[发明专利]一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法

说明书

本发明公开了一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，属于非常规油气藏增产改造技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、打印出可视化模拟页岩岩样，制作模拟井筒；b、将可视化模拟页岩岩样置于可视化压裂腔体中，再将模拟井筒装入裸眼井筒中；c、通过液压室向可视化压裂腔体施加三向应力，开启高清摄录相机记录压裂缝网在不同注入条件下的裂缝起裂、扩展和延伸状态，采集排量和压力数据；d、测试结果数据分析，得到不同压裂模式、不同施工参数条件下的裂缝起裂、扩展和延伸形态及尺寸参数。本发明模拟结果能用于指导压裂方案设计优化、现场施工决策调整和压后量化评估，整个实验方法简单，易操作。

技术领域

本发明涉及到非常规油气藏增产改造技术领域，尤其涉及一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法。

背景技术

天然气是目前世界上最清洁的能源，我国天然气资源量丰富，特别是页岩气资源。页岩气的高效开发不仅有力减缓了我国对天然气清洁能源的供应紧张局面，同时还在很大程度上降低了我国能源的对外依存度。截至目前，我国页岩气的开发历程已有数年之久，其中滑溜水、大规模、大排量、水平井分段压裂等是页岩气开发的主体技术，但是，针对如何准确有效评价不同压裂模式，如单井压裂、多井拉链、多井同步，施工参数，如排量区间、射孔参数、液体性能等对形成的人工裂缝的精细影响，以及如何有效对压裂裂缝进行精准诊断，仍是当前制约我国南方页岩气高效精细开发的关键问题。因此，在实验室条件下开展基于裂缝可视化的压裂模式评价、压裂缝网诊断研究对优化压裂方案设计、提高现场措施，针对性指导压后量化评估具有重要意义。目前，实验室对压裂裂缝可视化研究主要有三类方法：一是应用可固化的压裂液进行压裂模拟，实验结束后取出已固化的压裂裂缝；二是应用CT扫描构建裂缝形态，该方法在实验前后均需对岩样进行CT扫描，并应用扫描结果进行裂缝形态的构建；三是应用核磁共振成像构建压裂裂缝形态，即压裂后岩样进行白油饱和，然后进行核磁共振成像，其显示的即为白油所饱和的裂缝形态。以上述为代表的现有方法或技术，仍然存在缺陷。方法一中的压裂液由于添加了固化剂，其粘度较高，难以模拟滑溜水等低粘流体对裂缝形态的影响；另外，从岩体中取出固化后裂缝较困难，部分细小裂缝易损坏丢失；方法二的主要缺陷在于试样受CT扫描尺寸制约、CT扫描面多量大、存在辐射、裂缝精度受扫描面的数量影响；方法三的主要缺陷在于在饱和白油的过程中可能导致新的裂缝产生，影响评价精度，且成本高，不利于推广。

公开号为CN 102590456A，公开日为2012年07月18日的中国专利文献公开了一种模拟页岩储层水平井体积压裂的装置，其特征在于，其包括模拟储层腔体、数据采集控制面板、计算机、在模拟储层腔体内设置的水平井筒，所述的数据采集控制面板与计算机相连；所述模拟储层腔体包括上盖和矩形腔，所述上盖通过螺栓密封设置在矩形腔上；在模拟储层腔体的一侧壁上贯通设置有若干个进液孔，所述进液孔在模拟储层腔体的一侧壁上呈同一水平直线设置，所述水平井筒穿过其中一个进液孔设置在模拟储层腔体内，其余进液孔封堵备用；水平井筒筒壁上分段间隔设有射孔孔眼，水平井筒一端为进液口，水平井筒的另一端封闭；在模拟储层腔体内壁上设置有多条供给源管，所述多条供给源管均与模拟储层腔体外壁上设置的供给源进液口相连，在供给源进液口处设置有阀门，在供给源管上设置均匀设置有孔眼；在模拟储层腔体内填充有介质；在模拟储层腔体内上、中、下分布三层压力传感器，每层均匀分布30～40只压力传感器；每只压力传感器均通过电缆与数据采集控制面板相连；所述装置还包括储液罐和气罐，在储液罐外设加热套，加热套上设有温度传感器，所述温度传感器与数据采集控制面板连接，所述储液罐的出料口通过柱塞泵与管线相连，在所述管线上设置有流量计和压力表，所述流量计和压力表分别与数据采集控制面板连接；所述气罐的出气口与气体管道相连，在气体管道上设置有气体流量计，所述气体流量计与数据采集控制面板连接；当模拟页岩储层压裂缝扩展时，供给源进液口处的阀门关闭设置，所述储液罐通过管线与水平井筒的进液口相连通。

该专利文献公开的模拟页岩储层水平井体积压裂的装置，能够优化压裂施工参数和裂缝参数，解决页岩储层压裂的问题。但是，不能满足对不同压裂模式及施工参数条件下的裂缝形态量化要求，模拟结果精准性欠佳，不能有效用于指导压裂方案设计优化和压后量化评估。