[发明专利]非连续充填方式下导流能力测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气田开发过程中的非连续铺砂方式下支撑裂缝导流能力的室内评价及测试方法。

背景技术

非连续铺砂方式是指低渗透油气藏储层改造过程中，采用特殊纤维材料和压裂液体系，结合脉冲式加砂向人工水力裂缝内不连续性泵注携砂液所形成的支撑剂砂柱非连续铺置方式。现场改造经验表明，较传统的连续加砂方式而言，脉冲压裂非连续性铺砂方式可获得比邻井同层更高的产量，且所需压裂液和支撑剂较常规压裂更低。由于脉冲式加砂压裂形成的支撑裂缝受地层岩石力学参数制约，因此非连续充填方式下的支撑裂缝能否在地层闭合压力作用和流体冲蚀过程中保证导流能力的高效性是该项工艺的技术关键。通过非连续铺砂方式下支撑裂缝导流能力的测试与分析，是优化脉冲压裂施工参数的基础。因此在模拟人工裂缝内进行非连续性铺砂方式下的导流能力测试是必要和紧迫的。

目前模拟支撑裂缝的测试分析方法存在如下明显局限：

(1)采用连续铺砂方式，仅能考察常规连续加砂方式下所得支撑裂缝导流能力，不能满足脉冲压裂非连续铺砂方式下支撑裂缝导流能力的分析。

(2)实验考察因素未考虑现场实际返排测试情况，即无法考察与现场实际情况一致时支撑剂充填层在地层闭合压力作用和流体冲蚀作用下的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种非连续充填方式下导流能力测试方法。本发明可真实反应脉冲压裂过程中非连续性铺砂方式下支撑剂砂柱在地层闭合应力作用下的变形过程，描述铺砂方式的改变对裂缝导流能力的影响。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种非连续充填方式下导流能力测试方法，其特征在于：首先制备符合脉冲压裂水力人工裂缝内非连续充填方式下的支撑剂砂柱试件，然后进行非连续铺砂方式下支撑裂缝导流能力测试。

所述非连续铺砂方式下支撑裂缝导流能力测试包括：将制备好的支撑剂砂柱试件按非连续铺置方式置入导流室，支撑剂砂柱试件之间的空间形成模拟裂缝沟槽，通过支撑剂砂柱试件对模拟裂缝进行不连续支撑，且由非连续铺置的支撑剂砂柱试件形成流体流通通道；根据实际地层条件设置实验参数，模拟地层条件下不连续支撑裂缝，收集不同条件下的测试结果，计算得到脉冲压裂不连续支撑裂缝导流能力。

所述测试结果通过如下公式计算得到脉冲压裂不连续支撑裂缝导流能力：

通过公式计算不连续支撑裂缝导流能力，式中：K_f——裂缝原始渗透率，μm²，w_f——支撑裂缝宽度，cm；β——惯性压降系数，20/40目支撑剂时有a＝1.54,b＝2.65；ρ_g——流体密度，g/cm³；v——气体流速，cm/s；w—支撑裂缝流动截面宽度，cm；q₀—标准大气压下气体体积流量(出口端)，cm³/s；μ_g—测试气体黏度，mPa*s；p₁、p₂—上游压力、下游压力，kPa。

所述支撑剂砂柱试件放入导流室内腔，支撑剂砂柱试件上下分别为金属板，金属板间由非连续铺置的支撑剂柱塞形成流体流通通道。

所述支撑剂砂柱试件的制备过程如下：

a、利用压裂液、纤维和支撑剂制备混合砂体；

b、将混合砂体放置在砂柱填充模具内；

c、对砂柱填充模具内的混合砂体进行压实使其成型砂柱雏形；

d、将砂柱雏形处理得到支撑剂砂柱试件。

所述步骤a中，将压裂液、纤维和支撑剂按现场纤维携砂液的标准混合制备混合砂体。

所述步骤b中，将混合砂体以不连续铺置方式放置在砂柱填充模具内。

所述步骤d中，将砂柱雏形放入恒温箱，在105～110℃温度条件下烘焙20～30分钟，然后放入干燥器内冷却至室温，得到支撑剂砂柱试件。

采用本发明的优点在于：

1、本发明提供的脉冲压裂非连续性铺砂支撑裂缝导流能力测试方法原理可靠，非连续支撑剂砂柱制作方法简单可行，可真实反应脉冲压裂过程中非连续性铺砂方式下支撑剂砂柱在地层闭合应力作用下的变形过程，描述铺砂方式的改变对裂缝导流能力的影响；测量方法切实可行，实验结果具有良好的适应性，本发明为脉冲压裂非连续铺砂方式下支撑裂缝导流能力的测试提供了评价方法。

2、本发明真实模拟了脉冲压裂非连续铺砂方式下支撑剂柱塞受地层闭合压力和流体冲蚀的变形过程；可测试脉冲压裂多种非连续铺砂方式下的支撑裂缝导流能力。