[发明专利]井下岩心的水力压裂物理模拟方法

权利要求书

1.一种井下岩心的水力压裂物理模拟方法，按照先后顺序包括以下步骤：

步骤一：制作模拟井筒、辅助垫片和试件模具，根据不同的完井井型将井下岩心加工成不同岩层倾角的圆柱体；

步骤二：在井下岩心的外侧包覆隔水薄膜，并在井下岩心上端面的中心部位开设注射槽；

步骤三：将辅助垫片、井下岩心和模拟井筒按从下到上的顺序依次摆放，并置于试件模具中；

步骤四：向试件模具中浇注配制好的包覆材料，包覆材料在辅助垫片、井下岩心和模拟井筒的外侧形成包覆层，将试件模具拆卸下来，即可得到井下岩心压裂试件；

步骤五：将井下岩心压裂试件放置在真三轴水力压裂试验机上，开展井下岩心的水力压裂物理模拟试验，试验结束后观察水力压裂的起裂特征和扩展形态；

步骤五中，所述真三轴水力压裂试验机包括围压系统、注入系统和真三轴试验架，所述围压系统和所述注入系统与所述真三轴试验架连接，所述真三轴试验架内放置井下岩心压裂试件，所述注入系统和所述围压系统与计算机连接，所述注入系统包括压裂液容器Ⅰ、压裂液容器Ⅱ和活塞容器，所述压裂液容器Ⅱ内安装搅拌机构，所述搅拌机构与计算机连接，所述活塞容器内设置活塞片挡板Ⅰ和活塞片挡板Ⅱ，两个活塞片挡板的中部均开口；

所述压裂液容器Ⅰ的上端通过管线与高压气瓶连接，管线上安装开关阀门Ⅰ；所述压裂液容器Ⅰ的下端通过管线与活塞容器的中部腔体连接，管线上安装开关阀门Ⅱ；

所述压裂液容器Ⅱ的上端通过管线与高压气瓶连接，管线上安装开关阀门Ⅲ；所述压裂液容器Ⅱ的下端通过管线与活塞容器的上部腔体连接，管线上安装开关阀门Ⅳ；

所述活塞片挡板Ⅰ和所述活塞片挡板Ⅱ将所述活塞容器分为三个腔体；所述活塞容器的上部腔体通过管线与所述井下岩心连接，管线上安装开关阀门Ⅴ；所述活塞容器的中部腔体通过管线与所述井下岩心连接，管线上安装开关阀门Ⅵ；所述活塞容器的下部腔体通过管线与水槽连接。

2.如权利要求1所述的井下岩心的水力压裂物理模拟方法，其特征在于：步骤一中，不同的完井井型为直井、定向井、水平井中的任一种。

3.如权利要求1所述的井下岩心的水力压裂物理模拟方法，其特征在于：步骤一中，井下岩心为均质井下岩心或层状非均质井下岩心。

4.如权利要求2所述的井下岩心的水力压裂物理模拟方法，其特征在于：根据直井井型加工井下岩心，其岩层倾角为0°。

5.如权利要求2所述的井下岩心的水力压裂物理模拟方法，其特征在于：根据定向井井型加工井下岩心，其岩层倾角大于0°且小于90°。

6.如权利要求2所述的井下岩心的水力压裂物理模拟方法，其特征在于：根据水平井井型加工井下岩心，其岩层倾角为90°。

7.如权利要求1所述的井下岩心的水力压裂物理模拟方法，其特征在于：步骤一中，制作的模拟井筒为直井井筒，其长度为10-15cm、外径为1.4-1.6cm、内径为0.5-0.8cm。

8.如权利要求1所述的井下岩心的水力压裂物理模拟方法，其特征在于：步骤一中，制作的辅助垫片为木质材料，辅助垫片的高度、模拟井筒的长度和井下岩心的高度三者之和等于井下岩心压裂试件的高度。

9.如权利要求1所述的井下岩心的水力压裂物理模拟方法，其特征在于：步骤一中，制作的试件模具为不锈钢材料，其形状为立方体，立方体边长为30-50cm。

10.如权利要求1所述的井下岩心的水力压裂物理模拟方法，其特征在于：步骤一中，将井下岩心加工成圆柱体形状，其高度为10-20cm、直径为10-15cm。

11.如权利要求1所述的井下岩心的水力压裂物理模拟方法，其特征在于：步骤二中，在井下岩心的外侧包覆1-3层隔水薄膜。