[发明专利]裂缝暂堵与酸化解堵一体化模拟评价装置及方法

说明书

本发明涉及裂缝暂堵与酸化解堵一体化模拟评价装置及方法。该装置由储水罐12、恒流泵10、中间容器、缝板夹持器2、液体回收罐22及计算机26组成，中间容器左端连接恒流泵10和储水罐12，右端连接缝板夹持器2的入口端，缝板夹持器的出口端连接液体回收罐22。该方法包括：选取一定缝宽和壁面粗糙度的缝板，安装在夹持器内，形成裂缝；配制暂堵液体及解堵酸液；对中间容器和裂缝进行加热以模拟储层温度；正向驱替暂堵液体，在暂堵压力达到预定值或暂堵液体突破封堵层漏失后，恒流泵停止工作；正向驱替解堵酸液，解除缝内堵塞；计算机监测和记录温度、压力、质量变化。本发明原理可靠，能够优化裂缝暂堵与酸化解堵施工方案，进一步提高油气田开采效率。

技术领域

本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种裂缝暂堵与酸化解堵模拟评价一体化装置及模拟评价方法。

背景技术

裂缝暂堵技术目前主要应用于2种背景：(1)当油气勘探开发钻井过程中钻遇天然裂缝发育的储层，需要降低钻井液向天然裂缝的漏失量，达到降低钻井液损失和保护储层的目的；(2)实施油气井增产措施如转向压裂、重复压裂、酸压等过程中需要避免压裂液或酸液向天然裂缝或老的人工裂缝的漏失量，并迫使人工裂缝向没有裂缝的区域扩展延伸，实现裂缝的转向，达到提高裂缝控油面积和储层有效改造体积的目的。

对于钻井过程中的裂缝暂堵，直接在钻井液中添加不同配方的堵漏材料，如超细碳酸钙、核桃壳、纤维材料、橡胶颗粒等，通过粒径较大的颗粒在裂缝处实现架桥、粒径较小的颗粒在大颗粒的孔隙处实现充填，从而形成致密的封堵层、降低了后续钻井液向裂缝的漏失。

对于增产过程中的裂缝暂堵，则是在压裂液中加入高强度暂堵剂，将天然裂缝或是已经压开的人工裂缝临时封堵住，使后续压裂液不能进入老裂缝和高渗透区，改变裂缝延伸方向，并通过憋压使压裂液进入高应力区产生新的人工裂缝，从而动用已经连通的天然裂缝或人工裂缝控制区以外的油气资源，获得比常规压裂更大的储层改造体积。

因此裂缝暂堵就成为了降低钻井液漏失、保护储层和压裂、酸压中裂缝转向技术成功的关键。在油气井完井投产前或是增产获得人工裂缝后，通过酸化手段来解除对天然裂缝或老裂缝的封堵，恢复储层的渗透率和裂缝的导流能力。

然而目前已有的裂缝暂堵和酸化解堵实验评价装置都是分开的，无法模拟裂缝暂堵后酸化解堵的连贯过程；此外直接使用劈裂后的岩心进行酸化解堵实验，不仅无法对裂缝倾角、缝长、缝宽、缝高等裂缝参数进行精确的量化控制，而且无法保证每次实验的岩心完全一致，导致实验的可控性和可重复性较差。

因此，通过模拟暂堵剂通过工作液携带进入并封堵裂缝之后注入酸液解堵的过程，形成裂缝暂堵和酸化解堵模拟评价装置和方法，能够更好地指导降低裂缝性储层钻井液漏失、水力压裂和酸压裂缝转向以及酸化解堵的应用，进而实现降低钻井成本、保护储层和提高油气井产能的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供能够实现裂缝暂堵与酸化解堵模拟评价的一体化装置，该装置通过精确控制裂缝倾角、缝长、缝宽、缝高和裂缝壁面粗糙度的缝板，模拟暂堵剂伴随钻井液或是压裂液进入裂缝并在裂缝内发生堵塞，并通过封堵压力、封堵时间、封堵形成位置、漏失液量来评价裂缝暂堵的效果；同时在裂缝暂堵成功后，向裂缝内泵注酸液解除堵塞、恢复裂缝的导流能力，并通过注酸排量、注酸时间、解堵后的液体流量和观察解堵后缝内暂堵材料分布情况来评价酸化解堵的效果。

本发明的另一目的还在于提供利用上述装置进行裂缝暂堵与酸化解堵的模拟评价方法，该方法原理可靠，操作简便，能够模拟裂缝暂堵与酸化解堵的一体化流程，优化裂缝暂堵与酸化解堵施工方案，进一步提高油气田开采效率。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。

裂缝暂堵与酸化解堵一体化模拟评价装置，包括恒流泵注部分、中间容器部分、四通部分、缝板及夹持器部分、液体计量及计算机部分共5个组成部分。