[发明专利]水力压裂物模试样制作方法

说明书

本发明涉及油气勘探开发领域，具体地涉及一种水力压裂物模试样制作方法。一种水力压裂物模试样制作方法，所述水力压裂物模试样包括储层岩板、模拟井筒和裸眼段，包括：S1、选择第一设定外径、第一设定长度的模拟井筒，在所述模拟井筒底部包裹防护层；S2、选择第二设定外径、第二设定长度的中空纸筒，将所述模拟井筒与所述纸筒沿轴向粘接形成筒桩；S3、将所述筒桩竖直放置在储层模具的中心位置，将第一混凝土倒入所述储层模具内压实并凝固，拆除所述储层模具得到所述储层岩板，所述纸筒形成所述裸眼段。本发明所述物模试样的制作方法可以避免钻孔对储层岩板的损坏，减少制作工序的同时提高实验的成功率和实验精确度。

技术领域

本发明涉及油气勘探开发领域，具体地涉及一种水力压裂物模试样制作方法。

背景技术

目前致密砂岩气气正在成为勘探开发的重要对象，由于其储层致密，渗透率低，很难将储层中的在需要通过水力压裂技术对其进行有效开发。在现场，采用裸眼压裂、射孔压裂等压裂方式压开储层形，使得产生的水力裂缝充分延伸到储层的内部，形成人造的裂缝渗流通道，有效提高油气采收率。

由于深部地层的水力压裂是一个十分复杂的物理过程，由水力压裂所产生的裂缝的实际形态难以直接观察，因此对水力裂缝的扩展机制以及影响裂缝扩展规律的因素的认识是非常有限的。而水力压裂物理模拟试验恰好提供了认识裂缝扩展机制的有效途径。

目前，用于水力压裂物理模拟试验的天然试样的制备方法存在天然露头很难取得、且很难加工成规则形状和在切割和钻孔加工过程中容易对试样造成新的裂缝等问题。因此，很多研究人员采用水泥和石英砂按照一定比例混合制作试样模拟井下地层，从而实现室内大物模水力压裂实验。

在研究致密砂岩储层水力压裂裂缝扩展规律时，裂缝是否会扩展至顶底板并穿透顶底板的问题成为主要研究方向之一。而在研究裂缝是否穿透顶底板问题时，采用水泥和石英砂的不同配比分别制作致密砂岩储层及顶底板，并将三层岩板依次粘接，再在三层岩板上方对称中心钻孔，放入井筒注入植筋胶固井，最终再将三层岩板放入模具中，用混凝土包裹，完成试样制作。

目前这种制样方式存在以下问题：在三层岩板中心钻孔加工过程会对试样造成人为损伤，产生新的裂缝，从而影响试验分析结果的准确性；井眼中采用植筋胶固井，可能会有植筋胶强度不够，导致压裂液直接从井筒周围环空漏失，压裂液沿着井筒壁面渗透到岩样表面，导致压裂液不能在储层岩板中憋压，从而导致压裂失败；也可能会出现植筋胶与井眼壁面粘接不牢，压裂液沿着井眼壁面渗透到岩样表面，导致压裂失败。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的水力压裂物模试样在制作过程中容易出现裂缝和胶接不牢固的问题，提供一种水力压裂物模试样制作方法。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种水力压裂物模试样制作方法，所述水力压裂物模试样包括储层岩板、模拟井筒和裸眼段，其特征在于，包括：

S1、选择第一设定外径、第一设定长度的模拟井筒，在所述模拟井筒底部包裹防护层；

S2、选择第二设定外径、第二设定长度的中空纸筒，将所述模拟井筒与所述纸筒沿轴向粘接形成筒桩；

S3、将所述筒桩竖直放置在储层模具的中心位置，将第一混凝土倒入所述储层模具内压实并凝固，拆除所述储层模具得到所述储层岩板，所述纸筒形成所述裸眼段。

优选的，所述水力压裂物模试样包括用于设置在所述储层岩板2上端面的模拟顶板；其中，水力压裂物模试样制作方法包括：将第三设定外径的扩孔管放在顶板模具底部中心，将第二混凝土倒入所述顶板模具并压实，待所述第二混凝土凝固后取出所述扩孔管并拆除所述顶板模具，得到带有通孔的所述模拟顶板。

优选的，所述水力压裂物模试样包括用于设置在所述储层岩板底端的模拟底板；其中，水力压裂物模试样制作方法包括：将第三混凝土倒入底板模具，待第三混凝土凝固后拆除所述底板模具，得到所述模拟底板。