[发明专利]一种煤层气井水力压裂物理模拟方法

摘要

一种煤层气井水力压裂物理模拟方法，该模拟方法设置有真三轴模拟压裂实验架，真三轴模拟压裂实验架内部放置有带有模拟井筒的压裂试件，压裂试件的八个角部用塑胶各自紧密粘结有声发射探头，声发射探头通过声发射信号放大器连接有声发射接收仪；真三轴模拟压裂实验架外部连接有液压稳压器；模拟井筒顶部通过压裂液管线连接有油水隔离器，油水隔离器上部添加有胍胶水压裂液，油水隔离器下部添加有油；油水隔离器底部连接有控制台；该一种煤层气井水力压裂物理模拟方法在进行实验室水力压裂物理模拟过程中实时监测裂缝在试件内部的产生与扩展，注重裂缝的立体性特征分析而不仅仅局限于对裂缝在压裂试件表面延伸的观察，能更好地反映裂缝延伸的过程。

主权项

一种煤层气井水力压裂物理模拟方法，包括液压稳压器(1)，声发射接收仪(2)，压裂试件(3)，模拟井筒(4)，声发射探头(5)，压裂液管线(6)，胍胶水压裂液(7)，真三轴模拟压裂实验架(8)，油水隔离器(9)，油(10)，控制台(11)，声发射信号放大器(12)；该模拟方法设置有真三轴模拟压裂实验架(8)，所述真三轴模拟压裂实验架(8)内部放置有带有模拟井筒(4)的压裂试件(3)，压裂试件(3)的八个角部用塑胶各自紧密粘结有声发射探头(5)，声发射探头(5)通过声发射信号放大器(12)连接有声发射接收仪(2)；所述真三轴模拟压裂实验架(8)外部连接有液压稳压器(1)；所述模拟井筒(4)顶部通过压裂液管线(6)连接有油水隔离器(9)，所述油水隔离器(9)上部添加有胍胶水压裂液(7)，油水隔离器(9)下部添加有油(10)；所述油水隔离器(9)底部连接有控制台(11)；该一种煤层气井水力压裂物理模拟方法包括一下步骤：第一步：根据需要设计压裂时的三向围压及压裂液注入速率模拟地应力及压裂施工排量；第二步：根据实验室实验仪器的尺寸制作相应的水力压裂物理模拟压裂试件(3)，压裂试件(3)预制有模拟压裂用的模拟井筒(4)，压裂试件(3)表面应标注三向围压方向；第三步：将上述压裂试件(3)的八个角部进行适当的处理，以便于连接声发射接收仪(2)，声发射探头(5)与压裂试件(3)结合处用塑胶紧密粘接，保证声发射接收仪(2)的声发射探头(5)能连续接收试件内部产生的微弱声音，接好后进行信号校准；第四步：配制含有荧光粉的胍胶水压裂液(7)作为模拟用压裂液，胍胶水压裂液(7)会保证压裂结束后，压裂裂缝表面有压裂液残留，便于打开压裂试件(1)后对裂缝进行观测；第五步：将接有声发射接收仪(3)的压裂试件(1)放入真三轴模拟压裂试验架(8)中并固定，将含有荧光粉的胍胶水压裂液(7)加入到油水隔离器(9)中，连接好控制台(11)、压裂液管线(6)等；第六步：通过液压稳压源(1)向压裂试件(3)施加三轴围压至预定值，通过控制台(11)根据选定的泵排量向模拟井筒(4)泵注含有荧光粉的胍胶水压裂液(7)，启动控制台(11)的数据采集系统，记录泵注压力，排量等参数，在开始泵注压裂液的同时，启动声发射接收仪(2)监测泵注过程中的声发射信号，压裂模拟至压裂试件(3)表面有压裂液溢出；第七步：压裂模拟结束后，保存实验数据，关闭实验系统，取下压裂试件，观察记录压裂试件(3)表面的裂缝延伸情况及试件打开后通过荧光粉反映的内部裂缝特征。