CN106338257A - 一种定量测量支撑剂嵌入深度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定量测量支撑剂嵌入深度的方法，属于油气藏勘探开发技术领域。所述方法包括以下步骤：步骤1，获取岩板样品表面上多个点到基准平面的第一高度值；步骤2，在所述岩板样品表面铺置支撑剂后向所述岩板样品表面施加压力；步骤3，去除所述岩板样品表面的支撑剂，获取所述岩板样品表面上多个点到步骤1中所述基准平面的第二高度值；步骤4，将所述第一高度值与所述第二高度值作差，所得差值即为所述岩板样品表面上多个点对应的支撑剂嵌入深度。采用本发明的方法，能够直接得到支撑剂在受到压力后嵌入岩心的深度，准确度高，操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及油气藏勘探开发技术领域，特别涉及一种定量测量支撑剂嵌入深度的方法。
背景技术
在油气藏勘探开发过程中，通常通过水力加砂压裂技术在地层中形成一条具有较高导流能力的通道，沟通更多油气区域、解除污染、提高近井地带的渗透条件，从而达到增产、增注的目的。支撑剂由压裂液带入并支撑在压裂地层的裂隙中，从而有效地将油气导入油气井。然而地层中存在的闭合压力会使支撑剂与裂缝壁面相互作用，使支撑剂嵌入地层，导致裂缝宽度减小，从而影响导流能力。特别是对于高闭合压力的地层而言，支撑剂嵌入地层对于压裂效果影响尤为明显。因此，对支撑剂在闭合压力作用下嵌入地层的深度进行定量的测量对优化水力加砂压裂工艺由重要的作用。
李勇明等(支撑剂嵌入岩石定量计算模型研究[J].西南石油大学学报(自然科学版)，2011，33(5)：94～97)采用数学方法建立了支撑剂嵌入深度的定量计算模型，通过研究支撑剂嵌入深度与其他影响因素之间的关系来确定支撑剂的嵌入深度。郭建春等(支撑剂嵌入深度的实验研究[J].煤炭学报，2008，33(6)：661～664.)通过超长焦距连续变焦视频显微镜观测高闭合压力下形成的嵌入圆的直径来推测嵌入深度。
在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有的定量测量支撑剂嵌入深度的方法都是间接得到支撑剂的嵌入深度，所得结果不够精确，而且测量过程比较复杂。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供一种能够直接获得支撑剂嵌入深度并且测量过程简单的定量测量支撑剂嵌入深度的方法。
具体而言，包括以下的技术方案：
一种定量测量支撑剂嵌入深度的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，获取岩板样品表面上多个点到基准平面的第一高度值；
步骤2，在所述岩板样品表面铺置支撑剂后向所述岩板样品表面施加压力；
步骤3，去除所述岩板样品表面的支撑剂，获取所述岩板样品表面上所述多个点到步骤1中所述基准平面的第二高度值；
步骤4，将所述第一高度值与所述第二高度值作差，所得差值即为所述岩板样品表面上所述多个点对应的支撑剂嵌入深度。
具体地，步骤1中，利用三维激光扫描仪获取所述第一高度值。
具体地，步骤3中，利用三维激光扫描仪获取所述第二高度值。
具体地，步骤2中，利用支撑裂缝导流能力试验仪向所述岩板样品表面施加压力。
具体地，步骤1中，利用三维激光扫描仪对所述岩板样品表面进行扫描，所得所述岩板样品表面多个点的高度数据即为所述第一高度值。
具体地，步骤3中，利用三维激光扫描仪对施加压力后的岩板样品表面进行扫描，所得所述岩板样品表面多个点的高度数据即为所述第二高度值。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果：
1、本发明实施例提供的定量测量支撑剂嵌入深度的方法中，首先获取岩板样品表面上多个点到基准平面的第一高度值，然后在岩板样品表面铺置支撑剂后向样品表面施加压力来模拟岩板以及支撑剂在地层中受到的闭合压力的作用；支撑剂受到压力作用嵌入岩心后，岩心表面上相应的点到基准平面的高度会减小，因此第一高度值与第二高度值的差值即为所述岩芯样品表面上多个点对应的支撑剂嵌入深度。采用本发明实施例的方法，能够直接得到支撑剂在受到压力后嵌入岩心的深度，准确度高，为水力加砂压裂工艺设计提供依据。
2、本发明实施例提供的定量测量支撑剂嵌入深度的方法过程简单，不需要复杂的仪器设备，利用现有的三维激光扫描仪以及支撑裂缝导流能力试验仪即可完成测量。还可以利用计算机对所得数据进行处理，使所得支撑剂嵌入深度更加准确。利用三维激光扫描仪还能够获得岩板表面的三维图像，因此能够更加直观的表征支撑剂嵌入前后岩心表面形态的变化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的定量测量支撑剂嵌入深度的方法的流程图；
图2为利用三维激光扫描仪以及支撑裂缝导流能力试验仪的定量测量支撑剂嵌入深度的方法的流程图；
图3为本发明实施例中利用三维激光扫描仪得到的施加压力前的岩板样品表面形态图；
图4为本发明实施例中利用三维激光扫描仪得到的施加压力后的岩板样品表面形态图；
图5为本发明实施例得到的岩板表面多个点的支撑剂嵌入深度状态图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供一种定量测量支撑剂嵌入深度的方法，参见图1，所述方法包括以下步骤：
步骤1，获取岩板样品表面上多个点到基准平面的第一高度值；
步骤2，在所述岩板样品表面铺置支撑剂后向所述岩板样品表面施加压力；
步骤3，去除所述岩板样品表面的支撑剂，获取所述岩板样品表面上所述多个点到步骤1中所述基准平面的第二高度值；
步骤4，将所述第一高度值与所述第二高度值作差，所得差值即为所述岩板样品表面上所述多个点对应的支撑剂嵌入深度。
本发明实施例提供的定量测量支撑剂嵌入深度的方法中，首先获取岩板样品表面上各个点到基准平面的第一高度值，然后在岩板样品表面铺置支撑剂后向岩板样品表面施加压力，来模拟岩板以及支撑剂在地层中受到的闭合压力的作用；支撑剂受到压力作用嵌入岩心后，岩板表面上相应的点到基准平面的高度会减小，因此将第一高度值与第二高度值作差后所得差值即为所述岩板样品表面上各个点对应的支撑剂嵌入深度。采用本发明实施例的方法，能够直接得到支撑剂在受到压力后嵌入岩板的深度，准确度高，且测量过程简单。
在本发明实施例的定量测量支撑剂嵌入深度的方法中，可以利用三维激光扫描仪获取施加压力前后岩板样品表面各个点的第一高度值和第二高度值，用支撑裂缝导流能力试验仪向所述岩板样品表面施加压力，来模拟岩板以及支撑剂在地层中受到的闭合压力的作用。
三维激光扫描仪利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被扫描物体的三维模型及线、面、体等各种图件数据，提供被扫描物体表面的三维点云数据，具有高效率、高精度的特点，可以用于获取高精度、高分辨率的被扫描物体数字模型；在建筑监测、室内设计、船舶设计、桥梁设计、军事分析、文物古迹保护等领域有着广泛的应用；因此，利用三维激光扫描仪对岩板样品表面进行扫描，能够直观地展示出支撑剂嵌入前后岩板表面形态的变化。三维激光扫描仪扫描岩板样品表面得到的高度数据即为第一高度值(或第二高度值)。
支撑裂缝导流能力试验仪中设置有用于施加压力的装置，是一种测定闭合压力作用下的地层裂缝导流能力变化的仪器。因此，本发明实施例利用支撑裂缝导流能力试验仪来对铺置支撑剂后岩板样品施加压力，来模拟支撑剂在地层中受到的闭合压力。因此，利用支撑裂缝导流能力试验仪来对铺置支撑剂后岩板样品施加压力，更符合支撑剂的实际使用情况，由此得到的支撑剂嵌入深度更加真实、准确。
在上述的定量测量支撑剂嵌入深度的方法中，在进行步骤1之前，需要对采集自现场的岩心样品进行前处理，包括将岩心表面打磨光滑，将按照三维激光扫描仪以及支撑裂缝导流能力试验仪对于测试样品的要求对岩心样品的形状以及尺寸进行加工，以满足三维激光扫描仪以及支撑裂缝导流能力试验仪的要求，例如将岩芯样品加工成长方体的岩板。
在上述的定量测量支撑剂嵌入深度的方法中，所用的三维激光扫描仪和支撑裂缝导流能力试验仪的具体型号没有特殊的限制，常用的三维激光扫描仪以及支撑裂缝导流能力试验仪均可。
在上述的定量测量支撑剂嵌入深度的方法中，步骤2中，可以在岩板样品放入支撑裂缝导流能力试验仪后，利用支撑裂缝导流能力试验仪在岩板样品表面铺置支撑剂。可以在岩板样品表面铺置不同材料的的支撑剂，来研究材料对支撑剂嵌入深度的影响；可以在岩板样品表面铺置同一种材料但是粒径不同的支撑剂，来研究支撑剂粒径对支撑剂嵌入深度的影响；可以在岩板表面铺置不同厚度的支撑剂，来研究铺置厚度对支撑剂嵌入深度的影响；可以在采集自不同地层的岩芯样品表面铺置支撑剂，来研究支撑剂在不同地层下的嵌入情况；可以利用支撑裂缝导流能力试验仪施加不同的压力，来研究不同闭合压力下对支撑剂嵌入深度的影响。由此可见，本发明实施例的定量测量支撑剂嵌入深度的方法非常灵活，能够研究各种因素对支撑剂嵌入深度的影响，同时还能够直观的得到不同条件下支撑剂嵌入岩心样品后，岩心样品表面的形态变化。
在上述的定量测量支撑剂嵌入深度的方法中，三维激光扫描仪和支撑裂缝导流能力试验仪在运行时的参数设置也没有特殊的限制，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。
下面以利用山东中石大石油科技有限公司生产的SY1D15型岩板三维激光扫描仪和山东中石大石油科技有限公司生产的SY1C09型导流能力测量仪为例，来对本发明的定量测量支撑剂嵌入深度的方法进行详细说明。
参见图2，本发明的定量测量支撑剂嵌入深度的方法包括以下步骤：
步骤a，根据导流能力试验仪导流室的尺寸，将采集自地层的岩样加工成一定规格的岩板，并打磨光滑。
步骤b，利用三维激光扫描仪对步骤a所得岩板样品表面进行三维激光扫描，得到岩板样品表面各个点的三维坐标数据，并利用计算机绘制岩板样品表面的三维图，所得岩板样品表面的三维图像如3所示。从图3中能够非常直观的看出施加压力前岩板样品表面的形态。此时三维激光扫描得到的高度数据即为岩板表面上各个点到基准平面的第一高度值。
步骤c，将岩板样品装入支撑裂缝导流能力试验仪的导流室中，利用支撑裂缝导流能力试验仪在岩板样品表面铺置支撑剂；然后对岩心岩板样品施加压力，模拟地层的闭合压力。
步骤d，将岩板样品从支撑裂缝导流能力试验仪中取出，并去除其表面的支撑剂；再利用三维激光扫描仪对所得岩板样品表面进行三维激光扫描，得到施加压力后岩板样品表面各个点的三维坐标数据，并利用计算机绘制岩板样品表面的三维图，所得岩板样品表面的三维图像如4所示。从图4中能够非常直观的看出施加压力后岩板样品表面的形态。此时三维激光扫描得到的高度数据即为岩板表面上各个点到基准平面的第二高度值。
步骤e，将步骤a所得第一高度值与步骤d所得第二高度值作差，所得差值即为岩板样品表面上各个点对应的支撑剂嵌入深度，并利用计算机绘制岩板样品表面上各个点支撑剂嵌入深度状态图，如图5所示。从图5中可以看出，整个岩板样品表面的支撑剂嵌入深度为0.05mm～0.95mm。可见，采用本发明实施例的方法，能够测量非常微小的嵌入深度(例如0.05mm)，精确度非常高。
综上，本发明实施例的定量测量支撑剂嵌入深度的方法能够直接得到支撑剂在受到压力后嵌入岩板的深度，准确度高，过程简单，不需要复杂的仪器设备，利用现有的三维激光扫描仪以及支撑裂缝导流能力试验仪即可完成测量。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种定量测量支撑剂嵌入深度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，获取岩板样品表面上多个点到基准平面的第一高度值；
步骤2，在所述岩板样品表面铺置支撑剂后向所述岩板样品表面施加压力；
步骤3，去除所述岩心样品表面的支撑剂，获取所述岩板样品表面上所述多个点到步骤1中所述基准平面的第二高度值；
步骤4，将所述第一高度值与所述第二高度值作差，所得差值即为所述岩板样品表面上所述多个点对应的支撑剂嵌入深度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，利用三维激光扫描仪获取所述第一高度值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，利用三维激光扫描仪获取所述第二高度值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，利用支撑裂缝导流能力试验仪向所述岩板样品表面施加压力。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1中，利用三维激光扫描仪对所述岩心样品表面进行扫描，所得所述岩板样品表面多个点的高度数据即为所述第一高度值。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3中，利用三维激光扫描仪对施加压力后的岩板样品表面进行扫描，所得所述岩板样品表面多个点的高度数据即为所述第二高度值。
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