[发明专利]一种压裂裂缝自支撑导流能力全过程评价方法

权利要求书

1.一种压裂裂缝自支撑导流能力全过程评价方法，其特征在于，步骤如下：

S10、采集具有天然裂缝的储层段露头岩样，将露头岩样切割为一立方岩样(1)，切割后对立方岩样(1)沿与层理方向成不同夹角方向进行钻孔，所述夹角方向为0～90°，模拟水平井，斜井，直井井型；

S20、钻孔完成后清洗井眼内壁，打磨刻蚀压裂井筒下端，增大管线粗糙度，并在井筒裸眼处上方缠上与井眼半径相同的纸胶带(4)，选定流动性较好的密封胶(2)进行井眼与井筒环形空间密封，固定岩样和井筒；

S30、构建真三轴围压装置实验系统，根据储层地质条件确定应力差大小，利用压力系统设定三轴围压应力，配制压裂液，开启泵入系统进行岩样真三轴压裂，将岩样压裂为具有粗糙裂缝壁面的多块岩样；

S40、对S30中压裂后岩样所需裂缝面位置进行上下左右面的标记，采用大型切割机对上下裂缝壁面沿标记尺寸进行切割，获取所需自支撑导流能力测试的一对岩板；

S50、采用四目3D激光扫描仪将S40所述压裂后的粗糙裂缝面进行扫描成像，扫描后可获取粗糙壁面的点云坐标参数；编写云图绘制程序，绘制裂缝壁面云图；编写粗糙度JRC值计算程序，计算粗糙度JRC值；将裂缝面云图和实物图进行对比，结合粗糙度参数进行壁面特征分析；

S60、根据步骤S50中最终获取的裂缝壁面粗糙度JRC值，将JRC值差异不大的岩板进行分组，以保证压裂裂缝自支撑导流实验的初始条件相同；

S70、将步骤S40中获取的切割岩板，对原API导流室进行改进，搭建新型压裂裂缝自支撑导流能力测试导流室装置；定义压裂裂缝自支撑导流能力，测试其导流能力大小，评价不同闭合压力、不同粗糙度条件下的导流能力变化规律；定义压裂裂缝自支撑导流能力增长率ω，评价不同滑移量下自支撑导流能力增长率ω随闭合压力的变化规律；

根据构建的自支撑导流能力测试岩板，步骤S50中获取的岩板粗糙裂缝壁面的点云坐标参数，以及裂缝滑移量，清除滑移量错位以外的数据值，计算自支撑滑移量下的压裂裂缝自支撑岩板初始裂缝宽，计算公式如下：

式中，L是岩板长度，mm；d是岩板宽度，mm；h是裂缝滑移量，mm；r是测点间距，mm；Z_i,j是上岩板点坐标为(X_i，Y_j)的凸起高度值，mm；Z′_i+h,j是下岩板点坐标为(X_i+h，Y_j)的凸起高度值，mm；

根据获取的缝宽W作为新型导流室的初始裂缝宽度，根据导流能力测试系统位移计施加闭合应力过程中动态的自支撑裂缝宽度，最终计算压裂裂缝自支撑导流能力，计算公式如下：

式中，K-自支撑裂缝渗透率，um²；W_F自支撑裂缝缝宽，mm；C是修正系数，无因次；μ是实验温度下注入液体的粘度，mPa·s；Q是液体注入流量，cm³/s；ΔP是新型导流室两处监测点压差，kPa；

所述新型压裂裂缝自支撑导流能力测试导流室装置，其主要结构包括自支撑上岩板(201)、自支撑下岩板(206)、胶套(205)、左滑移垫片(209)、右滑移垫片(202)、上垫块(203)、下垫块(210)、导流室本体(213)、流体入口阀(108)、流体出口阀(105)、出口压力监测头(106)、入口压力监测头(107)、水压泵入接头(104)。

2.如权利要求1所述的一种压裂裂缝自支撑导流能力全过程评价方法，其特征在于，所述步骤S30中真三轴围压装置实验系统，其主要结构包括X向应力系统(12)、Y向应力系统(10)、Z向应力系统(6)。

3.如权利要求1所述的一种压裂裂缝自支撑导流能力全过程评价方法，其特征在于，所述步骤S30的压裂液为水基胍胶压裂液、清洁压裂液、少水泡沫压裂液、CO₂无水压裂液中的一种。