本发明专利技术提供一种真三轴立体井网压裂支撑剂运移可视化模拟方法及装置，模拟方法包括以下步骤：获取立方体透明试样，立方体透明试样设有摄像装备，在立方体透明试样上至少钻取两层盲孔，相邻两层盲孔在垂直于所有盲孔的平面上交错设置。在每个盲孔内下入套管，在套管与盲孔之间形成固井胶环；然后进行割缝，任意两个相邻的套管对应的裂缝在沿盲孔的长度方向上交错设置；通过真三轴水力压裂系统对透明试样进行加压，向每个套管内注入含有支撑剂的压裂液进行压裂，然后通过摄像装备实时观测，采用该方法能够模拟真实地层的应力条件下，考虑多井多裂缝应力干扰，研究立体井网压裂过程中支撑剂的运移与动态分布特征。支撑剂的运移与动态分布特征。支撑剂的运移与动态分布特征。
【技术实现步骤摘要】
真三轴立体井网压裂支撑剂运移可视化模拟方法及装置
[0001]本专利技术属于水力压裂室内物理模拟试验
，尤其涉及一种真三轴立体井网压裂支撑剂运移可视化模拟方法及装置。
技术介绍
[0002]当储层较厚时，对单一水平井进行压裂无法实现储层纵向上的全部动用，而对立体井网进行压裂可以使垂直井纵向动用更多的层，水平井横向动用更多的段。对立体井网进行压裂时可采用同步压裂、顺序压裂、拉链压裂等压裂方式。通常在压裂时将支撑剂带入裂缝中，用以支撑裂缝，在应力干扰作用下，立体井网的裂缝网络结构较为复杂，以增加储层的改造体积，从而增加油气产能。立体井网压裂后的裂缝网络的迂曲度较高，支撑剂在复杂裂缝网络中的运移和分布较为复杂。由于在实际地层中难以直接观测支撑剂的移动情况，因此，室内实验是研究支撑剂运移和分布的主要手段。
[0003]目前，室内研究支撑剂运移的可视化实验方法主要利用平行玻璃板模拟裂缝，其形态相对较为规则；另外，考虑到目前真三轴压裂支撑剂运移的实验方法主要是针对单一水平井或者直井，以上两种情况都无法模拟立体井网在压裂过程中的支撑剂的运移规律和分布情况。
[0004]因此，如何提供一种真三轴立体井网压裂支撑剂运移可视化模拟方法及装置，使其能够模拟真实地层的立体井网结构和应力条件，研究在多井多裂缝的应力干扰下支撑剂在裂缝中的实时运移过程，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种真三轴立体井网压裂支撑剂运移可视化模拟方法及装置，采用该方法能够模拟真实地层的应力条件和立体井网结构，进而在多井多裂缝的应力干扰条件下，研究压裂过程中支撑剂的运移和动态分布特征。
[0006]本专利技术的一方面，提供一种真三轴立体井网压裂支撑剂运移可视化模拟方法，包括以下步骤：获取立方体透明试样，立方体透明试样包括依次层叠设置的多层层位，立方体透明试样还设有摄像装备，其中，透明试样的材质为有机玻璃；在至少两层层位上钻取盲孔，且相邻两个钻取有盲孔的层位上的盲孔在垂直于所有盲孔的平面上交错设置，每个钻有盲孔的层位上钻取的盲孔数量为多个，该多个盲孔的长度方向互相平行，在每个盲孔内下入套管，在套管的壁的外侧与盲孔的内壁之间的环空中加入固井胶，使固井胶固化，形成固井胶环；然后进行割缝，并使通过割缝形成的裂缝满足：在从套管至盲孔的方向上，裂缝从套管的壁至少延伸至固井胶环，且裂缝贯穿套管的壁和固井胶环；其中，每一个层位上，相邻的两个套管对应的裂缝在沿盲孔的长度方向上交错设置；通过真三轴水力压裂系统对透明试样进行三轴加压，向每个套管内注入含有支撑剂的压裂液进行压裂，然后通过摄像装备实时观测三轴应力状态下支撑剂的运移与动态分布特征。
[0007]根据本专利技术的一实施方式，有机玻璃包含聚甲基丙烯酸甲酯；和/或，固井胶包含
环氧树脂胶。
[0008]根据本专利技术的一实施方式，层叠设置的多层层位中，相邻的两个层位之间通过环氧树脂胶粘接。
[0009]根据本专利技术的一实施方式，盲孔的长度方向平行于透明试样的最小水平主应力加载方向；和/或，通过真三轴水力压裂系统对透明试样进行三轴加压的过程包括：对透明试样中层位所在的平面的法向加载垂向应力；对平行于所有盲孔的方向加载最小水平主应力；对最小水平主应力及垂向应力构成的平面的法向加载最大水平主应力。
[0010]根据本专利技术的一实施方式，在从套管至盲孔的法向上，裂缝从套管的壁延伸至层位的至少部分区域，其中，至少部分区域的长度为0.3cm
‑
0.5cm。
[0011]根据本专利技术的一实施方式，多层层位还包括两层未钻取盲孔的层位，钻取有盲孔的层位位于该两层未钻取盲孔的层位之间，每个未钻取盲孔的层位均设有摄像设备。
[0012]根据本专利技术的一实施方式，注入含有支撑剂的压裂液的过程中，注入总量为20mL
‑
2000mL。
[0013]根据本专利技术的一实施方式，注入含有支撑剂的压裂液中，含有支撑剂的压裂液的流量为1mL/min
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200mL/min，和/或，含有支撑剂的压裂液中支撑剂的质量分数为10％
‑
20％。
[0014]根据本专利技术的一实施方式，向每个套管内注入含有支撑剂的压裂液的过程包括：同时或不同时向每个套管内注入含有支撑剂的压裂液。
[0015]本专利技术的另一方面，提供一种真三轴立体井网压裂支撑剂运移可视化模拟装置，用于实施上述的方法，装置包括压裂装置、立方体透明试样；压裂装置包括腔体、加压装置、注入装置、压力传感器；立方体透明试样包括依次层叠设置的多层层位，且相邻两个钻取有盲孔的层位上的盲孔在垂直于所有盲孔的平面上交错设置；在至少两层层位上设置盲孔，且每个盲孔的层位上钻取的盲孔数量为多个；每个盲孔内设置套管，在套管的壁的外侧与盲孔的内壁之间的环空设置固井胶环；在从套管至盲孔的方向上设有裂缝，且裂缝贯穿套管的壁和固井胶环；其中，每一个层位上，相邻的两个套管对应的裂缝在沿盲孔的长度方向上交错设置；其中透明试样的材质为有机玻璃；固井胶环包含环氧树脂胶；立方体透明试样还设有摄像装备，摄像设备用于实时录像；相邻层位之间使用环氧树脂胶粘接；盲孔的方向为沿着透明试样的最小水平主应力的加载方向；加压装置包括加压泵、三个加压板，加压泵用于加压，三个加压板独立地与加压泵连接，通过三个加压板对透明试样在X轴、Y轴、Z轴方向上分别加载三轴应力；腔体用于盛放透明试样，三个加压板设置在腔体的内壁；注入装置用于向套管内注入含有支撑剂的压裂液；注入装置包括依次连接的注液泵、中间容器、多通阀，多通阀分别与每个套管的入口端相连；每个套管均连接压力传感器，压力传感器用于对套管内的压力进行实时监测。
[0016]本专利技术的实施，至少具有以下有益效果：
[0017]本专利技术提供的真三轴立体井网压裂支撑剂运移可视化模拟方法及装置，通过调整立方体透明试样中各个层位上的套管的排列，能够模拟真实地层的立体井网结构，通过沿着套管至盲孔的方向上进行割缝，可以使相邻套管内形成交错排列的裂缝，能够模拟真实地层中的多井多裂缝结构，通过对立方体透明试样进行三轴加压，可以更真实模拟真实地层的应力状态，本专利技术提供的模拟方法及装置能够模拟真实地层的应力条件和立体井网结
构，进而在多井多裂缝的应力干扰条件下，通过摄像设备对压裂过程进行观测，实时记录支撑剂的运移，辅助研究裂缝在压裂过程中的扩展情况，以及随着裂缝的扩展，支撑剂在扩展的裂缝中的动态分布特征，使研究过程可视化。
[0018]此外，本专利技术提供的模拟装置还具有装置简单、工艺条件可控、易操作等优点。
附图说明
[0019]图1是本专利技术一实施方式中真三轴立体井网压裂支撑剂运移可视化模拟装置的结构示意图；
[0020]图2为本专利技术一实施方式中立方体透明试样中一层位上套管对应的裂缝的俯视透视图；
[0021]图3为本专利技术一实施方式中真三轴立体井网压裂支撑剂运移可视化模拟方法的流程图；
[002本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种真三轴立体井网压裂支撑剂运移可视化模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：获取立方体透明试样，所述立方体透明试样包括依次层叠设置的多层层位，所述立方体透明试样还设有摄像装备，其中，所述透明试样的材质为有机玻璃；在至少两层所述层位上钻取盲孔，且相邻两个钻取有盲孔的层位上的盲孔在垂直于所有所述盲孔的平面上交错设置，每个钻有所述盲孔的所述层位上钻取的盲孔数量为多个，该多个所述盲孔的长度方向互相平行，在每个所述盲孔内下入套管，在所述套管的壁的外侧与所述盲孔的内壁之间的环空中加入固井胶，使固井胶固化，形成固井胶环；然后进行割缝，并使通过所述割缝形成的裂缝满足：在从所述套管至所述盲孔的方向上，所述裂缝从所述套管的壁至少延伸至所述固井胶环，且所述裂缝贯穿所述套管的壁和所述固井胶环；其中，每一个所述层位上，相邻的两个套管对应的裂缝在沿所述盲孔的长度方向上交错设置；通过真三轴水力压裂系统对所述透明试样进行三轴加压，向每个所述套管内注入含有支撑剂的压裂液进行压裂，然后通过所述摄像装备实时观测三轴应力状态下支撑剂的运移与动态分布特征。2.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述有机玻璃包含聚甲基丙烯酸甲酯；和/或，所述固井胶包含环氧树脂胶。3.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述层叠设置的多层层位中，相邻的两个层位之间通过环氧树脂胶粘接。4.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述盲孔的长度方向平行于所述透明试样的最小水平主应力加载方向；和/或，通过真三轴水力压裂系统对所述透明试样进行三轴加压的过程包括：对所述透明试样中所述层位所在的平面的法向加载垂向应力；对平行于所述所有盲孔的方向加载最小水平主应力；对所述最小水平主应力及所述垂向应力构成的平面的法向加载最大水平主应力。5.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，在从所述套管至所述盲孔的法向上，所述裂缝从所述套管的壁延伸至所述层位的至少部分区域，其中，所述至少部分区域的长度为0.3cm
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0.5cm。6.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述多层层位还包括两层未钻取所述盲孔的层位，钻取有所述盲孔的层位位于该两层未钻取所述盲孔的层位之间，每个所述未钻取所述盲孔的层位均设有所述摄像设备。7...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹雨时，张士诚，高步栋，马新仿，牟建业，王飞，王雷，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：
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