[发明专利]填充有支撑剂的柱塞状岩样及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及油气田储层压裂改造技术领域，公开了一种填充有支撑剂的柱塞状岩样及其制备方法和应用。其中，该方法包括(1)沿着圆柱形岩心的顶面或底面的直径进行压裂；(2计算理论上的人工裂缝宽度d；(3)计算理论上的支撑剂的质量m₁；(4)基于理论上的人工裂缝宽度d，将所述的两个半圆柱固定，得到有人工裂缝宽度d的柱塞状的空心岩样；(5)将支撑剂注入所述空心岩样的人工裂缝d中，得到填充有支撑剂的柱塞状岩样。该方法能够按照预定支撑剂浓度对岩心制样，获得填充有特定浓度支撑剂的人工裂缝柱塞状岩样，并且，填充支撑剂的误差低于1％。

技术领域

本发明涉及油气田储层压裂改造技术领域，具体涉及一种填充有支撑剂的柱塞状岩样及其制备方法和应用。

背景技术

国内低渗、特低渗油气藏资源丰富，占总资源量的70％以上，对于该类储层目前主要通过水力压裂达到增产的目的。原理是利用地面高压泵，将大量化学物质掺杂制成压裂液，再灌注储层深处并压裂储层，将石油或天然气从致密的岩层中导出，从而将储存在致密储层中的巨大油气资源释放出来。当前，这项技术对页岩气井增产效果更为明显。但压裂液撑开储层后需进行返排防止压裂液软化破坏岩石结构，渗透率快速下降，须向压裂液中混入支撑剂，在压裂液返排后仍有部分支撑剂滞留于裂缝中，起到支撑裂缝，使裂缝即使在高有效应力的作用下仍能处于张开状态，保持裂缝具有较高的导流能力，为储层高效开发提供保障。故而保持裂缝具有一定的导流能力，在压裂改造过程中起到及其重要的作用。

目前，岩石微小孔隙对流体导流能力的影响研究主要使用未进行人工造缝的柱塞状岩样进行，其操作简单，仅需通过钻样机钻取柱塞状岩心即可，但该方法未能模拟裂缝对储层中流体的流动能力的影响。而后，有部分研究人员使用未填充支撑剂的人工裂缝岩心进行了导流实验研究，发现没有支撑剂的支撑作用时，撑开的裂缝在有效上覆岩层压力作用下会快速闭合，渗透率快速下降，表现出极强的应力敏感性。

因此，研究和开发一种填充有支撑剂的柱塞状岩样具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术所采用压裂液灌注储层深处，在压裂储层后压裂液返排导致裂缝闭合的缺陷问题，提供一种填充有支撑剂的柱塞状岩样及其制备方法和应用，本发明模拟现场储层改造过程中向裂缝注入该柱塞状岩样，能够提高裂缝的导流能力。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种填充有支撑剂的柱塞状岩样的制备方法，其中，该方法包括：

(1)沿着圆柱形岩心的顶面或底面的直径进行压裂，得到两个半圆柱，并测量任意一个所述半圆柱的切面宽度和长度；

(2)按照式(I)计算理论上的人工裂缝宽度d，

d＝c÷ρ，式(I)；

其中，式(I)中，c表示支撑剂浓度(kg/m²)；ρ表示支撑剂密度(g/cm³)；

(3)按照式(II)计算理论上的支撑剂的质量m₁；

m₁＝a×b×c×10^-1，式(II)；

其中，式(II)中，a表示切面宽度(cm)；b表示切面长度(cm)；

(4)基于理论上的人工裂缝宽度d，将所述的两个半圆柱固定，得到有人工裂缝宽度d的柱塞状的空心岩样；

(5)将支撑剂注入所述空心岩样的人工裂缝d中，得到填充有支撑剂的柱塞状岩样。

本发明第二方面提供了一种由前述所述的方法制备得到的填充有支撑剂的柱塞状岩样。

本发明第三方面提供了一种前述所述的填充有支撑剂的柱塞状岩样在裂缝型储层应力敏感性测试方面上的应用。