CN112229777A - 评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置及方法 - Google Patents
评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112229777A CN112229777A CN202011037179.XA CN202011037179A CN112229777A CN 112229777 A CN112229777 A CN 112229777A CN 202011037179 A CN202011037179 A CN 202011037179A CN 112229777 A CN112229777 A CN 112229777A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- perforation
- crack
- groove
- inlet
- outlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 104
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 42
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 32
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 21
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 13
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 11
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 claims description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002981 blocking agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本发明公开一种评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置及方法,该评价堵剂在射孔裂缝中封堵及解堵效果的实验装置包括加热器、铜套、射孔裂缝块、进口堵头和出口堵头、加压装置以及柱塞装置,加热器具有加热腔、以及位于两端且分别与所述加热腔连通的第一进口和第一出口,铜套沿横向延伸且安装在所述加热腔内,所述铜套的两端具有第二进口和第二出口,射孔裂缝块沿横向延伸且套接在所述铜套内,所述射孔裂缝块具有沿横向依次贯设有射孔槽和裂缝槽,所述射孔槽和所述裂缝槽自所述第一进口至所述第一出口的方向呈渐缩设置,且沿横向上,射孔槽的长度<裂缝槽的长度。
Description
本申请是分案申请,原申请的申请号为201910143877.9,申请日为2019年02月26日,发明名称“评价堵剂在射孔裂缝中封堵及解堵效果的实验装置及方法”。
技术领域
本发明涉及储层改造技术领域,特别涉及一种评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置及方法。
背景技术
近年来,随着常规油气藏开发普遍进入开发中后期,老油田产量下降趋势加快,我国非常规油气藏开发进入快速发展的黄金期。水力压裂技术作为油气井增产的一项重要措施,比如射孔完井水平井水力压裂,在非常规油气藏开发中广泛应用。但是在水力压裂过程中,压裂形成的裂缝所控制的泄油面积有限,如何增加裂缝的复杂程度,大幅提高储层改造面积,成为研究热点。在改善压裂效果措施中,裂缝暂堵转向技术是一项有效的改造技术。裂缝暂堵转向技术,是指向地层一次或多次投放高强度暂堵剂,形成滤饼临时封堵老裂缝,提高缝内压力,迫使地层内的高应力区开启一条或多条新裂缝,从而动用老裂缝控制区以外的油气资源,获得比常规压裂更大的有效改造体积。
然而,裂缝暂堵转向技术的成功与否的关键是能否开启新的裂缝,封堵裂缝的暂堵剂是该技术中的关键材料,且对于暂堵剂的裂缝封堵强度有一定的性能要求。当裂缝转向压裂作业完成后,油性暂堵剂遇油破胶,水性暂堵剂遇水破胶,材料逐渐变成可流动的液体,达到保护油气层的目的,暂堵剂解堵效果对于油气开发也存在一定的影响。在非常规储层水力压裂操作中,一般采用射孔的方式进行完井,利用射孔弹在套管上形成一系列的20至50cm长的射孔孔眼,用于引导裂缝起裂和裂缝扩展,在地层中呈现前端为射孔孔眼,后段为裂缝的射孔裂缝段形态,暂堵剂在裂缝中流动动态会因射孔孔眼存在受到影响,比如在孔眼与裂缝交界处流动界面突变,从而影响暂堵剂在裂缝的封堵及解堵效果。
现有技术中,针对暂堵剂在射孔裂缝中的封堵及解堵评价实验仍处于很大问题。相关文献公开了堵剂在射孔裂缝中封堵及解堵效果的评价装置,虽然可用于模拟裂缝转向剂暂堵过程,但是没有考虑孔眼裂缝形态下的暂堵剂封堵及解堵效果评价。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置及方法,旨在提供一种考虑孔眼裂缝形态下的暂堵剂封堵及解堵效果的评价装置。
为实现上述目的,本发明提出的一种评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置,包括:
加热器,具有加热腔、以及位于两端且分别与所述加热腔连通的第一进口和第一出口;
铜套,沿横向延伸且安装在所述加热腔内,所述铜套的两端具有第二进口和第二出口;
射孔裂缝块,沿横向延伸且套接在所述铜套内,所述射孔裂缝块具有沿横向依次贯设有射孔槽和裂缝槽,所述射孔槽和所述裂缝槽自所述第一进口至所述第一出口的方向呈渐缩设置,且沿横向上,射孔槽的长度<裂缝槽的长度;
进口堵头和出口堵头,分别密封设于所述铜套的两端内,并分别挡设于所述射孔槽和所述裂缝槽的端部;
加压装置,与所述加热腔连通,用于对所述加热腔加压;以及,
柱塞装置,依次穿过所述第一进口、第二进口、进口堵头与所述射孔槽连通,用于向所述射孔槽注入暂堵剂;或者,依次穿过所述第一出口、第二出口、出口堵头与所述裂缝槽连通,用于向所述裂缝槽注入解堵剂。
优选地,所述射孔槽呈锥形结构,所述射孔槽的大端的直径为H1,1.4cm≤H1≤1.6cm,所述射孔槽的小端的直径为H2,0.9cm≤H2≤1.1cm。
优选地,所述裂缝槽的高度自所述第一进口至所述第一出口的方向呈渐缩设置,所述裂缝槽的最大高度为H3,最小高度为H4,4mm≤H3≤6mm,0.9mm≤H4≤1.1mm。
优选地,所述裂缝槽为棱形槽。
优选地,所述柱塞装置包括:
柱塞泵,依次穿过所述第一进口、第二进口、进口堵头与所述射孔槽连通,或者,依次穿过所述第一出口、第二出口、出口堵头与所述裂缝槽连通;以及,
搅拌器,安装在所述柱塞泵内,用于搅拌暂堵剂或解堵剂。
优选地,所述柱塞泵通过进液管线,依次穿过所述第一进口、第二进口、进口堵头与所述射孔槽连通或者依次穿过所述第一出口、第二出口、出口堵头与所述裂缝槽连通。
优选地,所述进液管线的内径为D,D≥8mm。
优选地,所述加压装置包括手摇泵,所述手摇泵与所述加热腔连通。
优选地,还包括温度控制器,所述温度控制器与所述加热器电性连接,用于监测所述加热腔内的温度,并控制所述加热器。
为实现上述目的,本发明提出一种利用上述的评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置的实验方法,包括如下步骤:
取射孔裂缝块,并对所述射孔裂缝块的射孔槽和裂缝槽进行喷砂处理,以模拟实际射孔孔眼和裂缝壁面粗糙度;
将所述射孔裂缝块安装在所述铜套内;
将柱塞装置依次穿过所述第一进口、第二进口、进口堵头与所述射孔槽连通;
利用加压装置对加热腔内加压并注入清水;
通过所述加热器加热,使加热腔内的温度达到预设温度,以模拟地层温度;
通过柱塞装置对射孔槽内注入暂堵剂,直至堵剂在射孔裂缝块内形成桥堵,向所述射孔槽注入压力基液并监测此时堵剂的突破压力;
将柱塞装置依次穿过所述第一出口、第二出口、出口堵头与所述裂缝槽连通;
通过柱塞装置对裂缝槽内注入解堵剂,并测试暂堵裂缝的渗透率,以模拟解堵剂解堵裂缝渗透率恢复实验。
本发明通过在射孔裂缝块中设置射孔槽和裂缝槽,所述射孔槽和所述裂缝槽自所述第一进口至所述第一出口的方向呈渐缩设置,将射孔孔眼与压裂裂缝相结合,能充分考虑实际孔眼和裂缝形态,如此,可以更真实有效地模拟暂堵剂在射孔孔眼中的流动和暂堵剂在裂缝中的封堵,从而便于更准确有效地分析暂堵剂在复杂孔眼裂缝形态下暂堵剂的流动封堵过程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供一实施例评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置的剖视图;
图2为图1中射孔裂缝块一实施例的局部示意图;
图3为图2中A-A向的剖面示意图;
图4为图2中B-B向的剖面示意图。
本发明附图标号说明:
标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
1 | 加热器 | 4 | 加压装置 |
11 | 加热腔 | 5 | 柱塞装置 |
12 | 第一进口 | 51 | 柱塞泵 |
13 | 第一出口 | 52 | 搅拌器 |
2 | 铜套 | 6 | 进液管线 |
21 | 第二进口 | 71 | 温度控制器 |
22 | 第二出口 | 72 | 进液口压力表 |
23 | 射孔裂缝块 | 73 | 围压压力表 |
231 | 射孔槽 | 8 | 出液口量筒 |
232 | 裂缝槽 | 91 | 密封圈 |
31 | 进口堵头 | 92 | 进口法兰 |
32 | 出口堵头 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置,请参阅图1至图4,该评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置包括加热器1、铜套2、射孔裂缝块23、进口堵头31和出口堵头32、加压装置4以及柱塞装置5,加热器1具有加热腔11、以及位于两端且分别与所述加热腔11连通的第一进口12和第一出口13、加压装置4以及柱塞装置5,铜套2沿横向延伸且安装在所述加热腔11内,所述铜套2的两端具有第二进口21和第二出口22,射孔裂缝块23沿横向延伸且套接在所述铜套2内(在本实施例中,射孔裂缝块23的外侧壁与铜套2相适配,优选地,所述射孔裂缝块23的外径与铜套2的内径相等),所述射孔裂缝块23具有沿横向依次贯设有射孔槽231和裂缝槽232,所述射孔槽231和所述裂缝槽232自所述第一进口12至所述第一出口13的方向呈渐缩设置,且沿横向上,射孔槽231的长度<裂缝槽232的长度(通过沿横向上形成射孔槽231和裂缝槽232,射孔槽231的长度<裂缝槽232的长度,以引导裂缝起裂和裂缝扩展,在进行水力压裂操作时,可以从射孔孔眼处产生长裂缝,裂缝扩展呈现前端缝宽大于后端缝宽的裂缝形态,以模拟在地层中呈现前端为射孔孔眼,后段为裂缝的射孔裂缝段形态,使暂堵剂在裂缝中流动动态会因射孔孔眼存在受到影响,比如在孔眼与裂缝交界处流动界面突变,从而更有效准确地模拟堵剂在裂缝的封堵及解堵效果),进口堵头31和出口堵头32分别密封设于所述铜套2的两端内(本实施例中,进口堵头31和出口堵头32与铜套2通过密封圈91密封,通过进口法兰92固定),并分别挡设于所述射孔槽231和所述裂缝槽232的端部,加压装置4与所述加热腔11连通,用于对所述加热腔11加压,柱塞装置5依次穿过所述第一进口12、第二进口21、进口堵头31与所述射孔槽231连通,用于向所述射孔槽231注入暂堵剂;或者,依次穿过所述第一出口13、第二出口22、出口堵头32与所述裂缝槽232连通,用于向所述裂缝槽232注入解堵剂。
其中,在评价堵剂在射孔裂缝中封堵效果时,柱塞装置5依次穿过所述第一进口12、第二进口21、进口堵头31与所述射孔槽231连通,通过柱塞装置5向射孔槽231中注入暂堵剂,待暂堵剂慢慢粘附在裂缝壁面并逐渐形成桥堵,在裂缝中形成封堵后,监测暂堵剂突破压力,以评价暂堵剂的封堵效果;在评价堵剂在射孔裂缝中解堵效果时,柱塞装置5依次穿过所述第一出口13、第二出口22、出口堵头32与所述裂缝槽232连通,通过柱塞装置5向裂缝槽232中注入暂堵剂,待放置一段时间后,测试暂堵裂缝渗透率随时间的变化,以模拟解堵剂解堵裂缝渗透率恢复实验,评价解堵剂的解堵效果。
射孔裂缝块23可以通过对铁质岩心进行切割,再对射孔槽231和裂缝槽232的侧壁进行喷砂处理,以模拟实际射孔孔眼和裂缝壁面粗糙度,如此通过采用不同程度喷砂处理可以模拟不同壁面粗糙程度下暂堵剂封堵的影响。采用铁质岩心相比天然岩心劈裂造缝可以多次重复利用,能节约实验成本。
现有技术中,针对暂堵剂在射孔裂缝中的封堵及解堵评价实验仍处于很大问题。相关文献公开了堵剂在射孔裂缝中封堵及解堵效果的评价装置,虽然可用于模拟裂缝转向剂暂堵过程,但是没有考虑孔眼裂缝形态下的暂堵剂封堵及解堵效果评价。
本发明通过在射孔裂缝块23中设置射孔槽231和裂缝槽232,所述射孔槽231和所述裂缝槽232自所述第一进口12至所述第一出口13的方向呈渐缩设置,将射孔孔眼与压裂裂缝相结合,能充分考虑实际孔眼和裂缝形态,如此,可以更真实有效地模拟暂堵剂在射孔孔眼中的流动和暂堵剂在裂缝中的封堵,从而便于更准确有效地分析暂堵剂在复杂孔眼裂缝形态下暂堵剂的流动封堵过程。
射孔槽231过窄会导致暂堵剂过于容易在裂缝中形成封堵,不能真实有效地考虑孔眼裂缝形态下的暂堵剂封堵效果;而射孔槽231过宽会导致暂堵剂无法在裂缝中形成封堵,暂堵剂无法通过粘附在裂缝壁面并逐渐形成桥堵,达不到实验效果,故,在本实施例中,所述射孔槽231呈锥形结构,所述射孔槽231的大端的直径为H1,1.4cm≤H1≤1.6cm,所述射孔槽231的小端的直径为H2,0.9cm≤H2≤1.1cm,效果更佳。
进一步地,所述裂缝槽232的高度自所述第一进口12至所述第一出口13的方向呈渐缩设置,所述裂缝槽232的最大高度为H3(即靠近第一进口12端的裂缝槽232的高度),最小高度为H4(即靠近第一出口13端的裂缝槽232的高度),H3过小导致裂缝前端封堵,裂缝转向纵向距离过,H4过大导致不易形成有效封堵,无法实施有效裂缝转,故,在本实施例中,4mm≤H3≤6mm,0.9mm≤H4≤1.1mm。在本实施例中,所述裂缝槽232为棱形槽(优选地,所述裂缝槽232为四棱形槽)。
柱塞装置5用于向射孔槽231注入暂堵剂,或向裂缝槽232注入解堵剂,在本实施例中,所述柱塞装置5包括柱塞泵51以及搅拌器52,柱塞泵51依次穿过所述第一进口12、第二进口21、进口堵头31与所述射孔槽231连通,或者,依次穿过所述第一出口13、第二出口22、出口堵头32与所述裂缝槽232连通;搅拌器52安装在所述柱塞泵51内,用于搅拌暂堵剂或解堵剂,使暂堵剂或者解堵剂与基液充分混合(搅拌器52可以为旋浆式,也可以为其他结构,在此不做具体限制)。具体地,所述柱塞泵51通过进液管线6,依次穿过所述第一进口12、第二进口21、进口堵头31与所述射孔槽231连通或者依次穿过所述第一出口13、第二出口22、出口堵头32与所述裂缝槽232连通。为了防止暂堵剂在进液管线6内堵塞,所述进液管线6的内径为D,D≥8mm。在本实施例中,柱塞泵51为大排量柱塞泵51,可以模拟高注入速度。为了便于在暂堵剂在裂缝中形成封堵后,向进液口注入压力基液便于监测暂堵剂的突破压力,进液管线6的管路上安装有进液口压力表72。
加压装置4用于模拟地层压力,在本实施例中,所述加压装置4包括手摇泵,所述手摇泵与所述加热腔11连通,提供围压,模拟裂缝所受地层闭合压力。在本实施例中,手摇泵的加载范围为20MPa至40MPa。所述手摇泵与所述加热器1之间还设有围压压力表73,围压压力表73一端与加热腔11连接,另一端与手摇泵连接。
为了便于控制加热腔11内的温度,该评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置还包括温度控制器71,所述温度控制器71与所述加热器1电性连接,用于监测所述加热腔11内的温度,并控制所述加热器1。本实施例中,加热器1采用电铝合金进行加热,最大加热温度300℃。
优选地,在评价堵剂在射孔裂缝中封堵效果时,柱塞装置5依次穿过所述第一进口12、第二进口21、进口堵头31与所述射孔槽231连通时,该评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置还包括出液口量筒8,所述出液口通过出液口管线与裂缝槽232连通,用于接住依次从射孔槽231、裂缝槽232中流出的液体。
为了实现上述目的,本发明还提供一种利用上述的评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置的实验方法,该实验方法包括如下步骤:
步骤S210:取射孔裂缝块23,并对所述射孔裂缝块23的射孔槽231和裂缝槽232进行喷砂处理,以模拟实际射孔孔眼和裂缝壁面粗糙度;
具体实现时,取铁质岩心进行切割获得射孔裂缝块23,再对射孔裂缝块23的射孔槽231和裂缝槽232进行喷砂处理,根据喷砂处理的程度,以模拟实际射孔孔眼和裂缝壁面粗糙度。在本实施例中,射孔裂缝块23的外径为2.5cm,射孔裂缝块23沿横向方向总长为50cm,射孔槽231沿横向方向长度为20cm,射孔槽231呈锥形结构,射孔槽231的大端(靠近第一进口12处的一端)直径为1.5cm,小端(靠近第一出口13处的一端)直径为1cm,裂缝槽232的最大高度为5cm,最小高度为1mm。
步骤S220:将所述射孔裂缝块23安装在所述铜套2内;
具体实现时,将处理好的所述射孔裂缝块23安装在铜套2内,裂缝槽232面平行于水平面。
步骤S230:将柱塞装置5依次穿过所述第一进口12、第二进口21、进口堵头31与所述射孔槽231连通;
具体实现时,将柱塞装置5依次穿过所述第一进口12、第二进口21,连接进口堵头31、密封圈91,并采用进口法兰92固定与所述射孔槽231连通,并检查装置的密封性。
步骤S240:利用加压装置4对加热腔11内加压并注入清水;
具体实现时,利用加压装置4对加热腔11内加压并注入清水,根据实验要求对由铜套2、射孔裂缝块23组成的裂缝***提供设定围压,并检查围压是否稳定。
步骤S250:通过所述加热器1加热,使加热腔11内的温度达到预设温度,以模拟地层温度;
具体实现时,调节温度控制器71,根据实验要求设定预设温度对加热腔11进行加热以达到预设温度,以对射孔裂缝块23进行加热模拟地层温度,待达到预设温度后,保温以保证射孔裂缝块23均匀受热。通过调节加热腔11内的温度,以模拟不同储层温度下温度对暂堵剂封堵的影响。
步骤S260:通过柱塞装置5对射孔槽231内注入暂堵剂,直至堵剂在射孔裂缝块23内形成桥堵,向所述射孔槽231注入压力基液并监测此时堵剂的突破压力;
具体实现时,在柱塞装置5中加入暂堵剂颗粒和压裂液基液(在本实施例中,暂堵剂颗粒选用20-40目,暂堵剂颗粒与压裂液基液混合后暂堵剂浓度为1%-5%,优选地,暂堵剂浓度为1%),并使暂堵剂颗粒均匀分布于压裂液基液中(在本实施例中,通过搅拌器52搅拌使暂堵剂颗粒均匀分布于压裂液基液中),通过柱塞装置5(在本实施例中,为大排量柱塞泵51)向对射孔槽231内注入暂堵剂,暂堵剂慢慢粘附在裂缝壁面并逐渐形成桥堵,暂堵剂在裂缝中形成封堵后,监测暂堵剂突破压力(在本实施例中,通过进液口压力表72监测获得突破压力)。通过对比不同暂堵剂浓度、暂堵剂粒径时的突破压力,模拟突破压力与暂堵剂浓度、暂堵剂粒径的关系。
步骤S270:将柱塞装置5依次穿过所述第一出口13、第二出口22、出口堵头32与所述裂缝槽232连通;
具体实现时,将柱塞装置5依次穿过所述第一出口13、第二出口22,连接出口堵头32、密封圈91,并采用进口法兰92固定与所述裂缝槽232连通,并检查装置的密封性。
步骤S280:通过柱塞装置5对裂缝槽232内注入解堵剂,并测试暂堵裂缝的渗透率,以模拟解堵剂解堵裂缝渗透率恢复实验。
具体实现时,待裂缝内形成有效封堵后,反向穿过第一出口13、第二出口22向裂缝槽232内注入解堵剂,放置一段时间,测试暂堵裂缝的渗透率,以模拟解堵剂解堵裂缝渗透率恢复实验。通过该步骤进行裂缝渗透率恢复实验,模拟不同的解堵剂类型对于暂堵剂解堵效果的影响。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置,其特征在于,包括:
加热器,具有加热腔、以及位于两端且分别与所述加热腔连通的第一进口和第一出口;
铜套,沿横向延伸且安装在所述加热腔内,所述铜套的两端具有第二进口和第二出口;
射孔裂缝块,沿横向延伸且套接在所述铜套内,所述射孔裂缝块具有沿横向依次贯设有射孔槽和裂缝槽,所述射孔槽和所述裂缝槽自所述第一进口至所述第一出口的方向呈渐缩设置,且沿横向上,射孔槽的长度<裂缝槽的长度;
进口堵头和出口堵头,分别密封设于所述铜套的两端内,并分别挡设于所述射孔槽和所述裂缝槽的端部;
加压装置,与所述加热腔连通,用于对所述加热腔加压;以及,
柱塞装置,依次穿过所述第一进口、第二进口、进口堵头与所述射孔槽连通,用于向所述射孔槽注入暂堵剂;或者,依次穿过所述第一出口、第二出口、出口堵头与所述裂缝槽连通,用于向所述裂缝槽注入解堵剂;
其中,将射孔孔眼与压裂裂缝相结合来考虑实际孔眼和裂缝形态,以模拟暂堵剂在射孔孔眼中的流动和暂堵剂在裂缝中的封堵。
2.如权利要求1所述的评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置,其特征在于,所述射孔槽呈锥形结构,所述射孔槽的大端的直径为H1,1.4cm≤H1≤1.6cm,所述射孔槽的小端的直径为H2,0.9cm≤H2≤1.1cm。
3.如权利要求1所述的评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置,其特征在于,所述裂缝槽的高度自所述第一进口至所述第一出口的方向呈渐缩设置,所述裂缝槽的最大高度为H3,最小高度为H4,4mm≤H3≤6mm,0.9mm≤H4≤1.1mm。
4.如权利要求3所述的评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置,其特征在于,所述裂缝槽为棱形槽。
5.如权利要求1所述的评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置,其特征在于,所述柱塞装置包括:
柱塞泵,依次穿过所述第一进口、第二进口、进口堵头与所述射孔槽连通,或者,依次穿过所述第一出口、第二出口、出口堵头与所述裂缝槽连通;以及,
搅拌器,安装在所述柱塞泵内,用于搅拌暂堵剂或解堵剂。
6.如权利要求5所述的评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置,其特征在于,所述柱塞泵通过进液管线,依次穿过所述第一进口、第二进口、进口堵头与所述射孔槽连通或者依次穿过所述第一出口、第二出口、出口堵头与所述裂缝槽连通。
7.如权利要求6所述的评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置,其特征在于,所述进液管线的内径为D,D≥8mm。
8.如权利要求1所述的评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置,其特征在于,所述加压装置包括手摇泵,所述手摇泵与所述加热腔连通。
9.如权利要求1所述的评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置,其特征在于,还包括温度控制器,所述温度控制器与所述加热器电性连接,用于监测所述加热腔内的温度,并控制所述加热器。
10.一种利用如权利要求1至9任意一项所述的评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置的实验方法,其特征在于,包括如下步骤:
取射孔裂缝块,并对所述射孔裂缝块的射孔槽和裂缝槽进行喷砂处理,以模拟实际射孔孔眼和裂缝壁面粗糙度;
将所述射孔裂缝块安装在所述铜套内;
将柱塞装置依次穿过所述第一进口、第二进口、进口堵头与所述射孔槽连通;
利用加压装置对加热腔内加压并注入清水;
通过所述加热器加热,使加热腔内的温度达到预设温度,以模拟地层温度;
通过柱塞装置对射孔槽内注入暂堵剂,直至堵剂在射孔裂缝块内形成桥堵,向所述射孔槽注入压力基液并监测此时堵剂的突破压力;
将柱塞装置依次穿过所述第一出口、第二出口、出口堵头与所述裂缝槽连通;
通过柱塞装置对裂缝槽内注入解堵剂,并测试暂堵裂缝的渗透率,以模拟解堵剂解堵裂缝渗透率恢复实验。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011037179.XA CN112229777B (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置及方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910143877.9A CN109709021B (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 评价堵剂在射孔裂缝中封堵及解堵效果的实验装置及方法 |
CN202011037179.XA CN112229777B (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置及方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910143877.9A Division CN109709021B (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 评价堵剂在射孔裂缝中封堵及解堵效果的实验装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112229777A true CN112229777A (zh) | 2021-01-15 |
CN112229777B CN112229777B (zh) | 2023-01-20 |
Family
ID=66265174
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910143877.9A Active CN109709021B (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 评价堵剂在射孔裂缝中封堵及解堵效果的实验装置及方法 |
CN202011037179.XA Active CN112229777B (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置及方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910143877.9A Active CN109709021B (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 评价堵剂在射孔裂缝中封堵及解堵效果的实验装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (2) | CN109709021B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114740149A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-07-12 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司 | 一种非均匀裂缝内暂堵转向剂封堵能力评价装置及方法 |
CN115524459A (zh) * | 2022-11-04 | 2022-12-27 | 中国石油大学(华东) | 评价暂堵压裂暂堵材料运移封堵性能的装置及实验方法 |
US20230193704A1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Test apparatus for measuring particle plugging of a simulated fracture |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110359876A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-22 | 西南石油大学 | 裂缝暂堵与酸化解堵一体化模拟评价装置及方法 |
CN110261284B (zh) * | 2019-07-26 | 2024-01-19 | 荆州市现代石油科技发展有限公司 | 一种水溶性暂堵剂封堵性能的实验装置及评价方法 |
CN110761733B (zh) * | 2019-10-29 | 2022-03-18 | 长江大学 | 一种控缝高压裂人工暂堵剂封堵效果评价试验装置及方法 |
CN112782016B (zh) * | 2019-11-11 | 2022-12-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种套管孔眼冲蚀程度评价装置及方法 |
CN111879649B (zh) * | 2020-03-03 | 2022-03-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | 暂堵剂性能确定装置和方法 |
CN113494261B (zh) * | 2020-04-02 | 2023-04-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 酸化压裂用暂堵剂射孔孔眼封堵承压实验装置 |
CN113758688A (zh) * | 2020-05-29 | 2021-12-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 炮眼性能测试实验装置及测试方法 |
CN111734344A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油层封堵用压堵剂性能评价的实验装置及方法 |
CN112284956A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-29 | 中联煤层气有限责任公司 | 控缝高压裂用堵剂性能评价装置及方法 |
CN113532996B (zh) * | 2021-07-23 | 2022-04-01 | 中国石油大学(华东) | 一种基质-裂缝流体三维流动模型及其制备方法与应用 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103048252A (zh) * | 2011-10-13 | 2013-04-17 | 陈兴佳 | 重复压裂堵剂的封堵率的测试方法 |
CN104535715A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-22 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 | 一种裂缝颗粒转向剂暂堵能力评价装置与方法 |
CN104950088A (zh) * | 2015-07-13 | 2015-09-30 | 中国石油大学(北京) | 模拟井下条件的射孔孔眼封堵的装置 |
US20160230547A1 (en) * | 2014-02-19 | 2016-08-11 | Petro Research & Analysis Corp. | Estimating Permeability in Unconventional Subterranean Reservoirs using Diagnostic Fracture Injection Tests |
CN107288603A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-10-24 | 北京大学 | 一种模拟裂缝转向压裂的实验装置及其应用 |
CN107976520A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-05-01 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 | 近井带暂堵室内模拟实验装置及方法 |
CN108708703A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-10-26 | 中国石油大学(华东) | 用于研究水平井或直井暂堵压裂中暂堵剂运移规律的装置及方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1131463A (en) * | 1980-08-01 | 1982-09-14 | Susan A. De Korompay | Method of fracturation detection |
CN102889077B (zh) * | 2012-06-15 | 2015-06-10 | 中国石油大学(北京) | 检测模拟实际工况水力喷射压裂孔内压力分布的实验装置 |
CN102778552B (zh) * | 2012-08-01 | 2015-04-08 | 中国石油天然气股份有限公司 | 定向射孔与压裂裂缝转向规律的实验方法 |
CN203702118U (zh) * | 2014-03-03 | 2014-07-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种模拟压裂裂缝内支撑剂沉降及铺置实验装置 |
CN104563978B (zh) * | 2014-12-26 | 2017-03-08 | 中国石油天然气股份有限公司 | 用于水力压裂物理模拟实验的射孔装置及方法 |
CN105158122B (zh) * | 2015-08-13 | 2017-10-13 | 中国石油大学(北京) | 一种酸压暂堵转向剂暂堵性能测试装置及测试方法 |
CN107202866A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-09-26 | 北京大学 | 一种暂堵剂暂堵性能评价实验装置及其工作方法与应用 |
CN109060470B (zh) * | 2018-07-10 | 2020-07-03 | 中国石油大学(北京) | 一种预制天然裂缝的水力压裂实验试件及其制作方法 |
-
2019
- 2019-02-26 CN CN201910143877.9A patent/CN109709021B/zh active Active
- 2019-02-26 CN CN202011037179.XA patent/CN112229777B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103048252A (zh) * | 2011-10-13 | 2013-04-17 | 陈兴佳 | 重复压裂堵剂的封堵率的测试方法 |
US20160230547A1 (en) * | 2014-02-19 | 2016-08-11 | Petro Research & Analysis Corp. | Estimating Permeability in Unconventional Subterranean Reservoirs using Diagnostic Fracture Injection Tests |
CN104535715A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-22 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 | 一种裂缝颗粒转向剂暂堵能力评价装置与方法 |
CN104950088A (zh) * | 2015-07-13 | 2015-09-30 | 中国石油大学(北京) | 模拟井下条件的射孔孔眼封堵的装置 |
CN107288603A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-10-24 | 北京大学 | 一种模拟裂缝转向压裂的实验装置及其应用 |
CN107976520A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-05-01 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 | 近井带暂堵室内模拟实验装置及方法 |
CN108708703A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-10-26 | 中国石油大学(华东) | 用于研究水平井或直井暂堵压裂中暂堵剂运移规律的装置及方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
方裕燕等: "炮眼暂堵室内实验研究", 《钻采工艺》 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20230193704A1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Test apparatus for measuring particle plugging of a simulated fracture |
US11761274B2 (en) * | 2021-12-17 | 2023-09-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Test apparatus for measuring particle plugging of a simulated fracture |
CN114740149A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-07-12 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司 | 一种非均匀裂缝内暂堵转向剂封堵能力评价装置及方法 |
CN115524459A (zh) * | 2022-11-04 | 2022-12-27 | 中国石油大学(华东) | 评价暂堵压裂暂堵材料运移封堵性能的装置及实验方法 |
CN115524459B (zh) * | 2022-11-04 | 2023-03-03 | 中国石油大学(华东) | 评价暂堵压裂暂堵材料运移封堵性能的装置及实验方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109709021B (zh) | 2022-02-22 |
CN109709021A (zh) | 2019-05-03 |
CN112229777B (zh) | 2023-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112229777B (zh) | 评价射孔炮眼暂堵球及压裂缝内暂堵剂封堵效果的实验装置及方法 | |
US10677707B2 (en) | Evaluating stress-dependent permeability in unsteady-state conditions and/or quality of microproppant placement in subterranean formations | |
CN111077062B (zh) | 一种套管孔眼冲蚀试验***及方法 | |
CN112858578B (zh) | 一种致密气藏水力压裂用缝内暂堵剂的封堵性能评价方法 | |
CN108104788B (zh) | 用于确定气井压裂返排时机与支撑剂压裂液回流量的物模实验装置与方法 | |
CN112268981A (zh) | 一种研究人工裂缝凝胶封堵规律的实验装置及方法 | |
CN105041284A (zh) | 油气井压裂工况井筒完整性评价的实验装置与方法 | |
CN107339097B (zh) | 堵漏评价装置及方法 | |
CN209485873U (zh) | 固态颗粒暂堵剂封堵强度模拟评价装置 | |
CN111236935B (zh) | 一种模拟co2酸压酸刻蚀裂缝过程的实验装置及方法 | |
CN108166968B (zh) | 测量焖井对致密岩芯渗透率影响的实验***和方法 | |
CN208705178U (zh) | 一种模拟暂堵压裂试验装置 | |
CN115929287B (zh) | 一种裂缝封堵层承压分散能力测量装置 | |
CN104535727A (zh) | 一种水力加砂压裂*** | |
CN107905768A (zh) | 同孔重复射孔实验工艺及装置 | |
CN114165197A (zh) | 一种脉冲水力裂切煤层卸压增透装置及卸压增透方法 | |
CN114060006B (zh) | 一种射孔后水泥环强度和密封性能测试装置及其使用方法 | |
CN108196002B (zh) | 一种压裂酸化用暂堵转向液性能评价装置及其测试方法 | |
CN111980646A (zh) | 一种渗吸驱油效果评价装置及使用方法 | |
KR102099016B1 (ko) | 암석의 투과도 증진을 위한 가스파쇄 장치 및 이를 이용한 암석 투과도 증진 평가 방법 | |
CN204419149U (zh) | 一种支撑剂及酸蚀导流能力评价装置 | |
CN106089174B (zh) | 水压致裂化学膨胀剂充填快速掘进巷道的方法 | |
CN114720285B (zh) | 一种矿井耦合状态下破裂岩石注浆堵水装置及试验方法 | |
CN114441321B (zh) | 一种固体暂堵剂剩余强度评价装置及评价方法 | |
US3162037A (en) | Method of measuring permeability of fractured subterranean formations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |