一种带预置裸眼井孔的疏松砂岩压裂岩样制备方法技术

本发明专利技术公开了一种带预置裸眼井孔的疏松砂岩压裂岩样制备方法。本发明专利技术方法包括如下步骤：1)将厚壁圆筒模具同轴置于底座上；厚壁圆筒模具内部装有带圆形立柱的圆盘；2)将混合砂料填充于步骤1)中设置后的厚壁圆筒模具内，得到带预置裸眼井孔结构的疏松砂岩岩样；3)将步骤2)中设置后的厚壁圆筒模具顶部放置垫块，且垫块能沿厚壁圆筒模具内壁滑动；4)向步骤3)中设置后的垫块的顶端加载轴向应力至预设值进行岩样压制，以模拟地层压实作用，即得到带预置裸眼井孔的疏松砂岩压裂岩样。本发明专利技术采用更高效、经济的方式真实的揭示疏松砂岩起裂和延伸规律，与现场压裂施工结果对比取得理想的模拟结果。拟结果。

【技术实现步骤摘要】
一种带预置裸眼井孔的疏松砂岩压裂岩样制备方法


[0001]本专利技术属于油气井钻井工程
，涉及一种带预置裸眼井孔的疏松砂岩压裂岩样制备方法，具体涉及一种带预置裸眼井孔的疏松砂岩压裂岩样及其制备方法，和一种用于上述的疏松砂岩压裂岩样制备的带预置裸眼井孔结构与疏松砂岩压裂岩样制备的装置系统。

技术介绍

[0002]疏松砂岩油气储量非常丰富，其产量在原油总产量中占有十分重要的地位。
[0003]而疏松砂岩储层存在开采过程中容易出砂与储层岩石具有低强度、中高孔渗特征，导致裂缝起裂延伸机理不同于常规低渗致密储层，起裂与延伸规律较为复杂的问题，并且压裂液体系、性能参数以及施工参数对裂缝形态的影响规律认识尚不十分清楚，而疏松砂岩储层由于储量占比较高，进一步开采十分重要，而作为增产措施中较为常见的压裂是不可或缺的。因此，针对疏松砂岩压裂的研究对疏松砂岩储层的增产具有较高的重要性。
[0004]疏松砂岩的压裂与许多因素相关，但由于疏松砂岩储层埋藏较浅，导致由于压实作用较轻，胶结强度偏松，孔渗普遍较高。这导致了一个问题，就是在受压状态下很可能先出现岩石基质先压实的情况，出现塑性变形导致裂缝尖端的力学变化十分复杂。这也是现如今大多数针对硬脆岩石的断裂力学模型适用性较差的原因。再加上疏松砂岩油藏裂缝起裂与延伸机理十分复杂，可能涉及拉伸、剪切甚至压实等多种岩石变形破坏机制，裂缝形态受储层物性、压裂液特性以及施工参数等的影响显著，存在难以造缝的可能。已有的实验表明，疏松砂岩压裂过程中，裂缝尖端前方由于孔隙压力升高往往会发生剪切破坏，产生塑性变形，随后在拉应力作用下裂缝开始扩展延伸，压裂液性质对于疏松砂岩压裂机理影响显著，液效高、滤失小的压裂液有利于形成简单平整的裂缝，液效低、滤失大的压裂液则容易形成多分支的复杂形态裂缝。
[0005]现如今针对疏松砂岩裂缝起裂延伸机理尚无确定的理论，但针对需进行压裂的疏松砂岩油藏开展压裂实验并给出合理施工建议十分重要。所以先需要对疏松砂岩展开压裂研究，为现场压裂施工提供合理的建议。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种带预置裸眼井孔的疏松砂岩压裂岩样制备方法；具体提供一种带预置裸眼井孔的疏松砂岩压裂岩样及其制备方法，还有一种用于上述的疏松砂岩压裂岩样制备的带预置裸眼井孔结构与疏松砂岩压裂岩样制备的装置系统，本专利技术以模拟裸眼完井的疏松砂岩地层，进而为疏松砂岩压裂提供室内实验岩样，从而为疏松砂岩压裂提供可靠的理论基础。
[0007]本专利技术提供的一种带预置裸眼井孔的疏松砂岩压裂岩样制备方法，包括如下步骤：
[0008]1)将厚壁圆筒模具同轴置于底座上；所述厚壁圆筒模具内部装有带圆形立柱的圆
盘；所述带圆形立柱的圆盘由一个与所述厚壁圆筒模具内径相同的圆盘和所述圆盘中心连接一根圆形立柱构件；
[0009]2)将混合砂料填充于步骤1)中设置后的所述厚壁圆筒模具内，得到带预置裸眼井孔结构的疏松砂岩岩样；
[0010]3)将步骤2)中设置后的所述厚壁圆筒模具顶部放置垫块，且所述垫块能沿所述厚壁圆筒模具内壁滑动；
[0011]4)向步骤3)中设置后的所述垫块的顶端加载轴向应力至预设值进行岩样压制，以模拟地层压实作用，即得到带预置裸眼井孔的疏松砂岩压裂岩样。
[0012]上述的方法中，所述厚壁圆筒模具采用不锈钢制成；
[0013]所述带圆形立柱的圆盘采用不锈钢制成，具体可采用304不锈钢，以保证设备强度；
[0014]所述带圆形立柱的圆盘底部设置有螺纹孔，方便水力压裂实验结束之后井筒的取回。
[0015]上述的方法步骤4)中，通过轴向加载系统向所述垫块的顶端加载轴向应力；
[0016]所述轴向加载系统包括轴向加载柱塞泵，压力传感器和数据采集系统；
[0017]所述带预置裸眼井孔结构同轴设置在所述轴向加载柱塞泵上，所述轴向加载柱塞泵用于为岩样压制提供轴向压力；
[0018]所述压力传感器布置在底座的外侧，用于实时监测所施加的轴向压力；所述压力传感器与所述数据采集系统相连接，所述数据采集系统用于采集并显示轴向压力数据和岩样压制时间。
[0019]上述的方法中，所述数据采集系统通过设置所述轴向压力的加载参数来控制所述轴向加载柱塞泵的加载过程。
[0020]上述的方法中，所述混合砂材料包括石英砂、蒙脱石、伊利石和水。
[0021]上述的方法中，所述石英砂的抗压强度大于等于60MPa。
[0022]本专利技术中，所述石英砂的粒径、所述混合砂材料中所述石英砂的质量百分含量根据实验需要预设的；通过改变所述石英砂的粒径大小、石英砂的含量比例及压实程度来改变疏松砂岩地层渗透率的大小。
[0023]所述混合砂材料中蒙脱石、伊利石的质量百分含量通过控制蒙脱石、伊利石黏土矿物的含量比例及压实程度来改变疏松砂岩抗压强度；
[0024]通过控制轴向应力的大小及施加轴向应力的时间可以改变疏松砂岩的压实程度。
[0025]上述的方法中，还包括拆卸所述预置裸眼井孔结构。
[0026]上述的方法中，还包括关闭所述数据采集系统，对所述轴向加载柱塞泵进行泄压，回收所述压力传感器，将所述疏松砂岩进行取回保存。
[0027]上述的方法中，可以改变所述带圆形立柱的圆盘中立柱直径的大小以达到改变预置裸眼井孔大小的目的。
[0028]本专利技术还提供了上述的方法制备得到的带预置裸眼井孔的疏松砂岩压裂岩样。
[0029]本专利技术还提供了一种用于上述的疏松砂岩压裂岩样制备的带预置裸眼井孔结构，它包括所述底座、所述厚壁圆筒模具和所述带圆形立柱的圆盘；
[0030]所述底座上同轴设置所述厚壁圆筒模具；
[0031]所述厚壁圆筒模具内部装有所述带圆形立柱的圆盘，制成疏松砂岩岩样所留孔，用于制备带预置裸眼井孔的疏松砂岩岩样。
[0032]本专利技术进一步提供了一种上述的疏松砂岩压裂岩样制备的装置系统，它包括所述的带预置裸眼井孔结构，所述轴向加载系统，所述支架；
[0033]所述支架用于支撑所述轴向加载系统。
[0034]本专利技术具有以下优点：
[0035]1、本专利技术设置的不锈钢制成的厚壁圆筒模具和带圆形立柱的圆盘有助于制备带预置裸眼井孔的疏松砂岩岩样，其井孔用作疏松砂岩的水力压裂模拟试验，能够较好地还原在地层中疏松砂岩在压裂时裂缝起裂和延伸的过程。
[0036]2、通过制备带有预置裸眼井孔的疏松砂岩岩样，同时满足人造岩样性质和井下工况与实际生产相符，能够为探索疏松砂岩压裂起裂和延伸机理提供有力的理论基础。
[0037]3、本专利技术较传统岩心制备方法成功率更高，能够采用更高效、经济的方式更加真实的揭示疏松砂岩起裂和延伸规律，与现场压裂施工结果对比取得理想的模拟结果。
附图说明
[0038]图1为本专利技术实施例1中带预置裸眼井孔的疏松砂岩压裂岩样制备的装置系统的整体结构示意图；
[0039]图2是本专利技术实施例1中带预置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带预置裸眼井孔的疏松砂岩压裂岩样制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将厚壁圆筒模具同轴置于底座上；所述厚壁圆筒模具内部装有带圆形立柱的圆盘；所述带圆形立柱的圆盘由一个与所述厚壁圆筒模具内径相同的圆盘和所述圆盘中心连接一根圆形立柱构件；2)将混合砂料填充于步骤1)中设置后的所述厚壁圆筒模具内，得到带预置裸眼井孔结构的疏松砂岩岩样；3)将步骤2)中设置后的所述厚壁圆筒模具顶部放置垫块，且所述垫块能沿所述厚壁圆筒模具内壁滑动；4)向步骤3)中设置后的所述垫块的顶端加载轴向应力至预设值进行岩样压制，以模拟地层压实作用，即得到带预置裸眼井孔的疏松砂岩压裂岩样。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述厚壁圆筒模具采用不锈钢制成；所述带圆形立柱的圆盘采用不锈钢制成；所述带圆形立柱的圆盘底部设置有螺纹孔。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤4)中，通过轴向加载系统向所述垫块的顶端加载轴向应力；所述轴向加载系统包括轴向加载柱塞泵，压力传感器和数据采集系统；所述带预置裸眼井孔结构同轴设置在所述轴向加载柱塞泵上；所述压力传感器布置在底座的外侧，用于实时监测所施加的轴向压力；所述压...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫新江，侯泽宁，于继飞，李中，范白涛，幸雪松，张磊，张海龙，文敏，陈欢，邓金根，刘伟，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司北京研究中心，
类型：发明
国别省市：