大斜度井分段压裂物模试验方法与流程

本发明属于油气井增产，涉及一种大斜度井分段压裂物模试验方法。

背景技术：

1、面对薄夹层发育的厚油藏，采用定向井开发改造体积小、单井产量低、递减快，采用水平井钻遇油层单一、纵向储量动用程度较低，因此采用大斜度井分段压裂技术是当前开发该类油藏的一项行之有效的方法。

2、目前在大斜度井压裂后人工裂缝延伸规律的研究过程中，现有的技术方法仍难以克服三个主要问题，一是射孔后压裂裂缝能否穿过薄夹层；二是压裂时大斜度井斜井筒附近的裂缝是否存在转弯；三是分段压裂的缝间距如何影响多裂缝的延伸。这三个问题严重影响了大斜度井分段压裂参数的优化和工艺的进步，制约了大斜度井分段压裂技术在薄夹层发育厚储层的开发效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种大斜度井分段压裂物模试验方法，解决了现有技术针对薄夹层发育的厚储层大斜度井裂缝延伸规律，难以提供科学直观的研究方法的问题。

2、本发明采用的技术方案是，一种大斜度井分段压裂物模试验方法，按照以下步骤实施：

3、步骤1，获取真实标准地质岩心在地层条件下的三向地应力数值和岩石力学参数；

4、步骤2，建立物理模型，来模拟真实薄夹层发育的厚储层大斜度井分段压裂过程；

5、步骤3，检验物理模型的精度，若精度达标，进入步骤4；若精度不达标，则重复步骤2，直到精度达标；

6、步骤4，按照步骤1测试得到的三向地应力数值，对物理模型加载围压，注入压裂液，进行分段水力压裂试验；同时，采集量化数据；

7、步骤5，分割试件，观察裂缝形态；

8、步骤6，量化分析物理模型的裂缝形态，得到裂缝延伸规律。

9、本发明的有益效果是，通过建立模拟薄夹层发育厚储层大斜度井分段压裂的物理模型，在模型试件垂直方向和水平方向加载三个独立的应力，在模型试件表面安装有声发射传感器，在内部预置有光纤，通过声发射信号采集单元、光纤解调仪实时监测和定位裂缝形态，为研究裂缝延伸规律提供量化数据，本方法的各个试验要素逼近真实地质条件，能够掌握薄夹层发育的厚储层大斜度井分段压裂人工裂缝的延伸规律，指导储层改造，大幅度提高该类油藏的开发效果。

技术特征：

1.一种大斜度井分段压裂物模试验方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

2.根据权利要求1所述的大斜度井分段压裂物模试验方法，其特征在于：所述的真实标准地质岩心选用全直径岩心，全直径岩心是指用取心技术从油气层中取出的岩心，不经过切割和劈分，整段用于实验室进行分析测定有关参数的柱状岩心。

3.根据权利要求2所述的大斜度井分段压裂物模试验方法，其特征在于：所述的真实标准地质岩心的形状为高度50mm、直径25mm的圆柱体，采用三轴压缩实验机测试真实标准地质岩心的垂直方向应力σv、最大水平方向应力σh、最小水平方向应力σh、以及在地层条件下的岩石力学参数；

4.根据权利要求1所述的大斜度井分段压裂物模试验方法，其特征在于：所述的物理模型(1)的形状为50cm×50cm×50cm的立方体，物理模型(1)采用两种不同强度的水泥分别与石英砂混合形成水泥砂浆作为主材料制作而成，两种水泥砂浆分别用来模拟储层砂岩(2)和薄夹层(3)。

5.根据权利要求4所述的大斜度井分段压裂物模试验方法，其特征在于：所述的物理模型(1)中预置人工井筒(4)，预置的人工井筒(4)安置在模型中心位置，与最小水平主应力σh所在面平行，同时与水平面夹角为70～80°；在人工井筒(4)上需要提前按照一定长度间隔钻孔，模拟射孔的孔眼，射孔的间距为2～10cm。

6.根据权利要求5所述的大斜度井分段压裂物模试验方法，其特征在于：所述的物理模型(1)中，每个射孔单元(5)对应一个射孔段，一个人工井筒(4)上的射孔段数为2～6段。

7.根据权利要求1所述的大斜度井分段压裂物模试验方法，其特征在于：步骤3中，检验物理模型(1)精度的具体过程是：在物理模型(1)上钻孔得到模型岩心，通过三轴压缩实验机测试得到模型岩心的物理参数，与步骤1获得的真实标准地质岩心的物理参数进行对比，若符合率≥95％，即为精度达标，进入步骤4；若符合率小于95％，即为精度不达标，重复步骤2，直到精度达标。

8.根据权利要求7所述的大斜度井分段压裂物模试验方法，其特征在于：所述模型岩心与真实标准地质岩心的形状尺寸相同，均为高度50mm、直径25mm的圆柱体；模型岩心需测试的物理参数包括杨氏模量和泊松比。

9.根据权利要求1所述的大斜度井分段压裂物模试验方法，其特征在于：步骤4中的具体过程是，对物理模型(1)同时加载垂直方向和最大、最小水平方向三向应力σv、σh、σh，三向应力加载之后模拟分段水力压裂，从下至上逐级向人工井筒(4)的相应射孔单元(5)中注入压裂液，当压裂液通过各个射孔单元(5)后进入物理模型(1)，压裂液会以射孔单元(5)为中心，依次延伸产生多条水力裂缝；

技术总结本发明公开了一种大斜度井分段压裂物模试验方法，步骤包括：1)获取真实标准地质岩心在地层条件下的三向地应力数值和岩石力学参数；2)建立物理模型，来模拟真实薄夹层发育的厚储层大斜度井分段压裂过程；3)检验物理模型的精度，若精度达标，进入步骤4；若精度不达标，重复步骤2，直到精度达标；4)按照步骤1得到的三向地应力数值，对物理模型加载围压，注入压裂液，进行分段水力压裂试验；同时，采集量化数据；5)分割试件，观察裂缝形态；6)量化分析物理模型的裂缝形态，得到裂缝延伸规律。本发明的方法，通过试验要素逼近真实地质条件，掌握薄夹层发育的厚储层大斜度井分段压裂裂缝的延伸规律，提高该类油藏开发效果。技术研发人员：张矿生,刘汉斌,唐梅荣,张彦军,王建麾,李志文,曹宗熊,李川,余兴国,胡超,王蓓,王泫懿,山树民,刘丽霞,樊凤玲受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30