專利名稱：一種重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度測試方法。
背景技術(shù)：
低滲透油藏，在我國是一般指滲透率介于10-50X10-3ii m2之間的油層所構(gòu)成的油藏。隨著勘探和開發(fā)程度的不斷加深，我國低滲透率油藏在總探明儲量和已動用儲量中所占的比例越來越高，在保持和推動石油工業(yè)發(fā)展中所發(fā)揮的作用越來越大。如以中國石油天然氣集團公司為例，至2001年底，探明石油地質(zhì)儲量145X108t，其中低滲透儲量44X108t,占30%;動用石油地質(zhì)儲量110X108t，其中低滲透儲量21X10St，占19%;剩余探明未動用石油地質(zhì)儲量35X108t，其中低滲透儲量22X108t，占62%。近期當年探明的儲量中，低滲透儲量所占的比例更大，高達65% 70%。如何動用好和開發(fā)好低滲透油田儲量，對我國石油工業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展和保證我國石油安全具有十分重要的意義。低滲透油藏由于儲層物性差，油井產(chǎn)量低，而且由于孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，滲流狀態(tài)異常，導(dǎo)致其油田開發(fā)特征與中高滲透油藏有很大的不同，甚至發(fā)生質(zhì)的變化。低滲透油田開發(fā)具有如下基本特征(I)油井自然產(chǎn)能低，壓裂改造后才具有工業(yè)開采價值；(2)滲流規(guī)律不遵循達西定律，具有啟動壓力梯度；(3)天然能量小，壓力、產(chǎn)量下降快，一次采收率低；(4)注水井吸水能力低，啟動壓力和注水壓力上升快；(5)油井見水后產(chǎn)液指數(shù)急劇下降，穩(wěn)產(chǎn)難度很大。水力壓裂技術(shù)作為油氣井增產(chǎn)、水井增注的主要措施已廣泛應(yīng)用在低滲透油氣田的開發(fā)中，為油氣田的穩(wěn)產(chǎn)做出了重要貢獻。通過水力壓裂改善了井底附近的滲流條件，溝通油氣儲集區(qū)和改變油氣流動方式，提高了油氣井產(chǎn)能。國內(nèi)低滲油氣田的產(chǎn)量和通過水力壓裂改造獲得的產(chǎn)量都在逐年迅速增加。經(jīng)過水力壓裂后的油、氣、水井，由于受當時壓裂工藝、材料、設(shè)備工具的限制，規(guī)模欠小，材料選用不當，設(shè)備功率有限等原因會導(dǎo)致水力裂縫導(dǎo)流能力大幅降低而逐漸失去作用；有些則因井層選擇不當或作業(yè)方面原因也未能有效，同時經(jīng)過長期開發(fā)，主要油氣田已進入中、高含水期的開發(fā)階段，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的難度越來越大；對這類油氣井，為了獲得高產(chǎn)和經(jīng)濟的開采效益，需要進行重復(fù)壓裂。1987年美國能源部在多井實驗中進行改變應(yīng)力的壓裂實驗，首先證明了地應(yīng)力場受到鄰井裂縫影響。Dowell公司根據(jù)實驗和模擬地應(yīng)力研究認為，地層中存在支撐裂縫將改變井眼附近應(yīng)力分布，使重復(fù)壓裂的起裂方位垂直于初次裂縫，離開井眼一定范圍后再轉(zhuǎn)向到平行于初次裂縫方位延伸。Chen&Minner等研究認為孔隙壓力變化導(dǎo)致新裂縫近似垂直于前次裂縫或與前次裂縫成一銳角。Chevron石油技術(shù)公司在美國Lost Hill油田的測試表明，重復(fù)壓裂裂縫方位與初次裂縫方向偏移30° ;Unocal公司在Van油田的重復(fù)壓裂測試證實了重復(fù)壓裂裂縫可能與前次裂縫方位偏離60°。這些實驗與研究有力的推動了重復(fù)壓裂技術(shù)的發(fā)展，取得了極其顯著的經(jīng)濟效益。例如，美國最早開發(fā)的油田之一Rangely油田，許多井重復(fù)壓裂達4次,成功率達70_80%;美國阿拉斯加Kuparuk River油田的385 口生產(chǎn)井中重復(fù)壓裂185 口，壓后采油指數(shù)平均提高了兩倍。近年來國內(nèi)大慶、勝利、長慶、大港、吉林等油田也進行了大量的重復(fù)壓裂作業(yè)，并從理論和實踐上作了一定的探索，取得了一些經(jīng)驗與認識。從1995年開始，西南石油大學先后與遼河油田、長慶油田、新疆油田和勝利油田開展了重復(fù)壓裂技術(shù)研究，且與長慶油田、新疆油田合作中展開了高含水期堵老縫壓新縫的改向重復(fù)壓裂試驗，取得了很好的增產(chǎn)效果，開辟了重復(fù)壓裂研究的新方向。堵壓一體化技術(shù)的過程是先用堵劑長效封堵或暫時封堵老裂縫，然后用水力壓裂工藝在地層其它方位壓開新裂縫，以達到重新改造儲層，提高油層采收率的目的。堵劑封堵裂縫后，后續(xù)壓裂液必然對其有擠壓和穿透作用，因此要求重復(fù)壓裂堵劑具有比常規(guī)堵劑更高的性能。重復(fù)壓裂堵劑工作液進入老裂縫后形成凝膠，在后續(xù)壓裂液作用下，堵劑將受到壓裂液的擠壓和穿透作用，因此重復(fù)壓裂堵劑的性能要滿足兩個方面的要求一是堵劑-裂縫壁面之間的強粘附性，阻止壓裂液往初次人工裂縫穿透；二是堵劑自身具有高強度，可抵抗壓裂液的擠壓。總之堵劑不僅具有高的強度和粘附性，而且要有一定的應(yīng)力形變能力。這就要求堵劑的突破壓力要高于受到的擠壓力。重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向機理的出現(xiàn)是復(fù)壓技術(shù)的重大進展，大致經(jīng)過了三個階段(1)20世紀90年代前期，首先是重復(fù)壓裂裂縫方位發(fā)生轉(zhuǎn)向的認識，在現(xiàn)場得到了驗證Chevron石油技術(shù)公司在美國LostHill油田，利用傾斜儀測量重復(fù)壓裂裂縫方位，然后與第一次壓裂裂縫方位相比較，結(jié)果167井次的重復(fù)壓裂平均裂縫方位為N25° E，而100多井次的初次壓裂裂縫方位為N55° E，二者相差30°，由此說明重復(fù)壓裂形成的裂縫方位不同于初次壓裂裂縫方位；而且重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向的機理也得到了進一步發(fā)展，人們逐漸認識到生產(chǎn)過程儲層孔隙壓力變化最終會改變儲層的應(yīng)力狀態(tài)。由于儲層各方向壓力衰減不均衡，在含垂直裂縫儲層中形成橢圓形衰減區(qū)，其縱向裂縫軸比垂向裂縫軸要長得多，平行于人工裂縫的水平總應(yīng)力的下降就比垂直(最小)應(yīng)力分量要大，這是應(yīng)力重定向的關(guān)鍵。如果產(chǎn)生的應(yīng)力變化足夠大，足以抵消初始水平偏應(yīng)力的影響，那么最小水平應(yīng)力的方向就會局部旋轉(zhuǎn)90°，在這種情形下，重復(fù)壓裂裂縫應(yīng)該垂直于原始裂縫生長，但重復(fù)壓裂重定向取決于許多因素，包括原始偏應(yīng)力、原生裂縫長度、儲層的滲透率以及產(chǎn)量變化情況，所以實際的裂縫重定向也不一定垂直于原裂縫。(2)20世紀90年代后期，認識到轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂會有效溝通儲層富含剩余油區(qū)而極大地提高產(chǎn)量和可采儲量，刺激了國內(nèi)外學者對轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂的研究。因為重復(fù)壓裂裂縫延伸方式依然取決于儲層應(yīng)力狀態(tài)，不以人們主觀意志為轉(zhuǎn)移而受客觀應(yīng)力條件控制。其間，國外提出了可模擬多井(包括油井和水井)和變產(chǎn)量條件下就地應(yīng)力場的變化模型。研究結(jié)果表明，就地應(yīng)力場的變化主要取決于距油水井的距離、整個油氣田投入開發(fā)的時間、注采井別、原始水平主應(yīng)力差、滲透率的各向異性和產(chǎn)注量等。并進一步開展重復(fù)壓裂選井選層技術(shù)，人們期望綜合應(yīng)用專家經(jīng)驗、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和模糊邏輯等技術(shù)，開發(fā)出重復(fù)壓裂選井選層的模型，以找出那些有可能轉(zhuǎn)向的油層來實施重復(fù)壓裂。(3)進入21世紀后，轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂技術(shù)進一步發(fā)展，西南石油大學一些專家學者提出了一種強迫裂縫轉(zhuǎn)向的新技術(shù)，即堵老裂縫壓新裂縫重復(fù)壓裂技術(shù)。經(jīng)過一段時間的開采，油田的低滲透層已處于高含水期，原有裂縫控制的原油已接近全部采出，裂縫成了水的主要通道，但某些井在現(xiàn)有采出條件下尚控制有一定的剩余可采儲量。這時如果采取延伸原有裂縫的常規(guī)重復(fù)壓裂肯定不會有好的效果，最好的辦法是將原有裂縫堵死，重新壓裂，在與原有裂縫呈一定角度方向上造新縫，這樣既可堵水，又可增加采油量。即研究一種高強度的裂縫堵劑封堵原有裂縫，當堵劑泵入井內(nèi)后有選擇性地進入并封堵原有裂縫，但不能滲入地層孔隙而堵塞巖石孔隙，同時在井筒周圍能夠有效地封堵射孔孔眼；然后采用定向射孔技術(shù)重新射孔以保證在不同于原有裂縫的方位(最佳方位是垂直于原有裂縫的方位)重新定向射孔而促使裂縫轉(zhuǎn)向，即形成新的裂縫，從而采出最小主應(yīng)力方向或接近最小主應(yīng)力方向泄油面積的油氣，實現(xiàn)控水增油。重復(fù)壓裂是指對已經(jīng)采取過一次或幾次壓裂施工措施的井層再實施壓裂改造。早在20世紀50年代，國外就已經(jīng)進行了重復(fù)壓裂，經(jīng)過50多年的發(fā)展，在重復(fù)壓裂前儲層重評估、選井選層新技術(shù)、壓裂液、壓裂井動態(tài)預(yù)測、重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向機理、重復(fù)壓裂優(yōu)化設(shè)計與工藝技術(shù)研究、裂縫診斷與效果評價等方面均得到快速發(fā)展，不但成為油氣藏的增產(chǎn)增注手段，也成為經(jīng)濟有效開發(fā)低滲、特低滲透儲層的關(guān)鍵技術(shù)。 抗拉強度是重復(fù)壓裂堵劑的一個重要的性能參數(shù)，如何快速準確的測定出重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度，將為重復(fù)壓裂堵劑的使用提供數(shù)據(jù)支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度測試方法，該測試方法能快速測定出重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度，且測試結(jié)果準確，測試成本低，為重復(fù)壓裂堵劑的生產(chǎn)和使用提供了數(shù)據(jù)支持。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度測試方法，包括以下步驟(a)首先，制備重復(fù)壓裂堵劑樣品備用；(b)然后，將制備好的重復(fù)壓裂堵劑樣品裝入布袋中；(C)接著,選取一根繩子,繩子一端連接拉力計,另一端裝入袋子并卡?。?d)通過往袋子里面不斷裝沙，直到巖心被提出，然后稱量沙的重量；(e)讀取拉力計計數(shù)，通過拉力計計數(shù)和沙的重量分析出重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度。所述步驟(C)中，繩子另一端通過定滑輪卡住。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是能快速測定出重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度，且測試結(jié)果準確，測試成本低，為重復(fù)壓裂堵劑的生產(chǎn)和使用提供了數(shù)據(jù)支持。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不僅限于此。實施例本發(fā)明涉及的一種重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度測試方法，其具體步驟如下
(a)首先，制備重復(fù)壓裂堵劑樣品備用；(b)然后，將制備好的重復(fù)壓裂堵劑樣品裝入布袋中；(C)接著,選取一根繩子,繩子一端連接拉力計,另一端裝入袋子并卡??；(d)通過往袋子里面不斷裝沙，直到巖心被提出，然后稱量沙的重量；(e)讀取拉力計計數(shù)，通過拉力計計數(shù)和沙的重量分析出重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度。所述步驟(C)中，繩子另一端通過定滑輪卡住。通過測試，得到堵劑被拉出后沙子的重量為1. Ollkg,即堵劑抗拉9. 91N，而巖心被粘附的表面積為108. 52cm2，則單位面積上堵劑的抗拉強度為913. 2N/m2。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)，對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度測試方法，其特征在于，包括以下步驟 (a)首先，制備重復(fù)壓裂堵劑樣品備用； (b)然后，將制備好的重復(fù)壓裂堵劑樣品裝入布袋中； (C)接著，選取ー根繩子，繩子一端連接拉カ計，另一端裝入袋子并卡??； (d)通過往袋子里面不斷裝沙，直到巖心被提出，然后稱量沙的重量； (e)讀取拉カ計計數(shù)，通過拉カ計計數(shù)和沙的重量分析出重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度測試方法，其特征在于，所述步驟(C)中，繩子另一端通過定滑輪卡住。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度測試方法，包括(a)首先，制備重復(fù)壓裂堵劑樣品備用；(b)然后，將制備好的重復(fù)壓裂堵劑樣品裝入布袋中；(c)接著，選取一根繩子，繩子一端連接拉力計，另一端裝入袋子并卡??；(d)通過往袋子里面不斷裝沙，直到巖心被提出，然后稱量沙的重量；(e)讀取拉力計計數(shù)，通過拉力計計數(shù)和沙的重量分析出重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度。本發(fā)明能快速測定出重復(fù)壓裂堵劑的抗拉強度，且測試結(jié)果準確，測試成本低，為重復(fù)壓裂堵劑的生產(chǎn)和使用提供了數(shù)據(jù)支持。
文檔編號G01N5/00GK103048191SQ201110325969
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者羅濤 申請人:羅濤