[发明专利]一种岩石扩容方法

权利要求书

1.一种岩石扩容方法，其特征在于：按照下述步骤进行：

步骤1，油水井资料归纳整理：油水井资料包括油田总体开发方案、钻完井总结报告、修井总结报告、岩石扩容地质设计、历史生产动态资料、类似井岩石扩容作业数据，从上述油水井资料中获取储层物性参数、岩石力学参数、井筒参数后，用于判断油水井低产原因以及增产潜力，进而为岩石扩容提供物理模拟参数和数值模拟参数；

步骤2，岩石扩容物理模拟试验：对录取到的油水井储层天然岩心进行单轴测试、三轴测试、地应力凯赛尔效应测试试验，以获取岩心单轴抗压强度、不同围压下岩心的抗剪切强度和扩容角，再计算油水井储层垂向地应力、水平最小主应力和水平最大主应力；

步骤3，岩石扩容压力设计计算：根据步骤2的试验结果拟合出油水井储层的岩石力学破坏曲线，通过曲线获得泊松比、抗拉强度、粘聚力、摩擦角参数，再根据现有的扩容压裂计算公式，估算出岩石扩容压力值，对估算的岩石扩容压力值进行选取判断；

步骤4，岩石扩容工艺物理模拟试验：选取油水井天然岩心或者与步骤2所测的参数接近的露头岩心，在步骤2所测的垂向地应力、水平最小主应力和水平最大主应力下，分别进行阶梯压力扩容试验、阶梯排量扩容试验、预处理后扩容试验，测试不同时间下，注液压力变化情况，并采用CT扫描方式，测试岩心裂缝情况，模拟扩容工艺不同过程，对步骤3得到的岩石扩容压力进一步修正，并通过裂缝起裂形态的变化对扩容排量和阶梯时间进行选定，并选择出应力预处理时间；

步骤5，岩石扩容段塞的设计：根据物理模拟试验结果，进行岩石扩容段塞的设计，根据步骤4得到的试验结果，设计不同段塞的扩容压力、注入排量、注液量、地应力预处理时间、阶梯时间，并通过数值模拟的方法分析作业后的扩容效果；

步骤6，管柱安全校核：管柱安全校核包括作业管柱安全校核和套管安全校核；

步骤7，施工设备选择及地面流程设计：施工设备包括2台压裂泵、20～30m³水罐及以上容量的泥浆池、2台无线压力传感器、2台无线流量传感器、连接管线及阀门、2套无线数据采集仪和分析软件，地面流程设计依据现有方法，需在井口和回压流程上分别设置无线压力传感器和无线流量传感器；

步骤8，现场实施和施工参数监测：按照岩石扩容方法进行地面流程连接，按岩石扩容段塞注入，通过无线压力传感器和无线流量传感器实时监测施工压力、施工排量变化情况，作业后，通过分析软件计算扩容半径、孔隙度、渗透率等扩容效果数据，并记录作业前后3个月或者以上的生产数据；

步骤9，施工井数据库的建立：建立施工井数据库包括储层物性参数、岩石力学参数、井筒参数、岩石扩容物理模拟试验参数、岩石扩容工艺物理模拟试验参数、岩石扩容段塞设计参数、施工参数、作业前后生产数据的内容，为后续类似井况提供参考依据。

2.根据权利要求1所述的一种岩石扩容方法，其特征在于：在步骤2中，不同围压下岩心的抗剪切强度和扩容角中的不同围压采用3组数据，3组数据的平均值为油水井储层地层平均地应力减去孔隙压力的估算值。

3.根据权利要求1所述的一种岩石扩容方法，其特征在于：在步骤3中，对估算的岩石扩容压力值进行适当选取判断，按照下述步骤进行：

1)判断估算的岩石扩容压力值是否在水平最小主应力和地层破裂压力之间，若在水平最小主应力和地层破裂压力之间，执行步骤2)，若不在水平最小主应力和地层破裂压力之间，则返回步骤2继续进行试验，直至岩石扩容压力值在区间范围；

2)估算的岩石扩容压力值不超过井筒安全限压的85％，若超过井筒安全限压的85％，则降低估算的岩石扩容压力值至水平最小主应力和井筒安全限压的85％之间。

4.根据权利要求1所述的一种岩石扩容方法，其特征在于：在步骤5中，数值模拟方法采用通过现有的有限元分析数值模拟软件分析，分析过程中不再优化工艺参数，只进行扩容后实施规模、地应力变化情况效果分析。

5.根据权利要求1所述的一种岩石扩容方法，其特征在于：在步骤7中，压裂泵的水马力大于等于基于扩容压力和最大排量所计算的水马力的1.2倍，无线压力传感器的精度不低于0.3％，有效分辨率不低于0.1MPa，耐压不低于35MPa，无线流量传感器的精度不低于0.3％，有效分辨率不低于0.01m³/min，耐压不低于35MPa，无线数据采集仪和分析软件与无线压力传感器和无线流量传感器进行数据交互，并实时测量计算。