[发明专利]对压裂裂缝进行可视化监测的方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种对压裂裂缝进行监测的方法，尤其涉及一种对压裂裂缝进行可视化监测的方法。

背景技术

水力压裂是油气田提高油气采收率的一种主要措施，而室内的水力压裂物理实验模拟则是认识压裂过程中裂缝扩展的重要手段。目前在对压裂裂缝的监测方面，传统的方法虽然可行，但都具有一定的局限性，特别是在裂缝的直观观测上。例如：现有的一种观测方法是将岩样压裂后用钢锯、铁钎等工具将试样劈开，从而观测裂缝的形状；这种观测方法有两个缺点：一是在劈裂试样的过程中，原有的压裂裂缝势必会遭到破坏，或者在原有的裂缝基础上产生新的裂缝，将会极大地影响实验结果的准确性；二是在多裂缝的观测方面，这种现有压裂后的观测方法是沿着主裂缝劈开试样，其结果只能是对主裂缝面进行观测，而其他的裂缝发育均遭到破坏。

除此之外，现有的实验室内对裂缝的观测手段主要还有：

1.利用声发射技术监测裂缝扩展过程和形态。此种技术的优点是可以实时检测裂缝的扩展情况；但缺点是误差较大，最终仍是利用计算机对实验结果进行模拟，模拟结果不够直观。

2.利用透明材料制作实验样本，对压裂裂缝的扩展进行直观地观测。此种技术优点是可以直观地观测裂缝扩展情况；但其局限性在于材料选择的单一性，且成本较高。

3.超声波监测裂缝技术。此种技术的优点是灵敏度高、速度快、成本低；但缺点是只能监测到裂缝的深度，裂缝的显示不直观，容易受到主客观因素的影响。类似的技术还有冲击回波法检测技术。

4.利用CT扫描仪和红外线热成像等技术对裂缝进行监测。此类技术能够直观地观测到裂缝的扩展形态；但成本较高，操作难度大。

有鉴于此，为了克服现有对压裂裂缝监测技术中存在的缺陷，本发明提出了一种成本低、易操作且能够比较直观地观测压裂裂缝扩展的监测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对压裂裂缝进行可视化监测的方法，该方法可以直观地观测到压裂后裂缝的扩展形态，避免压裂后裂缝的原始形态遭到破坏，有效地克服现有对压裂裂缝监测技术中存在的缺陷。

本发明的另一目的在于提供一种对压裂裂缝进行可视化监测的方法，该方法采用的实验装置结构简单、成本低，实验过程容易操作。

本发明的目的是这样实现的，一种对压裂裂缝进行可视化监测的方法，该方法是采用室温固化型流体材料作为压裂液，将流体材料注入岩心试样的模拟井筒中，在岩心试样被压裂产生裂缝的同时，该流体材料填充到所述裂缝中并充满所述裂缝，待流体材料同化形成模拟裂缝后，将模拟裂缝取出并观测该模拟裂缝的形态。

在本发明的一较佳实施方式中，所述室温固化型流体材料为室温双组份液体硅胶。

在本发明的一较佳实施方式中，所述室温双组份液体硅胶中加入低于其重量10％的硅油，该硅油采用二甲基硅油，硅油粘度小于20mPa·s。

在本发明的一较佳实施方式中，所述岩心试样是由水泥和石英砂混合浇铸而成，岩心试样为正方体形状，岩心试样尺寸为300mm×300mm×300mm，该岩心试样由顶面向下设有一模拟裸眼井孔，该模拟裸眼井孔的孔径为10mm，模拟裸眼井孔长度为170mm；所述模拟井筒设置在模拟裸眼井孔中，该模拟井筒的内径为7mm，模拟井筒的长度为120mm。

在本发明的一较佳实施方式中，将所述岩心试样放置在真三轴模拟压裂试验装置中，通过液压稳压源向岩心试样外侧的空间三个方向施加压力，将所述压裂液置入一油水分离器中，将油水分离器的出口与模拟井筒上端的井口部密封连接，通过MTS伺服增压器控制所述油水分离器将压裂液注入所述模拟井筒中。

本发明的目的还可以这样实现，一种对压裂裂缝进行可视化监测的方法，该方法是将压裂液注入岩心试样的模拟井筒中，在岩心试样被压裂产生裂缝后，再将室温固化型流体材料注入岩心试样的模拟井筒中，使该流体材料填充到所述裂缝中置换所述压裂液并充满所述裂缝，待流体材料固化形成模拟裂缝后，将模拟裂缝取出并观测该模拟裂缝的形态。

在本发明的一较佳实施方式中，所述压裂液采用二甲基硅油，该硅油粘度小于200mPa·s。

在本发明的一较佳实施方式中，所述室温固化型流体材料为室温双组份液体硅胶。

在本发明的一较佳实施方式中，所述室温双组份液体硅胶中加入低于其重量10％的硅油，该硅油采用二甲基硅油，加入的硅油粘度小于20mPa·s。