基于地质靶引的碳酸盐岩储层分层酸化压裂室内模拟实验方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及油气田开发技术，公开了一种基于地质靶引的碳酸盐岩储层分层酸化压裂室内模拟实验方法及装置。该方法包括以下步骤：制备碳酸盐岩储层模拟试样，确定模拟井筒和射孔的方位；在碳酸盐岩储层模拟试样上开设模拟井眼，根据射孔的方位确定模拟层的数量，对模拟井眼进行分层，在每个模拟层开设至少一组射孔簇；将模拟井筒安装在模拟井眼内，压裂液输送机构能够独立地向每个模拟层内的射孔簇输送压裂液；将压裂液通过压裂液输送机构依次或者同时注入每个模拟层内的射孔簇，监测碳酸盐岩储层模拟试样的压裂信息。该方法能真实地反映碳酸盐岩储层分层酸化压裂过程中的裂缝起裂与扩展规律，为合理地进行酸化压裂设计优化提供理论支持。供理论支持。供理论支持。

【技术实现步骤摘要】
基于地质靶引的碳酸盐岩储层分层酸化压裂室内模拟实验方法及装置


[0001]本专利技术涉及油气田开发技术，具体地，涉及一种基于地质靶引的碳酸盐岩储层分层酸化压裂室内模拟实验方法及装置。

技术介绍

[0002]由于碳酸盐岩储层埋藏较深，其多数基质不具备储渗能力，非均质程度高，自然投产率低，因此，酸化压裂改造技术已成为该类油气田主要的增产和稳产技术。分层酸化压裂是国内外解决巨厚储层勘探评价和有效开发的重要技术，它能提高储层动用程度，实现纵向上各油气层的均衡改造，提高单井产量，而在碳酸盐岩储层的开发中对酸化压裂工艺的选择必须具有针对性，才能够实现对碳酸盐岩储层的改造效果。
[0003]在碳酸盐岩储层的酸化压裂改造中，射孔的开启程度、裂缝延伸规律以及裂缝形态受到层数、簇数、簇间距以及射孔数因素等影响。国内外专家学者大多从力学机理的角度进行水平井分层压裂研究，而针对碳酸盐岩储层的多层、多簇以及多孔室内物理模拟实验很少。虽然，已有通过对实验室水力压裂金属井筒进行改造实现压裂实验，从而得到裂缝起裂与延伸规律；但是，目前碳酸盐岩储层酸化压裂物理模拟的实验方案在设计上仍存在一些不足，未能反映不同层数、簇数、孔数条件下碳酸盐岩酸化压裂的裂缝起裂与延伸规律。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的不同层数、簇数、孔数条件下碳酸盐岩酸化压裂的裂缝起裂与延伸规律无法反映的问题，提供一种基于地质靶引的碳酸盐岩储层分层酸化压裂室内模拟实验方法及装置，该实验方法及装置能真实地反映碳酸盐岩储层在分层酸化压裂过程中的裂缝起裂与扩展规律，为合理地进行分层酸化压裂设计优化提供理论支持。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种基于地质靶引的碳酸盐岩储层分层酸化压裂室内模拟实验方法，该方法包括以下步骤：
[0006]S1、根据碳酸盐岩储层的现场地质情况，制备碳酸盐岩储层模拟试样，根据所述碳酸盐岩储层模拟试样的内部构造，确定模拟井筒的安装方位和射孔的方位，并设置三轴围压；
[0007]S2、在所述碳酸盐岩储层模拟试样上的所述模拟井筒的安装方位处开设模拟井眼，根据所述射孔的方位确定模拟层的数量，并对所述模拟井眼进行分层，在每个所述模拟层对应的所述模拟井眼的内壁上开设至少一组包括所需模拟数量的所述射孔的射孔簇，每组所述射孔簇的所述射孔绕所述模拟井眼的内周分布；
[0008]S3、将所述模拟井筒安装在所述模拟井眼内，所述模拟井筒上设置有压裂液输送机构，所述压裂液输送机构能够独立地向每个所述模拟层内的所述射孔簇输送压裂液；
[0009]S4、在所述碳酸盐岩储层模拟试样处于所述三轴围压的条件下，将所述压裂液通
过所述压裂液输送机构依次或者同时注入每个所述模拟层内的所述射孔簇，监测所述碳酸盐岩储层模拟试样的压裂信息。
[0010]优选地，步骤S1中，所述碳酸盐岩储层的现场地质情况通过以下步骤获得：
[0011](1)在所述碳酸盐岩储层的现场进行地震波阻抗反演，预测所述碳酸盐岩储层的厚度；
[0012](2)在所述碳酸盐岩储层的现场进行叠前AVO同时反演，获取纵横波速度、密度及其衍生叠前弹性参数，预测所述碳酸盐岩储层的含油量，确定所述碳酸盐岩储层的富含油气区域；
[0013](3)基于步骤(1)中所述碳酸盐岩储层厚度、步骤(2)中所述富含油气区域，利用测井仪器测定所述富含油气区域的测井数据，基于所述测井数据利用测井软件和测井解释计算公式计算所述富含油气区域的脆性、水平应力差、裂缝发育指数，以确定最适合压裂的区域作为所述碳酸盐岩储层模拟试样的取芯位置。
[0014]优选地，所述制备碳酸盐岩储层模拟试样的过程包括：在步骤(3)中所述取芯位置处采集所述碳酸盐岩储层现场的碳酸盐岩岩心，并切割成边长为250
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350mm的立方体。
[0015]优选地，所述碳酸盐岩储层模拟试样的内部构造的获取过程包括：采用CT扫描的方式，获得所述碳酸盐岩储层模拟试样内部的缝洞位置，将所述缝洞位置确定为酸化压裂靶点的位置。
[0016]优选地，所述模拟井筒的安装方位为顺着所述酸化压裂靶点位置的排列方向，所述射孔的方位为所述酸化压裂靶点位置与所述模拟井筒的连线处。
[0017]优选地，所述设置三轴围压的过程包括：先采用Kaiser效应进行声发射测量所述碳酸盐岩储层的富含油气区域的地应力大小及方向，再根据相似准则设定所述碳酸盐岩储层模拟试样的三轴围压。
[0018]优选地，步骤S2中每个所述模拟层的层深通过所述碳酸盐岩储层现场的实际层深与所述碳酸盐岩储层模拟试样的尺寸进行比例换算获得。
[0019]优选地，相邻的所述模拟层之间采用植筋胶进行分隔。
[0020]优选地，所述射孔簇设置为多组时，相邻的所述射孔簇之间采用橡胶圈进行分隔。
[0021]优选地，步骤S2中所述射孔簇的开设过程包括：先在所述模拟井眼的内壁上进行刻槽，然后在所述刻槽形成的凹槽处进行机械造孔形成所述射孔。
[0022]优选地，所述射孔的深度为8
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12mm，直径为3
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5mm。
[0023]优选地，步骤S3中所述模拟井筒的直径为20
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30mm，长度为160
‑
210mm，所述模拟井眼的大小与所述模拟井筒的大小相匹配。
[0024]优选地，所述模拟井筒为金属井筒，更优选为不锈钢井筒。
[0025]优选地，步骤S3中所述压裂液输送机构包括注液机构、位于所述模拟井筒内的管线和位于所述模拟井筒侧壁上的出液口，所述管线与所述模拟层一一对应设置，所述出液口与所述射孔簇一一对应设置，每个所述管线的一端与对应的所述模拟层内的所述出液口连接、另一端与所述注液机构连接。
[0026]优选地，所述将模拟井筒安装在所述井眼内的过程包括：将所述出液口封闭，再将固井胶倒入所述模拟井眼中，直至所述固井胶灌满所述模拟井眼，然后将所述模拟井筒居中放入装有固井胶的所述模拟井眼中，放入过程中旋转所述模拟井筒缓慢下入，直至所述
模拟井筒下入到预定深度，最后对所述模拟井筒的顶端进行压制。
[0027]优选地，所述出液口采用橡皮泥进行封闭，所述压制的过程包括：将铁板平衡放置于所述模拟井筒的顶端，在自然条件下放置24
‑
48h。
[0028]优选地，步骤S4中所述压裂液为酸性溶液。
[0029]优选地，所述压裂液中含有示踪剂，所述示踪剂为荧光物质。
[0030]优选地，步骤S4中所述压裂信息包括裂缝走向、射孔起裂位置和裂缝扩展路径。
[0031]优选地，所述压裂信息采用声发射仪测得。
[0032]优选地，步骤S3还包括：将所述压裂信息利用模拟软件进行模拟，动态展示所述碳酸盐岩储层模拟试样在分层酸化压裂时的裂缝扩展行为。
[0033]本专利技术第二方面提供一种基于地质靶引的碳酸盐岩储层分层酸化压裂室内模拟实验装置，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地质靶引的碳酸盐岩储层分层酸化压裂室内模拟实验方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、根据碳酸盐岩储层的现场地质情况，制备碳酸盐岩储层模拟试样，根据所述碳酸盐岩储层模拟试样的内部构造，确定模拟井筒的安装方位和射孔的方位，并设置三轴围压；S2、在所述碳酸盐岩储层模拟试样上的所述模拟井筒的安装方位处开设模拟井眼，根据所述射孔的方位确定模拟层的数量，并对所述模拟井眼进行分层，在每个所述模拟层对应的所述模拟井眼的内壁上开设至少一组包括所需模拟数量的所述射孔的射孔簇，每组所述射孔簇的所述射孔绕所述模拟井眼的内周分布；S3、将所述模拟井筒安装在所述模拟井眼内，所述模拟井筒上设置有压裂液输送机构，所述压裂液输送机构能够独立地向每个所述模拟层内的所述射孔簇输送压裂液；S4、在所述碳酸盐岩储层模拟试样处于所述三轴围压的条件下，将所述压裂液通过所述压裂液输送机构依次或者同时注入每个所述模拟层内的所述射孔簇，监测所述碳酸盐岩储层模拟试样的压裂信息。2.根据权利要求1所述的基于地质靶引的碳酸盐岩储层分层酸化压裂室内模拟实验方法，其特征在于，步骤S1中，所述碳酸盐岩储层的现场地质情况通过以下步骤获得：(1)在所述碳酸盐岩储层的现场进行地震波阻抗反演，预测所述碳酸盐岩储层的厚度；(2)在所述碳酸盐岩储层的现场进行叠前AVO同时反演，获取纵横波速度、密度及其衍生叠前弹性参数，预测所述碳酸盐岩储层的含油量，确定所述碳酸盐岩储层的富含油气区域；(3)基于步骤(1)中所述碳酸盐岩储层厚度、步骤(2)中所述富含油气区域，利用测井仪器测定所述富含油气区域的测井数据，基于所述测井数据利用测井软件和测井解释计算公式计算所述富含油气区域的脆性、水平应力差、裂缝发育指数，以确定最适合压裂的区域作为所述碳酸盐岩储层模拟试样的取芯位置；优选地，所述制备碳酸盐岩储层模拟试样的过程包括：在步骤(3)中所述取芯位置处采集所述碳酸盐岩储层现场的碳酸盐岩岩心，并切割成边长为250
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350mm的立方体；优选地，所述碳酸盐岩储层模拟试样的内部构造的获取过程包括：采用CT扫描的方式，获得所述碳酸盐岩储层模拟试样内部的缝洞位置，将所述缝洞位置确定为酸化压裂靶点的位置；优选地，所述模拟井筒的安装方位为顺着所述酸化压裂靶点位置的排列方向，所述射孔的方位为所述酸化压裂靶点位置与所述模拟井筒的连线处；优选地，所述设置三轴围压的过程包括：先采用Kaiser效应进行声发射测量所述碳酸盐岩储层的富含油气区域的地应力大小及方向，再根据相似准则设定所述碳酸盐岩储层模拟试样的三轴围压。3.根据权利要求1所述的基于地质靶引的碳酸盐岩储层分层酸化压裂室内模拟实验方法，其特征在于，步骤S2中每个所述模拟层的层深通过所述碳酸盐岩储层现场的实际层深与所述碳酸盐岩储层模拟试样的尺寸进行比例换算获得；优选地，相邻的所述模拟层之间采用植筋胶进行分隔；优选地，所述射孔簇设置为多组时，相邻的所述射孔簇之间采用橡胶圈进行分隔。4.根据权利要求1所述的基于地质靶引的碳酸盐岩储层分层酸化压裂室内模拟实验方
法，其特征在于，步骤S2中所述射孔簇的开设过程包括：先在所述模拟井眼的内壁上进行刻槽，然后在所述刻槽形成的凹槽处进行机械造孔形成所述射孔；优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：周舟，李犇，陈勉，金衍，侯冰，卢运虎，林伯韬，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：