一种支撑高效铺置及防砂实验设计方法技术

本发明专利技术公开了一种支撑高效铺置及防砂实验设计方法，涉及石油压裂技术领域，其技术方案要点是：包括以下步骤：步骤一、使用多尺度缝宽模拟实验装置进行多尺度缝宽通过实验，得出纤维和缝宽的最佳配伍；步骤二、基于不同砂比，测得纤维加量对纤维沉降时间的影响；步骤三、在步骤二的基础上，基于不同砂比，设计纤维和不同结构稳定剂加量的实验，测得结构稳定剂加量对支撑剂沉降高度的影响；步骤四、结合步骤一和步骤三，得到纤维、支撑剂、缝宽的合理配伍。伍。伍。

【技术实现步骤摘要】
一种支撑高效铺置及防砂实验设计方法


[0001]本专利技术涉及石油压裂
，更具体地说，它涉及一种支撑高效铺置及防砂实验设计方法。

技术介绍

[0002]目前，体积压裂形成复杂裂缝网络提高储层改造效果的同时，伴随出现低粘滑溜水不具备悬浮和远距离输送支撑剂能力不足的问题，测试返排及生产过程中易出现支撑剂回流。传统纤维压裂采用瓜胶冻胶用以提升纤维与支撑剂之间的紧密性，纤维与支撑剂、液体的配伍性好，纤维、支撑剂、瓜胶冻胶混合液泵入地层，纤维缠绕支撑剂，提高支撑剂在人工裂缝中的运移距离及稳定性，提高有效支撑缝长及临界出砂流速，从而减少了支撑剂的失稳和回流。然而，体积压裂主要采用低粘滑溜水作为溶剂，纤维在支撑剂中逸出率高至50％，影响了纤维提高支撑剂输送距离及防砂效果。同时，目前的体积压裂工艺忽略了纤维与支撑剂、裂缝形态的配伍性，导致现场工艺施工效果不明显。本专利技术基于结构稳定剂提高低粘滑溜水中纤维与支撑剂的配伍性，实验研究了纤维尺寸与缝宽的匹配性，根据纤维对支撑剂沉降时间的影响优选纤维加量，结构稳定剂对支撑剂和纤维混合体的铺置高度的影响优选结构稳定剂浓度，为体积压裂支撑剂高效铺置及防砂技术的现场应用提供了一套理论设计依据。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种支撑高效铺置及防砂实验设计方法，解决传统纤维防砂工艺忽略了纤维与支撑剂、裂缝形态的配伍性，导致现场工艺实施效果不明显。
[0004]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种支撑高效铺置及防砂实验设计方法，包括以下步骤：步骤一、使用多尺度缝宽模拟实验装置进行缝宽和纤维的配伍实验，得出纤维和缝宽的合理配伍；步骤二、基于不同砂比，测得纤维加量对纤维沉降时间的影响；步骤三、在步骤二的基础上，基于不同砂比，设计纤维和不同结构稳定剂加量的实验，测得结构稳定剂加量对支撑剂沉降高度的影响；步骤四、结合步骤一
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步骤三，得到纤维、支撑剂、缝宽的合理配伍。
[0005]本方案的原理：多尺度高密度缝体积压裂储层改造，形成人工裂缝复杂，尤其常规支撑剂难以进入微裂缝，拌注纤维能够增强支撑剂的悬浮能力，但是笼统拌注纤维可能适当其反的效果，长纤维存在堵塞缝口的现象，针对性的设计纤维类型能够提高支撑剂的进入各级裂缝，实现各级裂缝的全支撑，同时结构稳定剂的拌注能够增加纤维与支撑剂的网络结构，提高悬浮能力，加强支撑剂纵向沉降高度，防止压后支撑剂回流。
[0006]进一步，所述步骤一具体为：(1)基于不同类型及规格的纤维配制携砂液；(2)使用多尺度缝宽模拟实验装置模拟出不同宽度的缝宽；(3)将携砂液倒入多尺度缝宽模拟实验装置中，连接加压；(4)观察泵压变化，记录多尺度缝宽模拟实验装置出口排液时长及排液情况；(5)基于(4)得出不同类型及规格的纤维与不同缝宽的合理配伍。有益效果：针对不同
储层体积压裂形成不同缝宽，通过优化纤维类型，保证支撑剂达到在高悬浮能力的同时，纤维未堵缝口，从达到支撑剂的高效铺置。
[0007]进一步，所述步骤二具体为：(1)配置不同砂比、不同纤维加量的混砂液，将混砂液摇晃均匀；(2)将混砂液倒入容器内，记录支撑剂在容器中的完全沉降的时间。有益效果：精细化优选纤维加注浓度，确保纤维与支撑剂能够形成团簇状，增加悬浮能力。
[0008]进一步，所述步骤三具体为：基于步骤二，配置包括纤维、不同砂比和不同结构稳定剂加量的混合液，将混合液摇晃均匀；将混合液倒入容器中，记录随着时间变化，支撑剂的沉降高度的变化。有益效果：结构稳定剂能够增强纤维、支撑剂之间的耦合作用，提高支撑剂稳固能力，增加支撑剂铺置高度。
[0009]进一步，所述基于步骤二具体为：选取不同砂比支撑剂沉降时间最长的纤维浓度。有益效果：不同纤维浓度加量下悬砂能力不同，纤维加量越多，可以有效增加支撑的悬浮能力，同时经济成本考虑，优选纤维的加注浓度。
[0010]进一步，所述不同类型及规格的纤维是指不同长度、直径、抗拉强度、密度的纤维。有益效果：不同储层体积压裂形成不同缝宽，长纤维与支撑呈团簇状，难以通过微裂缝，从而形成暂堵效果，降低支撑剂的有效运移，同时要保持纤维具有较好的分散性，韧性以及一定的强度。
[0011]进一步，所述结构稳定剂为灰褐色液体，密度1.00
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1.20g/cm3，固相含量≥8％。有益效果：结构稳定剂提高纤维和支撑剂网络结构强度，支撑剂呈团簇运移，同时增加支撑剂铺置高度。
[0012]进一步，所述多尺度缝宽模拟实验装置包括竖向设置的储料筒和横向安装在储料筒内底部的承压板，所述承压板中部设有开口向下的出料口。有益效果：模拟支撑剂通过缝宽，承压板开口向下，携砂液在驱动及重力作用下通过缝口，同时避免了水平摆放，支撑剂通过缝口时提前发生大量沉降，减少数据误差。
[0013]进一步，所述出料口宽度范围为1
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6mm。有益效果：覆盖不同储层压裂形成的裂缝网络，实现对各区块各类储层中试验支撑剂高效铺置及防砂工艺。
[0014]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：与传统纤维防砂工艺相比，通过本实验方法，进行纤维、支撑剂、缝宽的配伍性实验，解决了传统纤维防砂工艺忽略了纤维与支撑剂、裂缝形态的配伍性，提高支撑剂高效铺置和防砂效果；并且纤维携砂能够进入不同开度的裂缝，扩大裂缝体支撑展布范围，实现不同级别和尺度裂缝远端支撑，纵向上支撑剂铺置高度变高，形成高导流渗流通道，根据支撑剂临界出砂流速优化现场返排制度，防止在排液及生产过程中发生大规模的支撑剂回流，导致地面流程、管线冲蚀破坏严重，影响安全生产及单井产量。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例1中1
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3mm纤维通过1mm缝宽(左)和4
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6mm纤维通过1mm缝宽(右)的实验对比示意图；
[0016]图2是本专利技术实施例1中1
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3mm纤维在不同浓度及不同砂比下的沉降时间对比图；
[0017]图3是本专利技术实施例1中1
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3mm纤维在0.3％的加注浓度下，在不同砂比和纤维稳定剂加量下的支撑剂堆积高度对比图；
[0018]图4是本专利技术实施例1中4
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6mm纤维在不同纤维浓度及不同砂比下的纤维沉降时间对比图；
[0019]图5是本专利技术实施例1中4
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6mm纤维在0.5％的加注浓度下，在不同砂比和结构稳定剂加量下的纤维堆积高度对比图；
[0020]图6是本专利技术实施例1中多尺度缝宽模拟实验装置的剖视图；
[0021]图7是本专利技术实施例1中多尺度缝宽模拟实验装置的立体图；
[0022]图8是本专利技术实施例1中多尺度缝宽模拟实验装置中承压板俯视图。
[0023]图中：1、储料筒；2、承压板；3、出料口。
具体实施方式
[0024]以下结合附图1
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8对本专利技术作进一步详细说明。
[0025]本方案所用结构稳定剂由以下方法制备而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支撑高效铺置及防砂实验设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、使用多尺度缝宽模拟实验装置进行缝宽和纤维的配伍实验，得出纤维和缝宽的合理配伍；步骤二、基于不同砂比，测得纤维加量对纤维沉降时间的影响；步骤三、在步骤二的基础上，基于不同砂比，设计纤维和不同结构稳定剂加量的实验，测得结构稳定剂加量对支撑剂沉降高度的影响；步骤四、结合步骤一
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步骤三，得到纤维、支撑剂、缝宽的合理配伍。2.根据权利要求1所述的一种支撑高效铺置及防砂实验设计方法，其特征在于，所述步骤一具体为：(1)基于不同类型及规格的纤维配置携砂液；(2)使用多尺度缝宽模拟实验装置模拟出不同宽度的缝宽；(3)将携砂液倒入多尺度缝宽模拟实验装置中，连接加压；(4)观察泵压变化，记录多尺度缝宽模拟实验装置出口排液时长及排液情况；(5)基于(4)得出不同类型及规格的纤维与不同缝宽的合理配伍。3.根据权利要求1所述的一种支撑高效铺置及防砂实验设计方法，其特征在于，所述步骤二具体为：(1)配置不同砂比、不同纤维加量的混砂液，将混砂液摇晃均匀；(2)将混砂液倒入容器内，记录支撑剂在容器中的完全沉降的时间。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：任山，张绍彬，杨璠，刁素，郭青松，张阳，鲁智勇，刘斌，张嘉鹏，郑伟，康毅，
申请(专利权)人：成都劳恩普斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：