石英砂压裂支撑剂矿源综合评价优选方法技术

本发明专利技术公开了石英砂压裂支撑剂矿源综合评价优选方法；涉及油气田开发技术领域；解决现有技术中无法定量化地评价石英矿石是否具备作为压裂支撑剂性能的问题；所述方法包括：

【技术实现步骤摘要】
石英砂压裂支撑剂矿源综合评价优选方法


[0001]本专利技术涉及油气田开发
，更具体的是涉及石英砂压裂支撑剂矿源综合评价优选方法
。

技术介绍

[0002]目前压裂是油气藏开发普遍采用的生产工艺
。
在石油天然气深井开采时，高闭合压力低渗透性矿床经压裂处理后，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成的通道中汇集而出，此时需要流体注入岩石基层，以超过地层破裂强度的压力，使井筒周围岩层产生裂缝，形成一个具有高层流能力的通道，为保持压裂后形成的裂缝开启，油气产物能顺畅通过，用石油压裂支撑剂随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加产量
。
压裂支撑剂的性能是决定页岩油气藏能否持续高产稳产的关键因素之一
。
[0003]目前常用的压裂支撑剂主要有石英砂
、
铝钒土陶粒砂及树脂包覆的复合颗粒等
。
由于石英砂成本低，同时密度较低易于泵送，被大量使用
。
随着页岩气储层的大力开发，页岩气对石英砂压裂支撑剂的需求越来越大
。
石英砂压裂支撑剂的选择不仅关系到投入的成本，亦直接关系到增产后的效果
。
目前国内页岩气压裂用石英砂主要来源为沙漠砂，随着页岩气进一步大规模的开发，石英砂受到运输成本等方面的制约，因此面对国内降本增效的需求，在油矿区就近矿山开展石英砂矿源的优选加工及应用有利于进一步降低油气开采开发成本
。
[0004]而目前矿山石英砂生产现状存在以下制约矿山石英砂应用的问题：
①
矿物来源复杂；
②
石英矿石组分差异较大；
③
石英矿物理
、
化学
、
力学性能参差不齐；
④
产品标准化不够
。
因此，科学合理地优选石英矿是保证页岩油气藏压裂工艺实施取得成功的先决条件
。
[0005]长期的实践表明，压裂用石英砂性能主要受其物理性能
、
化学性能和力学性能等多种因素的影响
。
评价一个石英矿所产石英砂是否满足压裂的性能要求也受到较多因素的制约，因此压裂用石英砂选矿本质上是一个多因素综合评价
/
决策问题
。
目前，对于石英砂产品是否达到压裂用性能要求，主要通过测试若干单个的性能指标来判断，经验性
、
随意性较大，尚未形成定量化的评价体系和方法
。
对于厂家提供的多个矿物样品，也难以做出科学有效
、
综合的横向对比，造成选矿存在一定的技术风险
。
[0006]因此，需要制定专门的石英砂矿源综合评价优选方法，有助于基于矿石基础数据快速
、
准确
、
定量化地评价石英矿石样品是否具备作为压裂支撑剂的性能，对于制定科学
、
合理的压裂支撑剂生产政策，进一步降低油气开采成本具有较高的现实意义
。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了石英砂压裂支撑剂矿源综合评价优选方法，另外还提供了定量计算和比较不同产地
、
层位
、
物性的石英砂矿品质的方法
。
[0008]本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]石英砂压裂支撑剂矿源综合评价优选方法
。
所述方法包括以下步骤：
[0010]S1、
收集待评价石英矿石样品以及石英矿石样品的相关信息资料；
[0011]S2、
建立反映压裂用石英砂选矿要求的评价指标体系；
[0012]S3、
对石英矿石样品的各项评价指标值进行无因次归一化处理；
[0013]S4、
确定评价指标体系中各项评价指标的权重；可选地，对某项评价指标的相关信息资料缺少的情况进行“动态赋权”处理；
[0014]S5、
建立选矿的模糊综合评价层次分析数学模型，得到石英矿石样品的第一层次评价指标的模糊综合评价值作为应用指数；
[0015]S6、
根据事先确定的选矿阈值，比较石英矿石样品的“应用指数”与选矿阈值的大小，确定石英矿石样品的选矿评价结论
。
[0016]工作原理：本专利技术提出“应用指数”来定量表征石英矿石产品满足作为压裂支撑剂的程度
。
应用指数是基于模糊综合评判层次分析数学模型来获得的
。
模糊综合评判层次分析数学模型首先建立反映压裂用石英砂选矿要求的评价指标体系，并确定评价指标体系中各项评价指标的权重，再分别对各评价指标进行模糊综合评价计算，最终得到石英矿石样品的模糊综合评价定量计算结果，即应用指数，最后比较石英矿石样品的应用指数与选矿阈值的大小，最后提出对各石英矿石样品的评价意见
。
[0017]进一步，步骤
S1
中，所述相关信息资料包括生产厂商
、
产地
、
产层
、
产量
、
外观
、
运输条件
、
价格
。
所述相关信息资料有助于在定量计算应用指数后，比较不同产地
、
层位
、
物性的石英砂矿品质
。
[0018]进一步，步骤
S2
中，所述评价指标体系包括第一层次评价指标和第二层次评价指标
。
更进一步，所述第一层次评价指标包括物理性能指标
、
化学性能指标和力学性能指标
。
模糊综合评判层次分析数学模型将石英矿石的物理性能
、
化学性能和力学性能等定为第一层次评价指标
。
上述三个大类评价指标下面的细分指标定为第二层次评价指标
。
模型分成两个层次分别对各层次的指标进行模糊综合评判计算，最终得到石英矿石样品模糊综合评价定量计算结果，即应用指数，再进一步提出对各石英矿石样品的评价意见
。
[0019]具体的，反映石英矿石物理性能的第二层次评价指标包括：密度
、
粒径中值
、
分选系数和颗粒磨圆度
。
反映石英矿石化学性能的第二层次评价指标包括：石英含量和酸蚀率
。
反映石英矿石力学性能的第二层次评价指标包括：矿石的抗压强度和杨氏模量
。
[0020]进一步，步骤
S4
中，各项评价指标的权重通过专家打分法和
/
或客观法确定
。
[0021]进一步，步骤
S6
中，所述选矿阈值通过以下方式确定：对以往通过步骤
S1
‑
S5
计算得到的石英矿石样品应用指数分布经验范围，根据专家经验本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
石英砂压裂支撑剂矿源综合评价优选方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
收集待评价石英矿石样品以及石英矿石样品的相关信息资料；
S2、
建立反映压裂用石英砂选矿要求的评价指标体系；
S3、
对石英矿石样品的各项评价指标值进行无因次归一化处理；
S4、
确定评价指标体系中各项评价指标的权重；可选地，对某项评价指标的相关信息资料缺少的情况进行“动态赋权”处理；
S5、
建立选矿的模糊综合评价层次分析数学模型，得到石英矿石样品的第一层次评价指标的模糊综合评价值作为应用指数；
S6、
根据事先确定的选矿阈值，比较石英矿石样品的“应用指数”与选矿阈值的大小，确定石英矿石样品的选矿评价结论
。2.
根据权利要求1所述的石英砂压裂支撑剂矿源综合评价优选方法，其特征在于，步骤
S1
中，所述相关信息资料包括生产厂商
、
产地
、
产层
、
产量
、
外观
、
运输条件
、
价格
。3.
根据权利要求1所述的石英砂压裂支撑剂矿源综合评价优选方法，其特征在于，步骤
S2
中，所述评价指标体系包括第一层次评价指标和第二层次评价指标
。4.
根据权利要求3所述的石英砂压裂支撑剂矿源综合评价优选方法，其特征在于，所述第一层次评价指标包括物理性能指标
、
化学性能指标和力学性能指标
。5.
根据权利要求4所述的石英砂压裂支撑剂矿源综合评价优选方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚蔚，石孝志，管彬，尹丛彬，何乐，任勇，欧维宇，陈健，朱矩辉，周瀚，李雪飞，左建东，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：