[发明专利]一种页岩缝网压裂裂缝扩展的物理模拟方法

摘要

一种页岩缝网压裂裂缝扩展的物理模拟方法，包括：1.采集页岩，加工，设置模拟压裂井，装入模拟射孔套管；进行CT扫描，用热缩管密封；2.放入大尺寸三轴物理模拟实验仪内，模拟地应力加载；注入压裂液，用声发射定位监测系统对压裂过程进行实时监测；3.第二次CT扫描，对比分析；4.钻取现场压裂井，装入射孔套管；布置微地震监测井，放入微地震信号接收器；5.地震信号被微地震信号接收器接收，送至微地震信号接收处理系统，绘制出缝网压裂裂缝扩展的空间图像；6.室内模拟实验与现场验证实验结合分析。该方法为使模拟数据更加可靠，进行现场对比验证实验，将实验室获得的实验数据与现场结合，使获得的缝网压裂裂缝扩展数据更加准确。

主权项

1.一种页岩缝网压裂裂缝扩展的物理模拟方法，包括以下步骤：步骤一：室内模拟实验准备工作(1)采集页岩，加工成模拟试件，在模拟试件中心位置设置有模拟压裂井，将与模拟压裂井相匹配的模拟射孔套管装入模拟压裂井内，并密封固定；(2)对模拟试件进行第一次CT扫描，记录页岩内天然裂缝的分布情况；(3)得到页岩模拟试样；步骤二：模拟实际情况并监测(1)将页岩模拟试样放入大尺寸三轴物理模拟实验仪内，模拟实际开采情况下，页岩的地应力加载；(2)用缝网压裂控制系统，通过射孔套管向页岩模拟试件内注入压裂液，模拟页岩缝网压裂过程，声发射定位监测系统，对压裂过程中，页岩模拟试件内部缝网系统的形成与扩展进行实时监测，压裂过程结束后，得到缝网压裂后的模拟试件；步骤三：室内模拟实验的对比分析对缝网压裂后的模拟试件进行第二次CT扫描，记录压裂后页岩内部整个缝网系统的分布情况，并与第一次CT扫描记录的页岩内天然裂缝的分布情况进行对比分析，结合压裂过程中的声发射定位监测系统获得的数据，得到整个压裂过程中的缝网扩展情况以及影响缝网扩展的因素；其特征在于，该页岩缝网压裂裂缝扩展的物理模拟方法，还包括以下步骤：所述的步骤一(3)中，用热缩管对模拟试件进行密封，得到页岩模拟试样，备用；步骤四：现场验证实验准备工作在选取的岩层试验区域中心位置钻取现场压裂井，将与现场压裂井相匹配的现场射孔套管装入压裂井内，密封固定；现场射孔套管与提供高压水力的现场缝网压裂控制系统相连；在压裂井周围布置多口微地震监测井，微地震监测井内壁做好支撑，将微地震信号接收器的一端布置在微地震监测井内，微地震信号接收器的另一端与微地震信号接收处理系统连接；微地震监测井的布置位置为，微地震监测井与压裂井的井间隔距离为100~500m；步骤五：现场验证实验监测将现场缝网压裂控制系统与压裂井的现场射孔套管对接，进行现场的缝网压裂裂缝扩展实验；高压水力作用下，页岩破裂产生的微小地震信号传入微地震监测井，被微地震监测井内微地震信号接收器的一端接收，传送至微地震信号接收处理系统，绘制出缝网压裂裂缝扩展的空间图像，实时监测压裂过程中缝网的分布与扩展情况，获得现场验证实验的实验数据；步骤六：室内模拟实验与现场验证实验结合分析结合室内模拟实验与现场验证实验的数据进行分析，可以清晰的获得压裂过程中“缝网系统”的形成与扩展情况，以及页岩缝网压裂裂缝扩展的影响因素。