(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210903795.1 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 胡义升　谭飞　白轩　郭平　 (74)专利代理 机构 成都金英专利代理事务所 (普通合伙) 51218 专利代理师 袁英 (51)Int.Cl. G01N 33/24(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 模拟致密储层压裂支撑剂出砂和结垢协同 作用的实验方法 (57)摘要 本发明涉及模拟致密储层压裂支撑剂出砂 和结垢协同作用的实验方法， 包括： 选取岩心， 清 洗烘干后对岩心进行轴向切割， 在岩心的横切面 填补支撑剂； 将岩心放置于夹持器中， 给夹持器 施加围压， 向岩心入口端注入氮气， 待岩心出口 端稳定出气后， 将岩心升压至地层压力， 升温至 地层温度； 利用地层水驱替带有支撑剂的岩心， 驱替过程中多次测定岩心渗透率， 记录岩心出入 口压差随时间的变化， 同步通过离子色谱仪测定 岩心出口端离子浓度； 缓慢降低围压， 继续利用 地层水驱替岩心； 收集出口管线内的支撑剂， 计 算支撑剂出砂率。 本发明原理可靠， 操作简便， 测 试过程更加贴近现场工况条件， 测试结果直观准 确， 能够为开发非常规油藏提供基础数据和理论 依据。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115219696 A 2022.10.21 CN 115219696 A 1.模拟致密储层压裂支撑剂出砂和结垢协同作用的实验方法， 依次包括以下步骤： 选取合适的岩心， 清洗后进行高温烘烤， 充分排除岩心中含有的水分； 对步骤 （1） 的岩心进行轴向切割， 并对切割表面进行处 理； 对步骤 （2） 的岩心的横切面 填补支撑剂， 采用耐热抗压胶带对岩心进行 缝合； （4） 升温升压过程： 将带有支撑剂的岩心放置于岩心夹持器 中， 利用围压泵给岩心夹持 器施加围压， 通过驱替泵向岩心入口端注入氮气， 待岩心出口端 稳定出气后， 将岩心夹持器 升压至地层压力， 升温至地层温度； （5） 结垢过程： 待压力和温度达到地层条件， 测定岩心初始渗透率， 利用地层水驱替带 有支撑剂的岩心， 驱替过程中多次测定岩心渗透率， 记录岩心出入口压差随时间的变化， 同 步通过离子色谱仪测定岩心出口端离 子浓度； （6） 支撑剂出砂和结垢协同作用过程： 待岩心出口端流速稳定后， 缓慢降低围压， 继续 利用地层水驱替岩心， 驱替过程中多次测定岩心渗透率， 记录岩心出入口压差随时间的变 化， 同步通过离子色谱仪测定岩心出口端离 子浓度； （7） 卸压， 收集出口管线内的支撑剂， 计算支撑剂出砂率。 2.如权利要求1所述的模拟致密储层压裂支撑剂出砂和结垢协同作用的实验方法， 其 特征在于， 所述步骤 （2） 过程如下： 采用岩心切割机， 沿岩心的中轴线， 将岩心切割成两块， 采用CPS氧化铜对切割过程中岩心掉 落或损坏的部分进行修补， 保证岩心完整。 3.如权利要求1所述的模拟致密储层压裂支撑剂出砂和结垢协同作用的实验方法， 其 特征在于， 所述步骤 （3） 过程如下： 将粒径70~150目的支撑剂， 均匀地铺散在岩心切割面， 再 将岩心闭合， 采用耐热抗压胶带对含支撑剂的岩心进行缠绕， 保证岩心内支撑剂不会散落 出来， 支撑剂质量 为M1。 4.如权利要求1所述的模拟致密储层压裂支撑剂出砂和结垢协同作用的实验方法， 其 特征在于， 所述步骤 （4） 过程如下： 将含有支撑剂的岩心放置于岩心夹持器中， 该岩心夹持 器入口端分别通过氮气中间容器、 地层水中间容器连接驱替泵， 出口端 连接试管， 中间连接 围压泵， 两端连接压力表， 先通过围压泵 给岩心夹持器施加围压， 再通过驱替泵向岩心中注 入氮气， 直至试管内无明显颗粒增加， 试管内为不稳定支撑剂， 取下试管称重， 不稳定支撑 剂质量为M2； 然后将岩心出口端依次连接过滤器和回压阀， 回压阀分别连接回压泵和离子 色谱仪， 打开氮气中间容器， 给岩心升压至地层压力， 同步升高围压、 回压， 围压始终大于岩 心出入口压力， 同时给岩心升温至地层温度。 5.如权利要求1所述的模拟致密储层压裂支撑剂出砂和结垢协同作用的实验方法， 其 特征在于， 所述步骤 （7） 过程如下： 实验完 毕后， 卸压， 收集出口管线内的支撑剂进 行烘干称 重， 质量为M3， 计算支撑剂出砂率 为： M3/ （M1‑  M2） 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115219696 A 2模拟致密储层压裂支撑剂出砂和结垢协同作用的实验方 法 技术领域 [0001]本发明涉及油田开发实验方法领域， 具体涉及一种模拟致密储层压裂支撑剂出砂 和结垢协同作用的实验方法。 背景技术 [0002]近年来， 加砂压裂已成为国内外油气田在 致密油气勘探评价和增储上的必要技术 措施之一。 目前各油气田使用最为普遍的是水力加砂压裂， 压裂过程中， 携砂液携带支撑剂 进入高压产生的人工裂缝并填充堆积在裂缝之中， 避免裂缝完全闭合， 实现提高近井地带 导流能力， 从而达到增产的目的。 但是 由于压裂液与地层流体的不配伍， 井底压降、 温度和 PH值变化等原因， 导致地下流体的采出造成采油系统和储层结垢。 井下结垢一般需要经历 三个阶段： 第一阶段 由水中的离子结合形成溶解度很小的盐分子； 第二 阶段是分子结合有 序排列形成晶体； 第三阶段是大量晶体堆积沉淀成垢。 在油田实际现场条件下， 当压裂残液 或地层流体返出时， 人工裂缝对支撑剂 压实力不够， 流体对支撑剂拖拽力过大， 填砂裂缝的 压力梯度过大或者压力激动造成裂缝中支撑剂失稳， 导致支撑剂回流， 伴随着 井底压降、 温 度和PH值对高矿化度地层水的影响， 支撑剂的回流将为晶体的形成和堆积提供更多的可 能， 缩短了结垢离子经过第二、 第三阶段的时间， 从而大大加剧井底结垢， 造成油井产能下 降。 [0003]近年来， 用于研究支撑剂出砂的装置及方法较多， 发明专利 “一种模拟页岩气压后 单缝返排的实验装置及方法 ”(CN201510716601.7)， 模拟了地层高温高压环境下的页岩气 压后裂缝状态， 考虑了裂缝缝长、 缝宽、 铺砂 浓度、 出砂量、 出砂临界速度、 支撑剂嵌入程度、 返排过程中压降等因素对支撑剂回流的影响； “一种模拟支撑剂回流的测试装置及方法 ” (CN201110050030.X)， 模拟了不同的铺砂浓度、 闭合压力对支撑剂回流的影响以及支撑剂 由近井筒裂缝经过射孔孔眼回流至井筒的真实过程。 用于研究油田结垢的装置及方法也较 多，“一种油田动态结垢阻垢评价装置及评价方法 ”(CN202110034699.3)， 能够模拟现场不 同流态(层流、 紊 流等)条件 下的结垢状况， 可实现高温、 高压下的测试； “一种动态结垢仪及 其测试方法 ”(CN104458689A)， 通过在混合流体中注入荧光示踪剂， 根据荧光示踪剂浓度测 试计算管内结垢流体的停留时间分布和分散状况及具体结垢位置。 但是基于现场实际情 况， 对于非常规致密油气藏， 地下流体结垢、 支撑剂出砂两者之间并不只是单一存在于开 发 过程中， 而 更多的是两者之 间的协同作用， 其具体表现为支撑剂与结垢晶体的相互包裹、 相 互附着。 因此， 研究用于模拟致密储层支撑剂出砂与结垢协同作用的实验方法， 对于非常规 油藏的开发具有重大意 义。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提供模拟致密储层压裂支撑剂出砂和结垢协同作用的实验方 法， 该方法原理可靠， 操作简 便， 测试过程更加贴近现场工况条件， 测试结果直观准确， 能够 为开发非常规油藏 提供基础数据和理论依据。说　明　书 1/4 页 3 CN 115219696 A 3