平码五不中公式规律
  • / 9
  • 下载费用:30 金币  

一种支撑剂的?#21058;?#33021;力的评价方法.pdf

关 键 ?#21097;?/dt>
一种 支撑 ?#21058;?能力 评价 方法
  专利查询网所有?#35797;?#22343;是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
摘要
申请专利号:

CN201510543121.5

申请日:

2015.08.28

公开号:

CN106483250A

公开日:

2017.03.08

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G01N 33/00申请日:20150828|||公开
IPC分类号: G01N33/00 主分类号: G01N33/00
申请人: 中国石油化工股份有限公司; 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院
发明人: 杨?#21697;? 苏建政; 刘长印; 黄志文; 李凤霞; 贺?#33258;? 李萍; 孙志宇; 林鑫; 郑承纲
地址: 100728 ?#26412;?#24066;朝阳区朝阳门北大街22号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: ?#26412;?#32895;宏知识产权代理有限公司 11372 代理人: 吴大建;常怡
PDF完整版下载: PDF下载
法律状态
申请(专利)号:

CN201510543121.5

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.04.05|||2017.03.08

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提供一种支撑剂的?#21058;?#33021;力的评价方法,包括:将支撑剂试样装入?#21058;?#23460;,通过切换注入?#21058;?#23460;的介质模拟压裂施工过程的相变化状态,并观察和测定支撑剂试样的?#21058;?#33021;力。采用本发明提供的评价方法,可根据支撑剂在不同相状态下的?#21058;?#33021;力,综合全面的评定支撑剂的?#21058;?#24615;能,广泛适用于各种油井条件、不同生产阶段、不同压力及不同相状态下支撑剂的?#21058;?#33021;力评价。

权利要求书

1.一种支撑剂的?#21058;?#33021;力的评价方法,包括:将支撑剂试样装入?#21058;?#23460;,通
过切换注入?#21058;?#23460;的介质模拟压裂施工过程中的相变化状态,并观察和测定所述
支撑剂试样的?#21058;?#33021;力。
2.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,所述支撑剂为疏水支撑剂。
3.根据权利要求1或2所述的评价方法,其特征在于,观察和测定所述支撑
剂试样的?#21058;?#33021;力依次按以下五个阶段进行,
阶段一:纯水相流动阶段;
阶段二:油驱水流动阶段;
阶段三:油相流动阶段,所述油相含不动水;
阶段?#27169;?#27700;驱油流动阶段;
阶段五:水相流动阶段,所述水相含不动油。
4.根据权利要求3所述的评价方法,其特征在于,所述阶段一包括将水相介
质注入并饱和整个?#21058;?#23460;,待形成稳定流动状态后测定样品的纯水相?#21058;?#33021;力。
5.根据权利要求3或4所述的评价方法,其特征在于,所述阶段二包括将水
相介质更换为油相介质,在所述油相介质突破?#21058;?#23460;出口之前,观测样品在油驱
水状态下的?#21058;?#33021;力。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的评价方法,其特征在于,所述阶段三包
括当油相介质突破?#21058;?#23460;出口,待形成稳定流动状态后测定样品的油相?#21058;?#33021;
力。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的评价方法,其特征在于,所述阶段四包
括将油相介质更换为水相介质,在水相介质突破?#21058;?#23460;出口之前,观测样品在水
驱油状态下的?#21058;?#33021;力。
8.根据权利要求3-7中任一项所述的评价方法,其特征在于,所述阶段五包
括当水相介质突破?#21058;?#23460;出口,待形成稳定流动状态后测定样品的含不动油的水
相?#21058;?#33021;力。
9.根据权利要求4-8中任一项所述的评价方法,其特征在于,所述水相介质
为模拟地层水、蒸馏水、去离子水、地层水或注入水,优选模拟地层水;所述油
相介质为柴油、中性煤油或精制油,优选柴油。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的评价方法,其特征在于,所述?#21058;?#23460;
中的驱替测试压力为0.1-7KPa,闭合压力为3.5-96.5MPa,注入?#21058;?#23460;的介质的
流速为1-10mL/min。

说明书

一种支撑剂的?#21058;?#33021;力的评价方法

技术领域

本发明涉及油气田开发领域,具体涉及用于一种支撑剂的?#21058;?#33021;力的评价方
法。

背景技术

水力压裂技术起始于上世纪中叶,至今已有近70年的历史,已发展为油田
开发的主要增产技术。水力压裂追求的是在地层中形成与地层特性相适应、并具
有一定?#21058;?#33021;力的填砂裂缝,支撑剂作为形成支撑裂缝的关键材料,在水力压裂
中的作用尤为重要。

所谓支撑剂的裂缝?#21058;?#33021;力,是指支撑剂在储层闭合压力作用下通过或输送
储层流体的能力,通常以支撑裂缝渗透率与裂缝闭合宽度的乘积表示。对于支撑
剂方面的研究集中在支撑剂表面改性技术研究方面,主要形成了树脂涂覆支撑
剂、双涂层树脂支撑剂、支撑剂现场包覆注入和支撑剂表面改性等一系列成熟技
术,已在世界?#27573;?#20869;的各大油气产区得到广泛应用。而今,提高支撑剂的裂缝导
流能力,即支撑剂的裂缝性能已成为新的研究热点,但是支撑剂?#21058;?#33021;力的测试
方法方面的研究较少。

现有技术中,常采用SY/T 6302-2009“压裂支撑剂充填层短期?#21058;?#33021;力评价
?#33805;?#26041;法”的相关规定测定支撑剂的?#21058;?#33021;力,实验方法中实验介质采用去离子
水或蒸馏水作为实验液体,在层流(达西流)条件下评价支撑剂充填层?#21058;?#33021;力,
该规定指出要准确测量?#21058;?#33021;力,层流条件下的单相流是关键的条件。但是在压
裂施工中,支撑剂由压裂液携带进入储层,支撑剂填充带和附近储层被压裂液的
滤失液所充满,当压裂井开始排液,即地层流体将压裂液驱出,生产一定时间后,
油井见水,地层水又将支撑剂裂缝中的油相驱出。可见,?#23548;?#30340;压裂施工过程并
不是简单的单相流动,因而如果按照上述实验方法进行检测,对支撑剂的?#21058;?#33021;
力的评价势必单一片面、不够准确。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足,本发明提供一种支撑剂在不同相状态下的?#21058;?#33021;
力的评价方法,通过模拟典型的压裂施工过程中,支撑剂所处流体环境的交替变
化情况,综合全面的评定支撑剂的?#21058;?#24615;能。

本发明的一个实施方式在于提供一种支撑剂在不同相状态下的?#21058;?#33021;力的
评价方法,包括:将支撑剂试样装入?#21058;?#23460;,通过切换注入?#21058;?#23460;的介质模拟压
裂施工过程的相变化状态,并观察和测定支撑剂试样的?#21058;?#33021;力。

如上所述,?#23548;?#30340;压裂施工过程,并非简单的单相流动,因而在单相流动条
件下评估支撑剂的?#21058;?#33021;力不够准确。通过切换注入?#21058;?#23460;的介质模拟压裂施工
过程中的相变化状态,并观察和测定支撑剂试样的?#21058;?#33021;力,不仅能够得到更符
合?#23548;适?#29992;情况的疏水支撑剂的?#21058;?#33021;力,并且通过观察其在不同相状态下的导
流能力,可以充分?#31169;?#20854;变化趋势,从而更为综合全面的评定疏水支撑剂的?#21058;?br />性能。

在本发明的一个优选实施方式中,所述支撑剂为疏水支撑剂。

与其他支撑剂相比,疏水支撑剂对相变化更为敏感,因而仅采用单一稳定相
的介质进行测定的偏差也更为突出和显著。因此,采用本发明所述的测定方法对
疏水支撑剂的?#21058;?#33021;力进行评价,就显得尤为必要。

在本发明的一个优选实施方式中,观察和测定支撑剂试样的?#21058;?#33021;力依次按
以下五个阶段进行,

阶段一:纯水相流动阶段;

阶段二:油驱水流动阶段;

阶段三:油相流动阶段,所述油相含不动水;

阶段?#27169;?#27700;驱油流动阶段;

阶段五:水相流动阶段,所述水相含不动油。

发明人经研究发?#37073;?#20856;型的压裂井生产过程可归纳为纯水相流动、油驱水流
动、油相(含不动水)流动、水驱油流动和水相(含不动油)流动五种状态的驱
替,在测定?#21058;?#33021;力时模拟了这种驱替过程,能够更为准确的表达对相变化尤为
敏感的疏水支撑剂在?#23548;适?#29992;时的?#21058;?#33021;力。

根据本发明,所述阶段一包括将水相介质注入并饱和整个?#21058;?#23460;,待形成稳
定流动状态后测定样品的纯水相?#21058;?#33021;力。

根据本发明,所述阶段二包括将水相介质更换为油相介质,在所述油相介质
突破?#21058;?#23460;出口之前,观测样品在油驱水状态下的?#21058;?#33021;力。

根据本发明,所述阶段三包括当油相介质突破?#21058;?#23460;出口,待形成稳定流动
状态后测定样品的油相?#21058;?#33021;力。

根据本发明,所述阶段四包括将油相介质更换为水相介质,在水相介质突破
?#21058;?#23460;出口之前,观测样品在水驱油状态下的?#21058;?#33021;力。

根据本发明,所述阶段五包括当水相介质突破?#21058;?#23460;出口,待形成稳定流动
状态后测定样品的含不动油的水相?#21058;?#33021;力。

在本发明的一个优选实施方式中,所述水相介质为模拟地层水、蒸馏水、去
离子水、地层水或注入水,优选模拟地层水。

其中,所述模拟地层水为根据?#21208;?#21306;域的地层水和注入水的成分分析资料,
按比例配置成的地层水或注入水或与?#21208;?#21306;域等矿化度的标准盐水,所述油相介
质为油相介质为柴油、中性煤油或精制油,优选柴油。

在本发明的一个优选实施方式中,所述?#21058;?#23460;中的驱替测试压力为0.1-7KPa,
闭合压力为3.5-96.5MPa,注入?#21058;?#23460;的介质的流速为1-10mL/min。

根据本发明,所述驱替测试压力为?#21058;?#23460;的介质入口的压力与介质出口的压
力之差,将驱替测试压差控制在上述?#27573;?#20869;,同时将注入?#21058;?#23460;的介质流速也控
制在上述?#27573;?#20869;,形成稳态流动时测量?#21058;?#33021;力。

下面对本发明的一个优选的实施方式进行进一步说明。

1)将支撑剂试样按照既定铺砂浓度装入?#21058;?#23460;,施加3.5-96.5MPa的闭合压
力,将?#21058;?#23460;内部抽真空,注入水相介质饱和整个?#21058;?#23460;。

2)在?#21058;?#23460;入口处加压(使驱替测试压力保持在0.1-7KPa,同时使注入导
流室的水相介质的流速在1-10mL/min?#27573;?#20869;),使水相介?#23460;?#31283;定流速注入导
流室,观测样品在纯水相状态下的?#21058;?#33021;力,当?#21058;?#33021;力测定值稳定后,即已形
成纯水相稳定流动状态),记?#21363;?#20540;为纯水相?#21058;?#33021;力。

3)将水相介质更换为油相介质,在油相介质突破?#21058;?#23460;出口之前,观测样
品在油驱水状态下的?#21058;?#33021;力。

4)当油相介质(含不动水)突破?#21058;?#23460;出口后,观测样品在油相状态下的
?#21058;?#33021;力,当?#21058;?#33021;力测定值稳定后(即已形成油相稳定流动状态),记?#21363;?#20540;
为油相?#21058;?#33021;力。

5)将油相介质更换为水相介质,在水相介质突破?#21058;?#23460;出口之前,观测样
品在水驱油状态下的?#21058;?#33021;力。

6)当水相介质(含不动油)突破?#21058;?#23460;出口后,观测样品在水相状态下的
?#21058;?#33021;力,当?#21058;?#33021;力测定值稳定后(即已形成水相稳定流动状态),记?#21363;?#20540;
为含不动油的水相?#21058;?#33021;力。

7)对实验数据进行处理,形成疏水支撑剂试样的?#21058;?#33021;力变化趋势图。

支撑剂的铺砂浓度和厚度等工艺参数可根据测试需要进?#26800;?#25972;。

本发明的有益效果:

根据本发明提供的评价方法,模拟典型压裂井生产过程中支撑剂所处流体环
境的相状态变化情况,分别记录支撑剂的纯水相?#21058;?#33021;力、油相?#21058;?#33021;力和含不
动油的水相?#21058;?#33021;力,并形成支撑剂试样的?#21058;?#33021;力变化趋势图,相比现有技术
仅测试单一的水相?#21058;?#33021;力,能更为综合全面的评定支撑剂的?#21058;?#24615;能,从而得
出更符合?#23548;?#24212;用情况的支撑剂的?#21058;?#33021;力,也能为不同需求的支撑剂筛选提供
依据。在用于评价疏水支撑剂的?#21058;?#24615;能时,上述优势尤为明显。

根据本发明提供的评价方法,通过?#21058;?#33021;力计算油井产量的结果,验证了本
发明对支撑剂的?#23548;实剂?#33021;力的评估具有适用性。同时,该方法具有较强的操作
性、重复性和稳定性,广泛适用于各种油井条件、不同生产阶段、不同压力及不
同相状态下支撑剂的?#21058;?#33021;力评价。

附图说明

附图1为根据本发明实施例1的评价方法流程图。

附图2为本发明实施例1的评价结果示意图,其中,

图2-1为本发明实施例1中石英砂疏水支撑剂在20MPa时的?#21058;?#33021;力变化
趋势图;

图2-2为本发明实施例1中陶粒疏水支撑剂在40MPa时的?#21058;?#33021;力变化趋
势图;

图2-3为本发明实施例1中目陶粒疏水支撑剂在69MPa时的?#21058;?#33021;力变化
趋势图;

图中1指的是压力变化线,2指的是?#21058;?#33021;力变化线。

具体实施方式

下述实施例仅用于对本发明进行详细说明,但应理解的是本发明的?#27573;?#24182;
不限于下述实施例。

在本发明的实施例中,采用API标准?#21058;?#23460;进行检测。

实施例1

1)将石英砂疏水支撑剂(型号:20/40目SY)试样装入?#21058;?#23460;,支撑剂的
铺砂浓度为7.5kg/m2,支撑剂的厚度为3.3mm,施加10MPa的闭合压力,抽真空,
注入模拟地层水饱和整个?#21058;?#23460;。

2)加压至20MPa的闭合压力(维持该压力恒定至测试完成),继续向?#21058;?br />室注入模拟地层水,将流速控制在5mL/min,观测样品在纯水相状态下的?#21058;?#33021;
力,当?#21058;?#33021;力测定值稳定后,即已形成纯水相稳定流动状态),记?#21363;?#20540;为纯
水相?#21058;?#33021;力。

3)将模拟地层水更换为柴油,在柴油突破?#21058;?#23460;出口之前,观测样品在油
驱水状态下的?#21058;?#33021;力。

4)当柴油突破?#21058;?#23460;出口后,观测样品在油相状态下的?#21058;?#33021;力,当?#21058;?br />能力测定值稳定后(即已形成油相稳定流动状态),记?#21363;?#20540;为油相?#21058;?#33021;力。

5)将柴油更换为模拟地层水,在水相介质突破?#21058;?#23460;出口之前,观测样品
在水驱油状态下的?#21058;?#33021;力。

6)当模拟地层水突破?#21058;?#23460;出口后,观测样品在水相状态下的?#21058;?#33021;力,
当?#21058;?#33021;力测定值稳定后(即已形成油相稳定流动状态),记?#21363;?#20540;为油相?#21058;?br />能力。

7)对实验数据进行处理,测定结果如表1和图2-1所示。

8)释放闭合压力,清洗和整理实验仪器。

实施例2

同实施例1,不同之处在于试样为20/40目陶粒疏水支撑剂(型号:TL),
?#34903;?)所述的闭合压力为42MPa,其加压过程包括加压至20MPa,形成稳定流
动后再加压至30MPa,最后加压至42MPa。

测定结果见陶粒疏水支撑剂的?#21058;?#33021;力变化趋势图2-2和表1。

实验例3

同实施例2,不同之处在于?#34903;?)所述的闭合压力为69MPa,其加压过程
包括依次加压至20MPa、30MPa、40MPa、50MPa至69MPa,每次加压后形
成稳定流动后再进行下一次加压。

测定结果见疏水支撑剂的?#21058;?#33021;力变化趋势图2-3和表1。

表1实施例1-3的疏水支撑剂的?#21058;?#33021;力


由表1可以看出,疏水支撑剂在一定的闭合压力下,其纯水相?#21058;?#33021;力要大
于油相或含不动油的水相?#21058;?#33021;力,而闭合压力越大,其?#21058;?#33021;力越差。由于在
?#23548;?#21387;裂井生产过程中,支撑剂一般需要经历上?#37995;?#20010;阶段,因此按照本发明的
方法可以得到支撑剂用于不同相的?#21058;?#33021;力。在?#23548;适?#29992;时,可根据其应用的具
体相变环?#24120;?#36873;择上述指标中的一个或多个来评价疏水支撑剂的?#21058;?#33021;力,这样
显然比用单一的纯水相?#21058;?#33021;力进行评价,更为客观、理想。

此外,通过疏水支撑剂的?#21058;?#33021;力变化趋势图可以看出疏水支撑剂的?#21058;?#33021;
力在整个压裂施工过程中随相变而变化的情况,有助于全面?#31169;?#30095;水支撑剂的导
流性能,对疏水支撑剂的选择、使用及研究都具有很大的参考价值。

根据疏水剂试样的?#21058;?#33021;力,即含不动油的水相?#21058;?#33021;力?#28010;?#27833;井产能,具
体地,疏水剂试样的?#21058;?#33021;力=Kf Wf,将其带入式(1)中,


式中,

Qf——裂缝井产量,t/d;

Kf——裂缝渗透?#21097;蘭2;

Wf——裂缝宽度,m;

he——油层有效厚度,m;

ρo——地面原油密度,kg/m3;

po——油藏压力,MPa;

pwf——井底压力,MPa;

po-pwf——生产压差,MPa;

Bo——原油体积系数,小数;

μo——原油粘度,mP·s;

其中,λ根据式(2)进行计算,


式中,

Ko——基质渗透?#21097;蘭2;

re——泄油半径,m;

Lf——裂缝长度,m;

以华北油田某油井为例,带入各项数据后,算出其油井产能为5.6吨/每天,
而?#23548;式?#34892;油井开发后发现油井产能为5.4吨/天,与本发明的?#28010;?#32467;果非常接近。
而如果仅按照现有技术中纯水相?#21058;?#33021;力来?#28010;?#27833;井产能的话,?#28010;?#32467;果为8.9
吨/天,?#23545;?#22823;于?#23548;?#20135;能。

应当注意的是,以上所述的实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发
明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述,但应当理解为其
中所用的词语为描述性和解释性词汇,而不是限定性词汇。可以按规定在本
发明权利要求的?#27573;?#20869;对本发明作出修?#27169;?#20197;及在不背离本发明的?#27573;?#21644;精
神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实
施例,但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例,相反,本发明可扩展
至其他所有具有相同功能的方法和应用。

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
 


收起
展开
平码五不中公式规律 益盟炒股软件 上证指数月k线图 道琼斯工业股票指数 2012年3月股票推荐 股票指数代码 今日股票推荐网黄岩中学徐秉龙陈瑞 股票推荐骗局 万科a股票分析报告 国元证券股票 股票配资下啦推a广xialayu