[发明专利]一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法

说明书

本发明公开了一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法，该方法包括以下步骤：1)根据实验要求确定试件类型及分段压裂的段数，按照预定的缝间间距对试件进行钻孔、切槽，将注液管线固定于试件内部；2)将试件安放于大尺寸岩石三轴力学性质测试装置内，对试件施加三向围压；3)通过注液系统向老缝的管线内注液，压开老缝并使其延伸，并通过注液系统维持老缝内液压；4)通过注液系统向新缝的管线内注液，压开新缝并使其延伸；5)重复压裂结束后，撤除试件的三向围压，拆卸注液管线，剖切试件观察内部裂缝形态，实验结束。本发明提供的方法，可以在实验室条件下进行水平井重复压裂物理模拟实验，获得实验条件下的裂缝形态。

技术领域

本发明属于水力压裂模拟实验技术领域，特别涉及一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法。

背景技术

近年来，在我国新增的原油储量中，低渗透和特低渗透储量所占比例已经超过60％，为了获得工业油气流，每年都会有大批油气井需要水力压裂作业。压裂后的油气井在生产一段时间后，由于各种因素的影响，油气产量会逐渐减小，需要通过重复压裂进行增产。

由于裂缝的渗透率远远高于基质渗透率，老裂缝控制的原油已接近全部采出，裂缝成了主要出水通道，但某些井在现有开采条件下尚控制有一定的剩余可采储量。为了控水增油，充分发挥油井的生产潜能，采取延伸老裂缝的重复压裂方式的效果不佳。为此，需要采用老缝间压开新裂缝的重复压裂技术，其实质为，采用高强度的裂缝堵剂有选择的进入并有效封堵压裂裂缝及射孔孔眼，然后采用定向射孔并进行压裂施工压出新裂缝。

目前，由于对水平井重复压裂新裂缝扩展规律及新裂缝扩展机制认识有限，不能有效地控制水平井重复压裂压开新裂缝的几何形态，从而难以准确了解现场水平井重复压裂新裂缝形成机理及已有老裂缝对新裂缝扩展时的影响情况。缺少实验模拟方法模拟真实地层条件下水平井重复压裂的物理过程，不能够直观展现水平井重复压裂时所产生的水力裂缝几何形态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种水平井老缝间造新缝的压裂物理模拟实验方法，包括以下步骤：

步骤1，根据实验要求确定试件类型及分段压裂的段数，按照预定的缝间间距对试件进行钻孔、切槽，将注液管线固定于试件内部；

步骤2，将试件安放于大尺寸岩石三轴力学性质测试装置内，对试件施加三向围压；

步骤3，通过注液系统向老缝的管线内注液，压开老缝并使其延伸，并通过注液系统维持老缝内的液压；

步骤4，通过注液系统向新缝的管线内注液，压开新缝并使其延伸；

步骤5，重复压裂结束后，撤除试件的三向围压，拆卸注液管线，剖切试件观察内部裂缝形态，实验结束。

进一步的，试件为类混凝土材料，类混凝土材料由PC32.5R复合硅酸盐水泥和40-70目石英砂混合制成，PC32.5R复合硅酸盐水泥与石英砂质量比为1:1，加水均匀搅拌后浇筑入预制模具中，待水泥砂浆凝固后，脱模养护28天得到试件；试件尺寸为600mm×300mm×300mm。

进一步的，步骤1中，对试件进行压裂的段数为3段，新缝位于两段老缝之间；缝间间距为老缝间间距，老缝间间距d为200mm或300mm，新缝距两段老缝的距离相等。

进一步的，步骤2中，对试件施加三向围压时，最小水平地应力沿井筒方向施加，水平应力差设定为5MPa或3MPa；水平应力差为：最大水平地应力与最小水平地应力之间的差值。

进一步的，步骤3中，压开老缝的过程中，选用的排量为3ml/min或6ml/min，两端老缝分别压开或同时压开。