[发明专利]一种模拟水平井堵塞机理的实验方法

说明书

本发明属于气田水平井采气工艺领域，具体而言是应用于水平井堵塞机理分析和治理方法研究的模拟水平井堵塞机理的实验方法，包括如下步骤：步骤一：设计模拟水平井的实验装置；步骤二：水平段模拟流动介质确定；步骤三：实验气量设计；步骤四：水平段模拟压差确定；步骤五：根据相似性原理，运用步骤一中的模拟水平井的实验装置完成水平段的堵塞和解堵实验。本发明采用模拟流动法，模拟残留的压裂液、泡排剂、压裂砂，按照比例混合后，在实际的压差和流速条件下将混合物从地层带入井筒，模拟分析水平段的堵塞机理，堵塞条件；在完成堵塞模拟后，采用对应的解堵方式对水平段进行解堵模拟，观察各种措施的解堵效果，为水平段井底净化提供技术依据。

技术领域

本发明属于气田水平井采气工艺领域，具体而言是应用于水平井堵塞机理分析和治理方法研究的模拟水平井堵塞机理的实验方法。

背景技术

水平井作为川西气田开采开发的关键技术，普遍采用“多级多段”大型加砂压裂储层改造措施获得工业气流。但由于水平井水平段较长，压裂级数较多，加砂压裂规模大，入地液量大，而平均返排率只有64.91%，因此有一部分压裂残液未被返排出井口而依然滞留于井底。随着气井生产时间的增加，井筒中会析出部分凝析油和蜡质，它们和压裂残液以及压裂砂混合在一起，导致水平井井筒堵塞。地层中的支撑剂也会在流体的作用下流入水平段，形成堆积堵塞。

目前国内关于水平井堵塞机理的认识未开展模拟实验，如《多功能水平气井模拟实验装置》，专利号：ZL201210351312.8提及该装置可模拟水平井空气、水、砂三相流动规律，但未明确该装置模拟水平井空气、水、砂三相流动的方法，从而缺乏模拟分析水平井堵塞机理的方法。

发明内容

本发明是针对现有技术中的上述情况，根据相似性原理，利用水平井模拟结构，采用模拟流动法，模拟分析残留的压裂液、泡排剂、压裂砂按照不同的比例混合所形成的混合物对低压低产水平井的堵塞过程和堵塞条件和堵塞机理。并针对已经形成的堵塞，模拟部分解堵措施，观察解堵效果，为井底净化提供技术依据。

为实现上述技术目的，本发明技术方案如下：

一种模拟水平井堵塞机理的实验方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：设计模拟水平井的实验装置：收集气田不同区块水平井的井眼轨迹和井身结构资料，确定实验模拟结构中水平段的段数、段长以及段间分布，用于模拟水平井的真实情况；

步骤二：水平段模拟流动介质确定：收集水平井压裂液入井液量、入井液返排液、残留压裂液主要成分，并确定模拟流动气液固配方及其比例；

步骤三：实验气量设计：将井口产量换算成井底产量，并折算为实验气量，最终确定实验的最终气量。

步骤四：水平段模拟压差确定：统计水平井井口压力、井眼轨迹、井深、地层压力、产量、气液比、含水率，运用水平井井筒压降模型计算井底流压，根据水平段段长，确定模拟流动压差；应用水平井井筒压降模型进行计算，该模型包括两部分，垂直段压降模型和水平段压降模型。本实验，选择最常用的Duns&Ros模型作为水平井垂直段压降模型，以及Lockhart&Martinelli模型作为水平井水平段的压降模型。

步骤五：根据相似性原理，运用步骤一中的模拟水平井的实验装置完成水平段的堵塞和解堵实验。

所述步骤二中的水平段模拟流动介质包括胍胶、杀菌剂、粘土稳定剂、助排剂、多功能增效剂、碳酸钠、基液交联剂、稠化剂、杀菌剂、PH调节剂、粘土稳定剂、破胶剂中的至少一种。

所述步骤三中按如下方法得到实验气量：

1）天然气的体积系数

天然气的体积系数是指天然气在地层条件下所占体积与其在地面标准条件下的体积之比，即

——式1