[发明专利]一种压裂裂缝自支撑导流能力全过程评价方法

说明书

本发明公开一种压裂裂缝自支撑导流能力全过程评价方法，主要步骤：采集具有天然裂缝的储层段露头，切割为立方岩样并钻孔；井眼洗净后选定密封胶进行井筒与岩样固结；构建真三轴围压装置系统，压裂获取粗糙裂缝岩板；采用3D激光扫描仪进行裂缝壁面扫描，获取壁面点云数据；利用点云数据进行粗糙度JRC值计算；构建新型压裂裂缝自支撑导流能力测试导流室装置，评价不同闭合应力、不同滑移量、不同粗糙度条件下的自支撑导流能力变化规律。本发明通过真三轴压裂获取岩板，扫描获取壁面云图以及粗糙度，测试及评价自支撑导流能力，能够优选压裂裂缝自支撑导流能力的最佳滑移量和粗糙度JRC值，为压裂施工中自支撑压裂工艺选井和选层提供指导意义。

技术领域

本发明涉及一种导流能力评价方法，特别涉及一种压裂裂缝自支撑导流能力全过程评价方法，属于油气开发增产改造领域。

背景技术

压裂技术是非常规油气储层效益开发的关键技术手段，在压裂过程中，裂缝的起裂扩展规律及导流特性是决定储层的改造体积及有效压裂周期的两大关键因素。受地应力、岩石强度以及天然裂缝发育程度等因素的影响，压裂会形成包括充填裂缝、剪切滑移缝和原位闭合缝在内的多种复杂裂缝。随着缝网复杂程度的增大，人工裂缝中支撑剂的平均支撑浓度小于0.5kg/m²或者支撑面积小于10％，大部分次生裂缝没有支撑剂充填，但由于地层的非均质性、偏差应力和射孔相位角的不匹配等因素，造成自支撑压裂裂缝壁面剪切滑移，而剪切裂缝面的凸起能够有效支撑裂缝，在闭合应力作用下仍然能保持残余缝宽，从而形成具有一定导流能力的自支撑裂缝。这种自支撑效应，对于油气的增产具有重要作用。自支撑裂缝是油气流动的重要通道，研究气液在这些裂缝中流动规律及评价压裂裂缝自支撑导流能力，对非常规储层开发及合理评价油气井产能具有重要指导意义。

目前国内外对于压裂裂缝自支撑导流能力的获取主要采用室内试验测试的方法，首先取自露头岩样或者井下岩心，采用人工劈裂的方法获取裂缝表面，由于未考虑储层岩心三轴应力围压状态，所获取的压裂裂缝与真实裂缝几何形态差异较大。其次，将压裂获取的岩样剪切错位后组合封装进行导流能力测试，该方法中由于所切割岩板尺寸存在差异，API导流室密封性差，环形空间存在窜气，导致最终的导流能力测试结果不准确，误差较大。此外，针对裂缝滑移量影响的研究，通常认定为自支撑裂缝导流能力与滑移量没有线性关系，但实际上存在一个合适的滑移量获得最佳导流能力。因此基于以上需要针对压裂裂缝建立一种自支撑导流能力全过程评价方法，将对压裂施工设计起到重要的推进作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种压裂裂缝自支撑导流能力全过程评价方法。

本发明提供的一种压裂裂缝自支撑导流能力全过程评价方法，包括以下步骤：

步骤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，切割后对立方岩样沿与层理方向成不同夹角(0～90°)方向进行钻孔模拟不同的井型，考虑最小化井壁应力集中效应，根据井周应力计算公式确定井筒半径大小。

步骤S11、步骤S10中井周应力计算公式如下：

式中，a是岩样井筒半径，m；r是岩样任意一点的径向距离，m；σ_ν是垂向应力，MPa；σ_h是最小水平主应力，MPa；θ是径向与最小水平主应力方向的夹角(°)；

步骤S20、钻孔完成后，利用高压水枪将井眼内部及内壁粘连碎屑洗净，静置24h以上。将压裂井筒下端进行打磨刻蚀，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，选定流动性较好的密封胶进行井眼与井筒环形空间密封，固定岩样和井筒。

步骤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。