为油田实际生产提供技术指导，优化增产效果。附图说明以下附图仅旨在对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中，图1为根据本专利技术的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏模拟试件制备方法的制冰模具结构示意图；图2为根据本专利技术的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏模拟试件制备方法的石膏缝洞单体剖面示意图；图3为根据本专利技术的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏模拟试件制备方法的石膏缝洞连接体剖面示意图；图4为根据本专利技术的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏模拟试件制备方法的含石膏缝洞单体的试件剖面示意图；图5为根据本专利技术的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏模拟试件制备方法的含石膏缝洞连接体的试件剖面示意图；图6为根据本专利技术的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏模拟试件制备方法的预制模具与模拟井筒组合示意图。附图标号说明：1、上壳体；2、下壳体；3、短塞子；4、长塞子；5、冰球；6、石膏外壳；7、连接管；8、缝洞单体；9、试件；10本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术涉及一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，该方法包括以下步骤：a)制冰球：将制冰模具拼装好，从其顶部的塞孔向内部注满水，随后将制冰模具放入冰箱内冷冻，直至制冰模具中的水完全凝固成为冰球；b)制备石膏缝洞单/连接体：将制备好的冰球放在石膏粉末上滚动，同时向冰球表面淋上少量水，使石膏粉末粘结到冰球表面并达到一定厚度，随后将其置于冰箱内冷冻至石膏完全凝固；c)制备试件：拼装预制模具，安装模拟井筒，将搅拌好的水泥砂浆倒入预制模具中，在倒入水泥砂浆的过程中，石膏缝洞单/连接体按照设定位置放入，水泥砂浆达到预制模具顶部时，用抹泥板抹平；d)养护：待试件凝固1～2天后，拆卸模具，将试件置于阴凉通风处养护。

【技术特征摘要】
1.本发明涉及一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，该方法包括以下步骤：a)制冰球：将制冰模具拼装好，从其顶部的塞孔向内部注满水，随后将制冰模具放入冰箱内冷冻，直至制冰模具中的水完全凝固成为冰球；b)制备石膏缝洞单/连接体：将制备好的冰球放在石膏粉末上滚动，同时向冰球表面淋上少量水，使石膏粉末粘结到冰球表面并达到一定厚度，随后将其置于冰箱内冷冻至石膏完全凝固；c)制备试件：拼装预制模具，安装模拟井筒，将搅拌好的水泥砂浆倒入预制模具中，在倒入水泥砂浆的过程中，石膏缝洞单/连接体按照设定位置放入，水泥砂浆达到预制模具顶部时，用抹泥板抹平；d)养护：待试件凝固1～2天后，拆卸模具，将试件置于阴凉通风处养护。2.如权利要求1所述的一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广清，周再乐，范宗洋，王元元，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11