微支撑剂加砂装置及加砂方法

本发明涉及支撑剂加入领域，尤其涉及微支撑剂加砂装置及加砂方法。

背景技术：

1、随着油气开发的不断深入，非常规油气资源逐渐成为了开发的重点。由于非常规油气储层通常需要通过体积压裂技术，构建复杂缝网，连通天然裂缝，实现非常规储层的高效开发。但页岩储层微裂缝/天然裂缝缝宽普遍介于50μm到200μm之间，常规粒粒径(20/40，40/80，70/140目)支撑剂粒径为850微米～106微米不能进入远端的微裂缝及天然裂缝，因此为了提升对于天然裂缝和远端微裂缝充填，开始提出应用粒径更小的微支撑剂对微裂缝/天然裂缝进行支撑剂，防止在地应力作用下，压开的裂缝再度闭合，形成无效死裂缝。

2、目前常规粒径支撑剂，通常采用袋装支撑剂-上料绞龙-储存砂罐-出料绞龙的加注工艺将支撑剂从吨袋破袋后，通过上料绞龙和皮带添加至储存砂罐中，随后通过出料绞龙，将支撑剂添加至掺和罐然后进行加注。但由于微支撑剂与常规粒径支撑剂不同，由于颗粒粒径小，利用传统方式添加微支撑剂会粘附破袋器和储砂罐壁面，绞笼吃空、破袋过程扬尘大，支撑剂在绞龙中流动不畅，加入效率低，同时针对微支撑剂的加砂压裂工艺研究也较少。

技术实现思路

1、为了解决现有支撑剂加入装置中小粒径目数支撑剂破袋过程扬尘大，支撑剂流动性不好以及加入效率低且缺乏微支撑剂加砂方法的问题，本发明提出微支撑剂加砂装置及加砂方法，解决上述问题。

2、微支撑剂加砂装置包括供应源，供应源通过添剂装置连接有缓存罐，缓存罐内部设置有稳流装置，缓存罐下方设置有流量控制装置，流量控制装置连接有出料装置，所述微支撑剂加砂装置还包括粉尘收集器。

3、优选的，所述添剂装置包括传送装置和设置在传送装置上的添剂速率调节器，所述传送装置的两端分别与供应源和缓存罐连接。

4、优选的，所述缓存罐包括罐体和设置在罐体上的支撑剂存量测量器，罐体与传送装置连接。

5、优选的，所述稳流装置包括多根多根垂向的悬置弹簧，悬置弹簧的上端固定设置在罐体上表面的内壁上，每根悬置弹簧下端设置有配重块，悬置弹簧和配重块之间设置有振源板。

6、优选的，所述流量控制装置包括设置在罐体下方的流量控制阀，流量控制阀下方设置有流量测量装置。

7、优选的，所述出料装置包括螺旋传送管，螺旋传送管一端与流量测量装置连接，另一端依次连接有排空头和波纹软管，排空头上设置有放气口，波纹软管的末端为出料口。

8、优选的，所述粉尘收集器的数量为个，分别设置在传送装置和罐体的连接处、排空头放气口以及波纹软管出料口。

9、微支撑剂加砂方法，使用所述的微支撑剂加砂装置进行加砂，所述微支撑剂加砂方法包括以下步骤：

10、s1、筛选微支撑剂的粒径；

11、s2、分别对微裂缝在储层深部、储层中部和储层端部的储层使用所述微支撑剂加砂装置泵入微支撑剂。

12、优选的，所述s1包括以下步骤：

13、s11、计算等效缝宽

14、获取目标井的页岩储层岩心，通过物模实验得到不同尺度的劈裂岩心，随后在导流能力测试仪中模拟储层条件下的有效闭合应力环境，并测定该应力条件下劈裂岩样的导流能力，通过立方定律计算等效缝宽，等效缝宽的计算公式如下：

15、

16、式中，e为考虑软化层的裂缝受压时闭合缝宽，单位为μm；

17、s12、计算不同流速条件下微支撑剂允许进入的最小缝宽以及不同目数的微支撑剂可进入的极限缝宽，并以此筛选微支撑剂的粒径，计算公式如下：

18、

19、式中，vp为微支撑剂流动速度，单位为m/s,vf为流体流动速度,单位为m/s,dp为微支撑剂粒径，单位为mm，w为裂缝缝宽，单位为mm。

20、优选的，所述s2中对储层深部的微裂缝泵入微支撑剂的方法为：利用压裂液预造裂缝，随着裂缝通道的建立，打入段塞隔离液，接着加入微支撑剂的配套分散剂，随后泵入微支撑剂，实现微裂缝的前端支撑；同时泵注一段隔离液，泵注完后，泵入40/70目支撑剂实现裂缝中端的有效支撑剂；最后再泵入20/40支撑剂，实现裂缝入口端的支撑；

21、所述s2中对储层中部的微裂缝泵入微支撑剂的方法为：利用压裂液预造裂缝，随着裂缝通道的建立，先泵入70/140目支撑剂，充填远端的主裂缝，并注入段塞隔离液，接着加入微支撑剂的配套分支撑剂散剂，泵入微支撑剂进入裂缝的中端，实现微裂缝的中端支撑；随后，再次打入段塞隔离液，泵注完隔离液后，最后再泵入20/40支撑剂，实现裂缝入口端的支撑；

22、所述s2中对储层端部的微裂缝泵入微支撑剂的方法为：利用压裂液预造裂缝，随着裂缝通道的建立，先泵入40/70目支撑剂，充填远端的主裂缝，随后注入段塞隔离液，接着加入微支撑剂的配套分支撑剂散剂，泵入微支撑剂进入裂缝的前端，最后注入段塞隔离液泵入20/40支撑剂，实现裂缝入口端的支撑。

23、本发明的有益效果：

24、(1)本发明的微支撑剂加砂装置可以实现微支撑剂的高效加注；

25、(2)本发明的微支撑剂加砂装置可以减少微支撑剂加入过程中的扬尘；

26、(3)本发明的微支撑剂加砂装置可以减少微支撑剂施工过程中吨袋的成本；

27、(4)本发明的微支撑剂加砂装置除了能够加注微支撑剂外，也能实现常规支撑剂的高效加注；

28、(5)本发明的微支撑剂加砂方法能够针对储层设计不同的微支撑剂压裂方案，实现微支撑剂的高效应用。

技术特征：

1.微支撑剂加砂装置，其特征在于，包括供应源((1)，供应源(1)通过添剂装置连接有缓存罐，缓存罐内部设置有稳流装置，缓存罐下方设置有流量控制装置，流量控制装置连接有出料装置；

2.根据权利要求1所述的微支撑剂加砂装置，其特征在于，所述添剂装置包括传送装置(3)和设置在传送装置(3)上的添剂速率调节器(2)，所述传送装置(3)的两端分别与供应源(1)和缓存罐连接。

3.根据权利要求2所述的微支撑剂加砂装置，其特征在于，所述缓存罐包括罐体(4)和设置在罐体(4)上的支撑剂存量测量器(5)，罐体(4)与传送装置(3)连接。

4.根据权利要求3所述的微支撑剂加砂装置，其特征在于，所述稳流装置包括多根垂向的悬置弹簧(6)，悬置弹簧(6)的上端固定设置在罐体(4)上表面的内壁上，每根悬置弹簧(6)下端设置有配重块(8)，悬置弹簧(6)和配重块(8)之间设置有振源板(7)。

5.根据权利要求4所述的微支撑剂加砂装置，其特征在于，所述流量控制装置包括设置在罐体(4)下方的流量控制阀(9)，流量控制阀(9)下方设置有流量测量装置(10)。

6.根据权利要求5所述的微支撑剂加砂装置，其特征在于，所述出料装置包括螺旋传送管(11)，螺旋传送管(11)一端与流量测量装置(10)连接，另一端依次连接有排空头(12)和波纹软管(13)，排空头(12)上设置有放气口，波纹软管(13)的末端为出料口。

7.根据权利要求6所述的微支撑剂加砂装置，其特征在于，所述粉尘收集器(14)的数量为3个，分别设置在传送装置(3)和罐体(4)的连接处、排空头(12)放气口以及波纹软管(13)出料口。

8.微支撑剂加砂方法，其特征在于，使用权利要求7所述的微支撑剂加砂装置进行加砂，所述微支撑剂加砂方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的微支撑剂加砂方法，其特征在于，所述s1包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的微支撑剂加砂方法，其特征在于，所述s2中对储层深部的微裂缝泵入微支撑剂的方法为：利用压裂液预造裂缝，随着裂缝通道的建立，打入段塞隔离液，接着加入微支撑剂的配套分散剂，随后泵入微支撑剂，实现微裂缝的前端支撑；同时泵注一段隔离液，泵注完后，泵入40/70目支撑剂实现裂缝中端的有效支撑剂；最后再泵入20/40目支撑剂，实现裂缝入口端的支撑；

技术总结本发明公开了微支撑剂加砂装置及加砂方法，加砂装置包括供应源，供应源通过添剂装置连接有缓存罐，缓存罐内部设置有稳流装置，缓存罐下方设置有流量控制装置，流量控制装置连接有出料装置，所述微支撑剂加砂装置还包括粉尘收集器。本发明的微支撑剂加砂装置可以实现微支撑剂的高效加注并减少微支撑剂加入过程中的扬尘以及减少微支撑剂施工过程中吨袋的成本，还能实现常规支撑剂的高效加注；微支撑剂加砂方法能够针对储层设计不同的微支撑剂压裂方案，实现微支撑剂的高效应用。技术研发人员：李骏,任韶枫,何思源,吴明移,韩旭,张钰姣,明勇,蒲思杰,周利华受保护的技术使用者：西南石油大学技术研发日：技术公布日：2024/6/20