一种CO2压裂过程的应力场变化测量方法技术

本发明专利技术提供一种CO2压裂过程的应力场变化测量方法，区别于现有利用数值模拟显示压裂应力场变化的方法，它综合采用CT扫描、数字重构、3D打印、CO2压裂实验、应力冻结及光弹性量测技术，不仅可以透明显示三维物理模型压裂时内部裂缝的空间分布与扩展形态，而且可以获得压裂裂缝扩展过程中内部三维应力相位图，实现固体CO2压裂过程中三维应力场及其演化规律的透明显示与定量表征；同时利用多个相同透明的三维物理模型实现上述显示与表征，确保了测量结果的准确性和可靠性，解决了现有数值模拟方法中存在的计算精度低及准确性和可靠性难以保证的问题。

A method for measuring stress field variation in CO2 fracturing process

The present invention provides a method for measuring stress field change in CO2 fracturing process, which is different from the existing method for displaying stress field change by numerical simulation. It integrates CT scanning, digital reconstruction, 3D printing, CO2 fracturing experiment, stress freezing and Photoelastic Measurement technology, and can not only transparently display three-dimensional physical model fracturing. The spatial distribution and propagation pattern of internal cracks can be obtained, and the internal three-dimensional stress phase diagram can be obtained during the fracture propagation process, so as to realize the transparent display and quantitative characterization of the three-dimensional stress field and its evolution law in solid CO2 fracturing process; at the same time, the above-mentioned display and characterization can be realized by using several same transparent three-dimensional physical models. It ensures the accuracy and reliability of measurement results, and solves the problems of low calculation accuracy and difficulty in ensuring accuracy and reliability in existing numerical simulation methods.

【技术实现步骤摘要】
一种CO2压裂过程的应力场变化测量方法
本专利技术涉及内部应力场测量
，特别涉及一种CO2压裂过程的应力场变化测量方法。
技术介绍
由于非常规油气水力压裂过程中不仅对水资源的消耗量巨大，而且压裂液中存在的大量有害添加剂容易造成生态环境的污染，因此，采用超临界CO2压裂便是当前重点发展的一种无水压裂技术。由于CO2压裂过程的复杂性，水力压裂中的一些基础理论和方法并不完全适用于超临界CO2的压裂研究，而对于超临界CO2的现有研究大都处于对于CO2压裂后形成缝网结构的定性分析上，无法实现其压裂过程的观测和表征。现有技术中也存在采用数值模拟的方法，来定量分析裂缝扩展过程中应力场的分布演化规律的方案，但是数值模拟的方法计算精度容易受外界条件影响，使得数值模拟结果的准确性和可靠性无法保证。
技术实现思路
本专利技术提供一种CO2压裂过程的应力场变化测量方法，以解决现有技术中由于计算精度易受外界影响而导致的数值模拟结果的准确性和可靠性无法保证的问题。为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：一种CO2压裂过程的应力场变化测量方法，包括：CO2泵送系统对真实储层岩心的多个相同且透明的三维物理模型进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CO2压裂过程的应力场变化测量方法，其特征在于，包括：CO2泵送系统对真实储层岩心的多个相同且透明的三维物理模型进行CO2压裂实验；计算机根据CO2压裂实验后的三维物理模型的CT扫描结果，进行数字重构，获得完整缝网的三维数字模型，并在所述完整缝网的三维数字模型中截取不同的裂缝状态，生成不同裂缝状态下的三维数字模型；3D打印机根据所述不同裂缝状态下的三维数字模型进行打印，得到多个不同裂缝状态下的三维物理模型；CO2泵送系统对所述不同裂缝状态下的三维物理模型进行相应目标压力下的CO2压裂实验；温箱对进行相应目标压力下的CO2压裂实验后的各个三维物理模型进行降温处理；切片机对进行降温处理之后...

【技术特征摘要】
1.一种CO2压裂过程的应力场变化测量方法，其特征在于，包括：CO2泵送系统对真实储层岩心的多个相同且透明的三维物理模型进行CO2压裂实验；计算机根据CO2压裂实验后的三维物理模型的CT扫描结果，进行数字重构，获得完整缝网的三维数字模型，并在所述完整缝网的三维数字模型中截取不同的裂缝状态，生成不同裂缝状态下的三维数字模型；3D打印机根据所述不同裂缝状态下的三维数字模型进行打印，得到多个不同裂缝状态下的三维物理模型；CO2泵送系统对所述不同裂缝状态下的三维物理模型进行相应目标压力下的CO2压裂实验；温箱对进行相应目标压力下的CO2压裂实验后的各个三维物理模型进行降温处理；切片机对进行降温处理之后的各个三维物理模型进行切片，得到各个三维物理模型的三个正交平面二维切片；计算机对应力条纹分布进行处理，得到各个三维物理模型内各个点的三维最大剪应力；所述应力条纹分布为三个满足实验要求的正交平面二维切片进行二维光弹实验后得到的。2.根据权利要求1所述的CO2压裂过程的应力场变化测量方法，其特征在于，所述不同的裂缝状态包括：裂缝起裂前、裂缝扩展到预设长度及裂缝停止扩展；所述在所述完整缝网的三维数字模型中截取不同的裂缝状态，生成不同裂缝状态下的三维数字模型，包括：基于图像处理技术，对所述CT扫描结果的图像进行区域阈值分割、截取及重构操作，得到裂缝扩展到预设长度的三维数字模型。3.根据权利要求2所述的CO2压裂过程的应力场变化测量方法，其特征在于，所述CO2泵送系统对所述不同裂缝状态下的三维物理模型进行相应目标压力下的CO2压裂实验，包括：CO2泵送系统向裂缝起裂前的三维物理模型中注入超临界CO2，直至注入压力较破裂压力低预设压差时，停止注入超临界CO2并维持当前注入压力；CO2泵送系统向裂缝扩展到预设长度的三维物理模型中注入超临界CO2，直至注入压力较形成当前裂缝的压力低预设压差时，停止注入超临界CO2并维持当前注入压力。4.根据权利要求1至3任一所述的CO2压裂过程的应力场变化测量方法，其特征在于，在所述CO2泵送系统对真实储层岩心的多个相同且透明的三维物理模型进行CO2压裂实验之前，还包括：计算机对所述真实储层岩心的扫描结果进行数字重构，获得所述真实储层岩心的三维数字模型；3D打印机根据所述真实储层岩心的三维数字模型进行打印，得到多个相同且透明的所述真实储层岩心的三维物理模型；温箱对多个所述真实储层岩心的三...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠杨，刘鹏，刘红彬，杨永明，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11