[发明专利]用于评价钻井液对天然裂缝的伤害程度的试验系统与方法

说明书

本发明公开了一种用于评价钻井液对天然裂缝的伤害程度的试验系统与方法，所述装置包括：钻井液评价的试验装置，包括：试样，所述试样沿水平方向开设有盲孔，用于模拟水平井筒；所述盲孔内设有天然裂缝，所述天然裂缝用于充填不同类型的钻井液；模拟套管，固定设置于所述盲孔内，所述模拟套管上与所述天然裂缝对应的位置设有喷射孔，所述模拟套管的第一端为盲端，所述模拟套管的第二端用于连接水力压裂系统；真三轴压裂试验机，所述真三轴压裂试验机内部放置所述水力压裂系统；水力压裂系统，与所述钻井液评价的试验装置的模拟套管连接，用于向所述模拟套管泵入压裂液。解决了目前钻井液对天然裂缝封堵后难以定量评价的技术难题。

技术领域

本发明涉及非常规储层水力压裂开发技术领域，特别涉及一种用于评价钻井液对天然裂缝的伤害程度的试验系统与方法。

背景技术

非常规油气资源(包括页岩气、致密砂岩气、煤层气等)作为一种高效、优质的清洁能源，是实现低碳消费的最佳选择。但非常规油气资源存在储层孔隙度低、渗透率低等特征。为了实现高效开采，必须通过压裂改造产生人工裂缝网络才能形成商业开发。在天然裂缝发育的区块钻井，然后采用水力压裂技术形成人工压裂缝沟通天然裂缝以获得高导流能力的油气流动通道，获得高产油气流。但目前对裂缝型储层进行钻井过程中，致密油气储层很容易受到钻井液、改造液等入井流体的污染，增大了油气通道的流动阻力，同时影响固井之后压裂过程中压裂液在近井筒附近的起裂与沟通天然裂缝的能力。因此，探究钻井液等入井流体对储层天然裂缝的封堵及伤害特征，进而揭示钻井液、改造液等入井流体对裂缝性致密储层的伤害机理，为新型低伤害钻井液、改造液体系的研发提供支撑。

目前对于钻井液对储层伤害及运移规律开展研究的工作较多，多是从油藏开发角度进行的相关研究。但目前对于钻井液、入井流体对压裂改造中起裂压力及压裂改造造缝能力评价的研究几乎为空白。

因此，如何开发一种用于评价钻井液对天然裂缝的伤害程度的试验系统与方法，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种用于评价钻井液对天然裂缝的伤害程度的试验系统与方法，可研究不同钻井液类型、钻井液密度、天然裂缝类型及钻井液封堵时间等参数下的封堵伤害特征进行定量评价，能够获得天然裂缝封堵后不同参数下起裂压力及裂缝扩展形态特征。为含天然裂缝致密油气储层压裂液性能优选提供方法，对推动非常规储层水平井井壁控制理论与技术及现场施工设计优化都具有一定的工程意义。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种用于评价钻井液对天然裂缝的伤害程度的试验系统，包括：钻井液评价的试验装置、真三轴压裂试验机和水力压裂系统；

所述钻井液评价的试验装置，包括：

试样，所述试样沿水平方向开设有盲孔，用于模拟水平井筒；所述盲孔内设有天然裂缝，每个所述天然裂缝均与所述盲孔正交和/或斜交，所述天然裂缝用于充填不同类型的钻井液；

模拟套管，固定设置于所述盲孔内，所述模拟套管上与所述天然裂缝对应的位置设有喷射孔，所述喷射孔用于向所述天然裂缝内喷射所述钻井液，所述模拟套管的第一端为盲端，所述模拟套管的第二端用于连接水力压裂系统；

所述真三轴压裂试验机，用于向所述水力压裂系统施加地层三向应力，在进行试验时，所述真三轴压裂试验机内部放置所述水力压裂系统；

水力压裂系统，与所述钻井液评价的试验装置的模拟套管连接，用于向所述模拟套管泵入压裂液。

进一步地，所述试样的力学特征适应于所模拟的岩层，所述力学特征包括强度、变形应力特征。

进一步地，所述试样为立方体形状。

进一步地，所述盲孔位于所述试样的中心位置，所述盲孔与所述模拟套管内均封固有高强度环氧树脂。

第二方面，本发明还提供了一种用于评价钻井液对天然裂缝的伤害程度的试验方法，所述试验方法包括：