[发明专利]一种用于水平裂缝优势渗流通道的测试装置及其方法

说明书

本发明涉及一种用于水平裂缝优势渗流通道的测试装置及其方法，属于油气田开发领域。该装置依次连接氮气容器(17)，增压泵(19)，进气管道阀门(20)，岩样块a(7)，岩样块b(11)，人工裂缝(8)，监测接头(10)，DAS监测系统(9)。千斤顶a(6)，千斤顶b(15)提供人工裂缝(8)的闭合压力。通过千斤顶a和b对人工裂缝(8)进行加围压，裂缝在支撑剂(30)充填作用下形成导流通道。通过光纤(25)作为传感器所构成的DAS监测系统(9)在不同导流通道剖面监测氮气流量以及声音大小，评价优势渗流通道的导流能力。可模拟地层在不同支撑剂类型以及粒径组合，铺砂浓度，围压大小下对优势渗流通道导流能力的影响，最终优选最佳导流能力。

技术领域

本发明涉及一种渗流试验装置，特别是涉及一种用于水平裂缝优势渗流通道的测试装置及其方法，属于油气田开发技术领域。

背景技术

目前，针对非常规储层地质开发过程时常使用水力压裂技术，该技术是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝。继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注的目的。

我国页岩气、中浅层加砂压裂以“大排量、高砂比、低密度、大粒径、石英砂高占比”为方向，高砂比压裂的目的是在地层中造出一条高砂浓度的支撑裂缝.从而在不增加裂缝长度的情况下，提高裂缝导流能力。目前，实验室规模的应用主要是根据SY/T6302-2019压裂支撑剂导流测试方法来测算导流能力，该试验装置是采用两块金属板或者岩板夹持支撑剂来模拟裂缝的导流能力，默认支撑剂铺满整个裂缝区域，同时裂缝闭合压力仅仅来自单轴方向，模拟的闭合压力仅仅是改变支撑剂的密实程度。然而对于水平裂缝而言，实际工况下，支撑剂输运最终的结果受重力作用铺置在裂缝下边缘区域，不可能铺满整个裂缝区域；同时闭合压力也是三轴应力状态，裂缝闭合过程中，受水平地应力的影响，裂缝上边缘区域无支撑剂，裂缝快速闭合，裂缝下边缘区域有支撑剂，裂缝在支撑剂作用下受支撑，因此下边缘的支撑剂在闭合压力作用下可能发生运移。根据大多数室内试验结果表明支撑剂占比提高后，裂缝导流能力增大；然而从现场应用初步来看，当石英砂占比提高后，油气产量不受影响；因此可以推论出支撑剂的铺砂效果对实际导流能力提高有限，裂缝闭合后存在一个优势渗流通道作为主要的导流通道。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于水平裂缝优势渗流通道的测试装置及其方法。本发明通过对油气在充填支撑剂中的裂缝中渗流的分析，发明出一种可模拟不同支撑剂类型，支撑剂粒径组合，铺砂厚度，铺砂高度以及闭合压力大小对优势渗流通道的影响。