本發(fā)明屬石油、天然氣、頁巖油氣等非常規(guī)油氣壓裂增產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自懸浮支撐劑壓裂導(dǎo)流性能物理模擬實驗評價方法。

背景技術(shù)：

自懸浮支撐劑具有遇水發(fā)生體積膨脹、體積密度降低、在清水中保持自懸浮狀態(tài)的特性。壓裂施工中，加入破膠劑，自懸浮支撐劑表面水膨體破膠隨清水返排。該支撐劑的壓裂液體系充填裂縫層的滲透率恢復(fù)和導(dǎo)流能力恢復(fù)都優(yōu)于其他支撐劑的壓裂液，并且地層損傷程度幾乎為零。自懸浮支撐劑可以達到支撐劑低濃度運移的目的，從井口到裂縫的支撐劑分布良好，減少使用滑溜水等壓裂液化學(xué)品，大大降低壓裂成本，同時清水壓裂降低了對地層的損傷。自懸浮支撐劑能夠提高采油氣產(chǎn)量，簡化壓裂工藝，降低壓裂成本，具有良好的應(yīng)用前景，對于壓裂增產(chǎn)革新具有很大意義。

自懸浮支撐劑是將壓裂液與支撐劑合二為一，相應(yīng)的支撐劑導(dǎo)流能力測定方法發(fā)生了改變，但目前對于自懸浮支撐劑壓裂導(dǎo)流能力的實驗?zāi)M評價方法幾乎沒有。支撐劑在裂縫閉合后導(dǎo)流能力一般主要受覆膜層厚度、閉合壓力、溫度、持續(xù)通的流體種類及流量等因素控制，確定一個合理的自懸浮支撐劑壓裂導(dǎo)流性能模擬實驗評價方法對該新型壓裂砂的返排導(dǎo)流恢復(fù)能力確定及后續(xù)現(xiàn)場應(yīng)用壓力砂的選擇具有重要的參考價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的空白，本發(fā)明的目的是提供一種自懸浮支撐劑壓裂導(dǎo)流性能物理模擬實驗評價方法。為實現(xiàn)上述目的，結(jié)合評價流程(圖1)說明具體解決技術(shù)方案如下：

將自懸浮支撐劑、水、0.25％助排劑、0.25％粘土穩(wěn)定劑、0.05％破膠劑加入到API導(dǎo)流室中并充滿，用加熱棒加熱至90℃恒溫24h。調(diào)節(jié)驅(qū)替泵安全壓力為1000psi，打開導(dǎo)流儀器控制軟件，逐漸加壓到0MPa、2MPa、4MPa、6.9MPa，用水、0.25％助排劑、0.25％粘土穩(wěn)定劑混合液作為驅(qū)替液開始驅(qū)替，記錄支撐劑充填縫寬、壓差、流量，得到啟動導(dǎo)流能力隨時間曲線。用同樣方法，將流體換為煤油，測定在13.8MPa、27.6MPa、41.4MPa、55.2MPa、69MPa下導(dǎo)流能力和滲透率。計算自懸浮支撐劑在水相、油相下不同閉合壓力下滲透率比值，與數(shù)值1比較。用相同的方法測定相同粒徑卡博陶粒在破膠后的瓜膠、破膠后滑溜水、破膠后的乳液中的導(dǎo)流能力，并與自懸浮支撐劑導(dǎo)流能力做對比。

所述的自懸浮支撐劑壓裂導(dǎo)流性能物理模擬實驗評價方法，其導(dǎo)流室支撐劑充填厚度為0.25-1.27cm，測試面積為64.5cm²，最大載荷力為667200N，最高溫度為204℃，內(nèi)部最大壓力為3500kPa。

所述的自懸浮支撐劑壓裂導(dǎo)流性能物理模擬實驗評價方法，其所用壓力表為量程為0-7kPa的壓力傳感器，實驗用水為脫氣后的去離子水或蒸餾水。

所述的自懸浮支撐劑壓裂導(dǎo)流性能物理模擬實驗評價方法，不使用電熱棒時實驗溫度在24℃±3℃。使用加熱棒時為實驗指定溫度。

所述的自懸浮支撐劑壓裂導(dǎo)流性能物理模擬實驗評價方法，支撐劑鋪置濃度為5kg/m²或10kg/m²,最大充填寬度為1.3cm，最小充填寬度為0.25cm。

所述的自懸浮支撐劑壓裂導(dǎo)流性能物理模擬實驗評價方法，導(dǎo)流室內(nèi)填充的自懸浮支撐劑、瓜膠、交聯(lián)瓜膠、乳液、滑溜水都添加0.05％破膠劑，在90℃下破膠24h。

所述的自懸浮支撐劑壓裂導(dǎo)流性能物理模擬實驗評價方法中驅(qū)替液為水、0.25％助排劑、0.25％多胺類粘土穩(wěn)定劑。

所述的自懸浮支撐劑壓裂導(dǎo)流性能物理模擬實驗評價方法，一種閉合壓力下測定2.5cm³/min、5cm³/min、10cm³/min三種流量，測定結(jié)束后將閉合壓力增加至另一個值，等候一定時間使充填層達到半穩(wěn)態(tài)，再用2.5cm³/min、5cm³/min、10cm³/min三種流量做實驗取得需要的數(shù)據(jù)。重復(fù)此程序直到設(shè)計的閉合壓力和流量全部實驗完畢。

所述的自懸浮支撐劑壓裂導(dǎo)流性能物理模擬實驗評價方法，具體的包括步驟：

(1)將自懸浮支撐劑、水、0.25％助排劑、0.25％粘土穩(wěn)定劑、0.05％破膠劑加入到API導(dǎo)流室中并充滿，用加熱棒加熱至90℃恒溫24h。

(2)打開Quizix泵，將安全壓力調(diào)節(jié)至1000psi。

(3)打開Smart Frac軟件，選擇online上線。

(4)油泵加壓0MPa、2MPa、4MPa、6.9MPa，天平清零傳感器清零，檢測儀器是否漏水，記錄啟動驅(qū)替過程的縫寬、流量和壓差。

(5)出液后加回壓到100psi，放空導(dǎo)流室內(nèi)氣體8次，開始驅(qū)替，測定13.8MPa下2.5cm³/min、5cm³/min、10cm³/min三種流量下縫寬、流量和壓差。測定結(jié)束后將閉合壓力增加至另一個值，等候一定時間使充填層達到半穩(wěn)態(tài)。重復(fù)此程序直到設(shè)計的閉合壓力和流量全部實驗完畢。

(6)重復(fù)過程(1)～(5)，驅(qū)替流體更換為煤油。

(7)重復(fù)過程(1)～(5)，支撐劑更換為相同粒徑卡博支撐劑，導(dǎo)流室內(nèi)液體為0.45％瓜膠+0.2％NaOH溶液。

(8)重復(fù)過程(1)～(5)，支撐劑更換為相同粒徑卡博支撐劑，導(dǎo)流室內(nèi)液體為0.45％瓜膠+0.2％有機硼+0.2％NaOH溶液。

(9)重復(fù)過程(1)～(5)，支撐劑更換為相同粒徑卡博支撐劑，導(dǎo)流室內(nèi)液體為0.04％滑溜水+0.2％助排劑+0.2％粘土穩(wěn)定劑。

(10)重復(fù)過程(1)-(5)，支撐劑更換為相同粒徑卡博支撐劑，導(dǎo)流室內(nèi)液體為1％乳液+0.02助排劑。

(11)記錄數(shù)據(jù)后關(guān)閉回壓閥、圍壓閥、Smart Frac、Quizix泵。

本發(fā)明提出自懸浮支撐劑壓裂導(dǎo)流性能物理模擬實驗評價方法，測定方式與常規(guī)支撐劑導(dǎo)流方法不同點主要如下：

(1)測定油相條件下支撐劑導(dǎo)流能力，為自懸浮支撐劑破膠后潤濕性能提供依據(jù)。

(2)與常規(guī)支撐劑在其他現(xiàn)場應(yīng)用破膠后壓裂液中導(dǎo)流能力對比，具有直觀的對比性。

(3)采用高溫高壓導(dǎo)流能力測定，實驗結(jié)果更貼近地下裂縫閉合過程及閉合后的支撐劑實際導(dǎo)流能力。

附圖說明

圖1自懸浮支撐劑壓裂導(dǎo)流性能物理模擬實驗室評價流程

圖2自懸浮支撐劑在水相中的導(dǎo)流能力曲線

圖3自懸浮支撐劑在油相中的導(dǎo)流能力曲線

圖4卡博支撐劑在瓜膠中的導(dǎo)流能力曲線

圖5卡博陶粒在交聯(lián)瓜膠中的導(dǎo)流能力曲線

圖6卡博陶粒在滑溜水中的導(dǎo)流能力曲線

圖7卡博陶粒在乳液中的導(dǎo)流能力曲線

圖8自懸浮支撐劑與卡博支撐劑(瓜膠)、卡博陶粒(交聯(lián)瓜膠)、卡博陶粒(乳液)導(dǎo)流能力對比圖

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施作進一步描述。

實施例1：

(1)將自懸浮支撐劑、水、0.25％助排劑、0.25％粘土穩(wěn)定劑、0.05％破膠劑加入到API導(dǎo)流室中并充滿，用加熱棒加熱至90℃恒溫24h。

(2)打開Quizix泵，將安全壓力調(diào)節(jié)至1000psi。

(3)打開Smart Frac軟件，選擇online上線。

(4)油泵加壓0MPa、2MPa、4MPa、6.9MPa，天平清零傳感器清零，檢測儀器是否漏水，記錄啟動驅(qū)替過程的縫寬、流量和壓差。

(5)出液后加回壓到100psi，放空導(dǎo)流室內(nèi)氣體8次，開始驅(qū)替，測定13.8MPa下2.5cm³/min、5cm³/min、10cm³/min三種流量下縫寬、流量和壓差。測定結(jié)束后將閉合壓力增加至另一個值，等候一定時間使充填層達到半穩(wěn)態(tài)。重復(fù)此程序直到設(shè)計的閉合壓力和流量全部實驗完畢。

得到自懸浮支撐劑在水相中的導(dǎo)流能力實驗結(jié)果見表1和圖2

表1：自懸浮支撐劑(水+0.2％助排劑+0.2％粘土穩(wěn)定劑)

自懸浮支撐劑(水+0.2％助排劑+0.2％粘土穩(wěn)定劑)

實施例2：見表2和圖3

表2：自懸浮支撐劑在油相中的導(dǎo)流能力實驗結(jié)果表

自懸浮支撐劑(煤油)

實施例3：見表3

表3：自懸浮支撐劑在水相、油相中的滲透率比值結(jié)果表

實施例4：見表4和圖4

表4：卡博陶粒在瓜膠中導(dǎo)流能力測定結(jié)果表

卡博陶粒(瓜膠)

實施例5：見表5和圖6

表5：卡博陶粒在交聯(lián)瓜膠中導(dǎo)流能力測定結(jié)果表

卡博陶粒(交聯(lián)瓜膠)

實施例6：見表6和圖6

表6：卡博陶粒在滑溜水中導(dǎo)流能力測定結(jié)果

卡博陶粒在滑溜水中導(dǎo)流能力測定

卡博陶粒(滑溜水)

實施例7：見表7和圖7

表7：卡博陶粒在乳液中導(dǎo)流能力測定結(jié)果

卡博陶粒(乳液)

實施例8：見圖8 。