【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油工程固完井，具体涉及薄膜型声学复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、大规模体积压裂技术逐渐成为页岩气井开发的主体模式，在压裂过程中液量大，砂量高，特别对于天然裂缝发育的页岩储层，压裂过程常常出现套管变形的风险，在某些区块套变率甚至达到50％以上，套变的发生已经严重影响了页岩气井产能和压裂时效。
2、裂缝滑移剪切井筒，井筒管壁屈服挤毁，以及热应力是引起套变的几类主要因素。为了降低压裂过程中套变的发生，首先要做的就是预测页岩气井易发生套变位置，评价套变风险的高低，有的放矢，通过优化施工顺序，控制压裂规模等方法来减小套变的发生概率。目前，套变风险预测方法主要采用地质力学机理方法和微地震监测方法。但是基于地质力学方法和微地震方法对套变位置和风险只能进行宏观评估，不能定量识别套变风险位置和套变风险大小。
3、cn111980697a公开了天然裂缝页岩地层水力压裂水平井井筒套变量的计算方法，包括以下步骤：获取目标工区的地应力、岩石力学参数、天然裂缝几何参数、测井数据；基于复变函数方法建立叠加流体压力的i-ii复合型裂缝位移场解析模型；计算得到裂缝的切向相对位移量；最后根据裂缝的切向相对位移量确定井筒套变量。本专利技术可以精确计算得到井筒套变量，在判断套变风险较高的地区，可以考虑采用优化井筒方位、加强固井质量、适当降低排量、采用暂堵技术等措施合理控制缝内流体压力降低套变风险。
4、cn112127879a公开了天然裂缝页岩地层水力压裂水平井井筒套变风险判断方法，包括：获取目标工区的地
5、cn113011071a公开了天然裂缝页岩地层水力压裂水平井井筒套变量的计算方法，包括以下步骤：获取目标工区的地应力、岩石力学参数、天然裂缝几何参数、测井数据；基于复变函数方法建立叠加流体压力的i-ii复合型裂缝位移场解析模型；计算得到裂缝的切向相对位移量；最后根据裂缝的切向相对位移量确定井筒套变量。本专利技术可以精确计算得到井筒套变量，在判断套变风险较高的地区，可以考虑采用优化井筒方位、加强固井质量、适当降低排量、采用暂堵技术等措施合理控制缝内流体压力降低套变风险。
6、但是现有方法只能对套变风险位置和套变风险大小进行宏观评估，却很难进行定量识别。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的水平井压裂过程中易发生套变，却难于定量识别的问题，提供薄膜型声学复合材料及其制备方法和应用，该薄膜型声学复合材料可粘贴在套管外壁上，具有应力敏感特性，监测应力异常位置等特点，能够在压裂前、压裂中和压裂后对套变位置和套变风险进行精细定量识别。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种薄膜型声学复合材料，所述薄膜型声学复合材料包括薄膜和紧密排列在所述薄膜任意一面上的多个弹性结构单元，每个所述弹性结构单元包括：轻质框架、位于所述轻质框架中心的质量块和填充于所述轻质框架和所述质量块之间的弹性填充物。
3、本专利技术第二方面提供一种薄膜型声学复合材料的制备方法，所述制备方法包括：
4、在薄膜的任意一面上贴附多个紧密排列的轻质框架，然后分别在每个所述轻质框架的中心处贴附质量块，再将弹性填充物填充于所述轻质框架和所述质量块之间，在所述薄膜上形成多个紧密排列的弹性结构单元。
5、本专利技术第三方面提供前述的制备方法制得的薄膜型声学复合材料。
6、本专利技术第四方面提供前述的薄膜型声学复合材料在页岩气井压裂过程中的应用，优选在对井筒套变风险位置和风险大小进行评估中的应用。
7、本专利技术第五方面提供一种预测油气井套变风险的方法，所述方法包括：
8、将前述的薄膜型声学复合材料粘贴在待测套管的外壁上，对待测井筒进行固井作业；其中，所述薄膜型声学复合材料在不同应力条件下会发出特定频段的声波；
9、对待测井筒进行声波测井，得到声波频段特征；其中，所述声波测井在压裂施工之前、压裂施工过程中或压裂施工之后进行；
10、根据所述声波频段特征，得到待测井筒的应力异常点位置和应力强度异常幅度；
11、根据所述应力异常点位置确定待测井筒易发生套变位置；并根据所述应力强度的异常幅度确定所述易发生套变位置的套变发生概率。
12、通过上述技术方案，本专利技术所取得的有益技术效果如下：
13、(1)本专利技术提供的薄膜型声学复合材料，其包括薄膜和和紧密排列在所述薄膜任意一面上的多个弹性结构单元，每个所述弹性结构单元包括：轻质框架、位于所述轻质框架中心的质量块和填充于所述轻质框架和所述质量块之间的弹性填充物，该薄膜型声学复合材料在不同应力条件下被特定频段的声波激发后会发出不同频段声波信号。
14、(2)本专利技术提供的薄膜型声学复合材料可用于对水平井压裂过程的套变位置和套变风险的进行定量评价，仅需使用常规的声波测井仪器进行监测，便可分别在压裂施工前、压裂施工期间和压裂施工后对井筒套变风险位置和风险大小进行评估。与现有的套变预测方法相比，本专利技术能够压裂全过程对套变位置和风险定量评估。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种薄膜型声学复合材料，其特征在于，所述薄膜型声学复合材料包括薄膜和紧密排列在所述薄膜任意一面上的多个弹性结构单元，每个所述弹性结构单元包括：轻质框架、位于所述轻质框架中心的质量块和填充于所述轻质框架和所述质量块之间的弹性填充物。
2.根据权利要求1所述的薄膜型声学复合材料，其中，所述轻质框架的密度小于3g/cm3，优选地，所述轻质框架的材质为金属或非金属，更优选为铝或PVC；
3.根据权利要求1或2所述的薄膜型声学复合材料，其中，每个所述弹性结构单元中，所述轻质框架的任意边长与所述质量块的直径之比为2:1-9:4；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的薄膜型声学复合材料，其中，所述薄膜的厚度为0.1mm-0.5mm。
5.一种薄膜型声学复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述贴附包括焊接或胶接。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，所述轻质框架的密度小于3g/cm3，优选地，所述轻质框架的材质为金属或非金属，更优选为铝或PVC；
<...【技术特征摘要】
1.一种薄膜型声学复合材料，其特征在于，所述薄膜型声学复合材料包括薄膜和紧密排列在所述薄膜任意一面上的多个弹性结构单元，每个所述弹性结构单元包括：轻质框架、位于所述轻质框架中心的质量块和填充于所述轻质框架和所述质量块之间的弹性填充物。
2.根据权利要求1所述的薄膜型声学复合材料，其中，所述轻质框架的密度小于3g/cm3，优选地，所述轻质框架的材质为金属或非金属，更优选为铝或pvc；
3.根据权利要求1或2所述的薄膜型声学复合材料，其中，每个所述弹性结构单元中，所述轻质框架的任意边长与所述质量块的直径之比为2:1-9:4；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的薄膜型声学复合材料，其中，所述薄膜的厚度为0.1mm-0.5mm。
5.一种薄膜型声学复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述贴附包括焊接或胶接。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，所述轻质框架的密度小于3g/cm3，优选地，所述轻质框架的材质为金属或非金属，更优选为铝或pvc；
8.权利要求5-7中任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭肖，庞伟，何祖清，丁士东，邸德家，毛军，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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