抑制压裂缝内煤粉滞留压裂液最优矿化度确定方法及系统.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CN113605873A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110868229.7(22)申请日2021.07.30(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)发明人皇凡生董长银周博(74)专利代理机构北京云嘉湃富知识产权代理有限公司11678代理人阮文(51)Int.Cl.E21B43/26(2006.01)E21B43/267(2006.01)E21B49/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称抑制压裂缝内煤粉滞留压裂液最优矿化度确定方法及系统(57)摘要本发明属于煤层气开发技术领域，公开了一种抑制压裂缝内煤粉滞留的压裂液最优矿化度确定方法及系统，为解决现有的基于煤粉分散剂抑制压裂缝内煤粉滞留的方法，常伴随严重的储层伤害问题，本发明从调控压裂液矿化度视角，提供了一种抑制压裂缝内煤粉滞留的新方法，通过该发明可获得即能有效疏通压裂缝，又能保护割理/裂隙渗透率的压裂液最优矿化度范围，在该最优矿化度范围内，即使压裂液中不添加煤粉分散剂，也可有效抑制压裂缝内煤粉滞留沉积，从而避免煤粉堵塞压裂缝渗流通道，达到大幅改善压裂缝导流能力的目的，该发明无需加入煤粉分散剂，仅通过调控压裂液矿化度，即可实现煤层气井压裂阶段的煤粉防控，从而降低压裂成本。CN113605873ACN113605873A权利要求书1/2页1.一种抑制压裂缝内煤粉滞留的压裂液最优矿化度确定方法，其特征在于，所述抑制压裂缝内煤粉滞留的压裂液最优矿化度确定方法包括：准备人工造缝岩样，随后用环氧树脂对岩样进行包裹、密封，待树脂包裹造缝岩样制备完成后；将采集的煤样研磨后与支撑剂进行混合得到混合物，采用湿法将混合物填充至亚克力柱内；将制备好的裂缝岩样以及煤粉‑支撑剂充填柱安装于抑制压裂缝内煤粉滞留的压裂液最优矿化度确定系统中，保持水平放置，并分别与进出口管线相连接，然后开启恒温加热装置，将温度维持在预定温度T；将三向阀切换至裂缝岩样方向，打开第一阀门和第三阀门，关闭第二阀门，然后开启驱替泵，向进口端管线内注入2％KCl溶液，排净管线内的空气；关闭第三阀门、打开第二阀门，依次向岩样内泵入矿化度不同的KCl溶液，采用馏分收集器定期收集产出液，并全过程监测岩样两端的压力变化，用于计算渗透率；将三向阀切换至煤粉‑支撑剂充填柱方向，打开第五阀门，关闭第四阀门，然后开启驱替泵，向管线内驱替2％KCl溶液，排净管线内的空气；关闭第五阀门，打开第四阀门，依次向充填柱内泵入矿化度不同的KCl溶液，通过馏分收集器定期收集产出液，并全过程监测充填柱两端的压力变化，用于计算渗透率；采用浊度仪分析岩样和充填柱的产出液浊度，并通过浊度与浓度校正曲线，确定产出液浓度，绘制产出液浓度和渗透率随时间变化关系曲线，并分别确定岩样和充填柱内煤粉大规模运移时对应的临界矿化度Cr1和Cr2，则压裂液最优矿化度介于Cr1和Cr2之间。2.如权利要求1所述的抑制压裂缝内煤粉滞留的压裂液最优矿化度确定方法，其特征在于，待树脂包裹造缝岩样制备完成后，对其抽真空饱和2％KCl溶液24h；将采集的煤样研磨至粒径小于50μm，混合物中煤粉质量分数设定为3％。3.如权利要求1所述的抑制压裂缝内煤粉滞留的压裂液最优矿化度确定方法，其特征在于，所述亚克力柱在填充时，首先向亚克力柱内注入2％KCl溶液至1/5高度，然后填充混合物，期间不断敲打亚克力柱以保证均匀充填，重复上述步骤，直至亚克力柱被完全充填。4.如权利要求1所述的抑制压裂缝内煤粉滞留的压裂液最优矿化度确定方法，其特征在于，所述矿化度不同的KCl溶液分别为2.0％、1.5％、1.0％、0.5％、0.25％、0.1％、0.05％、0.025％、0.01％的KCl溶液，KCl溶液的矿化度采用逐级递减方式，降低矿化度的递减步长，可更为精确地确定临界矿化度值；在各驱替阶段，注入流速均为1mL/min，注入时间为不小于30min。5.如权利要求1所述的抑制压裂缝内煤粉滞留的压裂液最优矿化度确定方法，其特征在于，所述临界矿化度的确定以产出液峰值浓度变化率超过300％或平衡渗透率变化率超过30％为判断标准，即或式中：Ci、Ci‑1分别为第i和i‑1矿化度阶段产出液的峰值浓度，mg/L；ki、ki‑1分别为第i和i‑1矿化度阶段的平衡渗透率，mD。6.一种实施权利要求1～5任意一项所述方法的抑制压裂缝内煤粉滞留的压裂液最优矿化度确定系统，其特征在于，所述抑制压裂缝内煤粉滞留的压裂液最优矿化度确定系统2CN113605873A权利要求书2/2页包括：树脂包裹裂缝岩样、煤粉‑支撑剂填充柱和恒温加热装置；所述树脂包裹裂缝岩样和煤粉‑支