专利名称：研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法
技术领域：
本发明涉及的是是石油与天然气、矿业、岩土等工程中多级水力压裂配砂分形设计方法，具体涉及的是研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法。背景技术：
在石油与天然气、煤岩体等储层开采技术领域中，都需要对储层岩石进行压裂，其作用机理是利用地面高压泵组，以超过储层吸液能力排量将高粘压裂液泵入井内而在井底产生高压，通过高压驱动水流挤入岩体内，克服岩体的抗张强度，使岩体发生破裂，形成具有一定导流能力的裂缝通道。有效地沟通储集层，提高油气开采速度。目前，对于水力压裂岩体断裂壁面粗糙特征描述不明确，进而导致压裂裂缝导流能力计算存在偏差。尽管现有理论与有限元手段能够给予近似模拟，但仍无法系统地测定与描述。从而严重地阻碍了水力压裂的进一步发展。因此，本发明建立一种多级压裂断裂壁面参数描述及断裂裂缝导流能力分析方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法，它用于解决现有的对压裂液与岩体断裂壁面间的关系无法测定与描述的问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是这种研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法
第一步通过支撑剂颗粒多级分形分选装置选取不同尺寸支撑剂颗粒筛网孔径，形成具有分形特征的支撑剂颗粒粒度分布，其中第一级支撑剂颗粒直径满足
权利要求
1.一种研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法，其特征在于这种研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法 第一步通过支撑剂颗粒多级分形分选装置选取不同尺寸支撑剂颗粒筛网孔径，形成 具有分形特征的支撑剂颗粒粒度分布，其中第一级支撑剂颗粒直径满足
2.根据权利要求I所述的研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法，其特征在于所述的支撑剂颗粒多级分形分选装置包括支撑剂颗粒装载容器(I)、多级分形分选震动筛(3)、分选颗粒容器(2)，分选颗粒容器(2)内设置多级分形分选震动筛(3)，支撑剂颗粒装载容器(I)通过管线与分选颗粒容器(2 )连接，分选颗粒容器(2 )连接设有多级出口(4)，每级出口分别外接颗粒输送管线。
3.根据权利要求I或2所述的研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法，其特征在于所述的掺混系统包括掺混容器(5)、自动搅拌器、压裂液容器(6)、过滤装置(8 )，自动搅拌器安装在掺混容器(5 )中，压裂液容器(6 )与掺混容器(5 )通过管线连接，管线上安装过滤装置(8)。
4.根据权利要求3所述的研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法，其特征在于所述的被压试件测定系统包括测试容器(24)、上覆外载控制系统、围压加载系统、变形测定系统，被测试件(9)安装在测试容器(24)中，压裂管柱(7)置于被测试件(9)的中心；被测试件(9)与测试容器(24)之间是环形的围压室(16)，被测试件(9)上端是上覆外载加压腔，上覆外载加压腔被滑动活塞(13)分隔为上、下二个腔体；上覆外载控制系统连接到上覆外载加压腔的上腔体(12)，围压加载系统连接到围压室(16);变形测定系统由变形传感器(17)、信号转换器(18)和信号检测仪(19)组成，变形传感器(17)安装在被测试件(9)外表面。
5.根据权利要求4所述的研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法，其特征在于所述的断裂面自仿射观测系统主要包括CXD摄像机(20)、体式显微镜(21)、显微镜观测架(22 )、仿真成像计算系统(23 )，CXD摄像机(20 )和体式显微镜(21)安装在显微镜观测架(22)上，仿真成像计算系统(23)与体式显微镜(21)连接。
全文摘要
本发明涉及的是研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法，这种研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法第一步选取颗粒筛网，形成具有分形特征的支撑剂颗粒，第二步将分选出的第一级支撑剂颗粒配制压裂液；第三步将配制的压裂液注入试件，计算被测试件断裂壁面张开度；第四步将第一步分选出的第二级支撑剂颗粒配制压裂液，计算二级压裂后岩体断裂开度；第五步将第一步分选出的第三级支撑剂颗粒配制压裂液，计算多级压裂后岩体断裂开度；第六步取下试件，计算试件断裂壁面的分形维数。本发明模拟现场多级压裂过程，可确定不同支撑剂颗粒粒径与压裂岩石断裂壁面粗糙度的关系以及粒径与断裂开度的关系。
文档编号G01N33/24GK102749437SQ20121025536
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者付晓飞, 孙晓峰, 孙玉学, 王婷婷, 艾池, 赵万春 申请人:东北石油大学