一种基于大型平行板支撑剂运移铺置物模实验的压裂加砂设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111622730A(43)申请公布日2020.09.04(21)申请号202010472435.1(22)申请日2020.05.29(71)申请人中国石油大学（华东）地址266580山东省青岛市黄岛区长江西路66号(72)发明人曲占庆吕明锟郭天魁刘晓强樊家铖王继伟郝彤杜泽明(74)专利代理机构青岛智地领创专利代理有限公司37252代理人陈海滨(51)Int.Cl.E21B43/267(2006.01)E21B47/00(2012.01)权利要求书4页说明书12页附图2页(54)发明名称一种基于大型平行板支撑剂运移铺置物模实验的压裂加砂设计方法(57)摘要本发明公开了一种基于大型平行板支撑剂运移铺置物模实验的压裂加砂设计方法，具体涉及油气田开发领域。该方法根据压裂目标确定各施工参数的取值范围，利用大型平行板支撑剂运移铺置物模实验装置对各施工参数进行对照实验，获得不同参数下支撑剂的运移情况和最终砂堤形态图片，并利用砂堤形态评价参数对最终砂堤形态进行定量评价，优选施工参数，再在不同条件下测量支撑剂的水平运移速度和垂直沉降速度，计算支撑高度和水平支撑裂缝长度，校核后确定压裂各阶段的加砂参数，结合各阶段支撑剂与压裂液的比例，确定最终压裂加砂施工方案。本发明解决了实验结果定量评价参数少且不全面的问题，大幅提高了压裂增产效果，有效降低了压裂施工的成本。CN111622730ACN111622730A权利要求书1/4页1.一种基于大型平行板支撑剂运移铺置物模实验的压裂加砂设计方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1：选取支撑剂粒径、压裂液粘度、支撑剂密度、压裂液排量、砂比作为施工参数，根据压裂施工方案中的主裂缝缝长、铺砂浓度、导流能力和裂缝闭合压力，以及需要充填分支缝的最小宽度和分支缝体积占总裂缝体积的比例，确定压裂施工前期、中期、后期使用的支撑剂粒径，以及压裂液粘度、支撑剂密度、压裂液排量、砂比的取值范围；步骤2：利用大型平行板支撑剂运移铺置物模实验装置，分别针对各施工参数进行多组对照实验，通过高速摄像机拍摄实验过程，获得各组对照实验下支撑剂的运移情况和最终砂堤形态图片，选取砂堤平衡高度、砂堤平衡时间、近井砂堤角度、裂缝支撑比例、砂堤高度标准差、近井裂缝未充填程度作为砂堤形态评价参数，通过最终砂堤形态图片获得砂堤形态评价参数，利用砂堤形态评价参数对最终砂堤形态进行定量化评价，分别针对压裂施工前期、中期和后期，根据砂堤形态评价参数，分别针对压裂施工前期、中期和后期进行优化，得到各施工参数的最优值，确定支撑剂最优铺置施工方案；步骤3：分别针对压裂施工的前期、中期和后期，根据支撑剂最优铺置施工方案，设置加砂参数的初始值，并利用大型平行板支撑剂运移铺置物模实验装置进行加砂参数实验，获得支撑剂在裂缝中的水平运移速度、垂直沉降速度和砂堤平衡高度，计算支撑剂在裂缝中的支撑高度和水平支撑裂缝长度，通过对加砂参数进行校核，确定压裂施工各阶段的压裂施工加砂参数，再结合压裂施工各阶段支撑剂与压裂液的比例，确定最终压裂加砂施工方案。2.如权利要求1所述的一种基于大型平行板支撑剂运移铺置物模实验的压裂加砂设计方法，其特征在于，所述步骤1中确定压裂施工前期、中期和后期的支撑剂粒径范围时，针对压裂施工前期，根据支撑剂最大颗粒直径小于分支缝最小缝宽的要求，确定支撑剂粒径；针对压裂施工的中期和后期，利用API导流仪测量支撑剂在压裂施工方案中铺砂浓度和裂缝闭合压力下的导流能力，根据导流能力，确定支撑剂粒径。3.如权利要求1所述的一种基于大型平行板支撑剂运移铺置物模实验的压裂加砂设计方法，其特征在于，所述步骤2中针对压裂施工前期、中期和后期分别采用以下方法优化各施工参数：针对压裂施工前期主要以支撑分支缝和微裂缝为主，根据各组对照实验确定的砂堤形态评价参数，优选使得砂堤平衡高度小、砂堤平衡时间短、裂缝支撑比例小的施工参数值以及在主裂缝中沉降较少的支撑剂；针对压裂施工中期主要以充填主裂缝的前端和中部为主，根据各组对照实验确定的砂堤形态评价参数，优选使得砂堤平衡高度、裂缝支撑比例大于压裂施工前期且砂堤高度标准差小的施工参数值；针对压裂施工后期主要以充填近井裂缝为主，根据各组对照实验确定的砂堤形态评价参数，优选使得砂堤平衡高度大、裂缝支撑比例大、近井裂缝未充填程度小、近井砂堤角度大的施工参数值。4.如权利要求1所述的一种基于大型平行板支撑剂运移铺置物模实验的压裂加砂设计方法，其特征在于，所述步骤2中，针对各施工参数至少设置三组对照实验。5.如权利要求1所述的一种基于大型平行板支撑剂运移铺置物模实验的压裂加砂设计2CN111622730A权利要求书2/4页方法，其特征在于，所述步骤2中，砂堤高度标准差计算公