一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法技术

本发明专利技术公开了一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法，该方法包括以下步骤：1)根据实验要求确定试件类型及分段压裂的段数，按照预定的缝间间距对试件进行钻孔、切槽，将注液管线固定于试件内部；2)将试件安放于大尺寸岩石三轴力学性质测试装置内，对试件施加三向围压；3)通过注液系统向老缝的管线内注液，压开老缝并使其延伸，并通过注液系统维持老缝内液压；4)通过注液系统向新缝的管线内注液，压开新缝并使其延伸；5)重复压裂结束后，撤除试件的三向围压，拆卸注液管线，剖切试件观察内部裂缝形态，实验结束。本发明专利技术提供的方法，可以在实验室条件下进行水平井重复压裂物理模拟实验，获得实验条件下的裂缝形态。获得实验条件下的裂缝形态。获得实验条件下的裂缝形态。

【技术实现步骤摘要】
一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法


[0001]本专利技术属于水力压裂模拟实验
，特别涉及一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法。

技术介绍

[0002]近年来，在我国新增的原油储量中，低渗透和特低渗透储量所占比例已经超过60％，为了获得工业油气流，每年都会有大批油气井需要水力压裂作业。压裂后的油气井在生产一段时间后，由于各种因素的影响，油气产量会逐渐减小，需要通过重复压裂进行增产。
[0003]由于裂缝的渗透率远远高于基质渗透率，老裂缝控制的原油已接近全部采出，裂缝成了主要出水通道，但某些井在现有开采条件下尚控制有一定的剩余可采储量。为了控水增油，充分发挥油井的生产潜能，采取延伸老裂缝的重复压裂方式的效果不佳。为此，需要采用老缝间压开新裂缝的重复压裂技术，其实质为，采用高强度的裂缝堵剂有选择的进入并有效封堵压裂裂缝及射孔孔眼，然后采用定向射孔并进行压裂施工压出新裂缝。
[0004]目前，由于对水平井重复压裂新裂缝扩展规律及新裂缝扩展机制认识有限，不能有效地控制水平井重复压裂压开新裂缝的几何形态，从而难以准确了解现场水平井重复压裂新裂缝形成机理及已有老裂缝对新裂缝扩展时的影响情况。缺少实验模拟方法模拟真实地层条件下水平井重复压裂的物理过程，不能够直观展现水平井重复压裂时所产生的水力裂缝几何形态。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法，以解决上述问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1，根据实验要求确定试件类型及分段压裂的段数，按照预定的缝间间距对试件进行钻孔、切槽，将注液管线固定于试件内部；
[0009]步骤2，将试件安放于大尺寸岩石三轴力学性质测试装置内，对试件施加三向围压；
[0010]步骤3，通过注液系统向老缝的管线内注液，压开老缝并使其延伸，并通过注液系统维持老缝内的液压；
[0011]步骤4，通过注液系统向新缝的管线内注液，压开新缝并使其延伸；
[0012]步骤5，重复压裂结束后，撤除试件的三向围压，拆卸注液管线，剖切试件观察内部裂缝形态，实验结束。
[0013]进一步的，试件为类混凝土材料，类混凝土材料由PC32.5R复合硅酸盐水泥和40-70目石英砂混合制成，PC32.5R复合硅酸盐水泥与石英砂质量比为1:1，加水均匀搅拌后浇
筑入预制模具中，待水泥砂浆凝固后，脱模养护28天得到试件；试件尺寸为600mm
×
300mm
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300mm。
[0014]进一步的，步骤1中，对试件进行压裂的段数为3段，新缝位于两段老缝之间；缝间间距为老缝间间距，老缝间间距d为200mm或300mm，新缝距两段老缝的距离相等。
[0015]进一步的，步骤2中，对试件施加三向围压时，最小水平地应力沿井筒方向施加，水平应力差设定为5MPa或3MPa；水平应力差为：最大水平地应力与最小水平地应力之间的差值。
[0016]进一步的，步骤3中，压开老缝的过程中，选用的排量为3ml/min或6ml/min，两端老缝分别压开或同时压开。
[0017]进一步的，步骤3中，压开老缝的过程中，老缝压开后维持排量注液，维持恒定注液排量使老缝延伸10min或15min；老缝内的液体压力值应小于设定的最小水平地应力值。
[0018]进一步的，步骤4中，选用的排量为3ml/min或6ml/min；压开新缝的过程中，新缝压开后维持注液排量，维持恒定注液排量使新缝延伸10min或15min。
[0019]进一步的，压开老缝与压开新缝时，压开老缝采用2％的红色压裂液，压开新缝时采用2％的黑色压裂液。
[0020]与现有技术相比，本专利技术有以下技术效果：
[0021]本专利技术提供一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法，配合大尺寸岩石三轴力学性质测试装置的使用，能够在实验室条件下进行水平井重复压裂物理模拟实验，可用于研究重复压裂时已有老裂缝对新裂缝延伸过程的影响情况。在老缝间造新缝的压裂物理模拟实验时，在对试件进行钻孔切槽处理时，通过改变环形槽位置来改变缝间间距，模拟老裂缝与新裂缝之间间距对新裂缝延伸的影响；通过向试件施加三向地应力，模拟地层岩石真实的受力状态，改变了试件水平应力差，模拟应力差大小对新压开裂缝的影响；在压裂新裂缝时，通过改变压裂液注入排量，模拟压裂施工时排量对新裂缝延伸的影响。实验结果可以为油田现场水平井重复压裂施工提供技术指导，优化增产效果。本专利技术提供的方法流程简单，操作方便，适用于实验室的实验要求。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施整体效果图。
[0023]1、试件；2、注液管线；3、植筋胶段；4、带孔隔板；5、环形槽。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本专利技术进一步说明：
[0025]请参阅图1，一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法，该方法包括以下步骤：
[0026]步骤1，根据实验要求确定试件类型及分段压裂的段数，按照预定的缝间间距对试件进行钻孔、切槽，将注液管线固定于试件内部；
[0027]步骤2，将试件安放于大尺寸岩石三轴力学性质测试装置内，对试件施加三向围压；
[0028]步骤3，通过注液系统向老缝的管线内注液，压开老缝并使其延伸，并通过注液系
统维持老缝内的液压；
[0029]步骤4，通过注液系统向新缝的管线内注液，压开新缝并使其延伸；
[0030]步骤5，重复压裂结束后，撤除试件的三向围压，拆卸注液管线，剖切试件观察内部裂缝形态，实验结束。
[0031]试件为类混凝土材料，类混凝土材料由PC32.5R复合硅酸盐水泥和40-70目石英砂混合制成，PC32.5R复合硅酸盐水泥与石英砂质量比为1:1，加水均匀搅拌后浇筑入预制模具中，待水泥砂浆凝固后，脱模养护28天得到试件；试件尺寸为600mm
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300mm
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300mm。
[0032]步骤1中，对试件进行压裂的段数为3段，新缝位于两段老缝之间；缝间间距为老缝间间距，老缝间间距d为200mm或300mm，新缝距两段老缝的距离相等。
[0033]步骤2中，对试件施加三向围压时，最小水平地应力沿井筒方向施加，水平应力差设定为5MPa或3MPa；水平应力差为：最大水平地应力与最小水平地应力之间的差值。
[0034]步骤3中，压开老缝的过程中，选用的排量为3ml/min或6ml/min，两端老缝分别压开或同时压开。
[0035]步骤3中，压开老缝的过程中，老缝压开后维持排量注液，维持恒定注液排量使老缝延伸10min或15min；老缝内的液体压力值应小于设定的最小水平地应力值。
[0036]步骤4中，选用的排量为3ml/min或6ml/min；压开新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据实验要求确定试件类型及分段压裂的段数，按照预定的缝间间距对试件进行钻孔、切槽，将注液管线固定于试件内部；步骤2，将试件安放于大尺寸岩石三轴力学性质测试装置内，对试件施加三向围压；步骤3，通过注液系统向老缝的管线内注液，压开老缝并使其延伸，并通过注液系统维持老缝内的液压；步骤4，通过注液系统向新缝的管线内注液，压开新缝并使其延伸；步骤5，重复压裂结束后，撤除试件的三向围压，拆卸注液管线，剖切试件观察内部裂缝形态，实验结束。2.根据权利要求1所述的一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法，其特征在于，试件为类混凝土材料，类混凝土材料由PC32.5R复合硅酸盐水泥和40-70目石英砂混合制成，PC32.5R复合硅酸盐水泥与石英砂质量比为1:1，加水均匀搅拌后浇筑入预制模具中，待水泥砂浆凝固后，脱模养护28天得到试件；试件尺寸为600mm
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300mm。3.根据权利要求1所述的一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法，其特征在于，步骤1中，对试件进行压裂的段数为3段，新缝位于两段老缝之间；缝间间距为老缝间间距，老缝间间距d为200m...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄婷，张矿生，陆红军，卜向前，齐银，庞鹏，苏良银，董奇，段鹏辉，达引朋，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：