一种支撑剂选择性渗透能力的测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种支撑剂选择性渗透能力的测试方法，特别涉及一种不同支撑剂样 品在相同压力系统下的选择性渗透能力的测试方法，属于油气田开发领域。
【背景技术】
[0002] 支撑剂在压裂结束后，能够支撑压开的水力裂缝，保持裂缝张开不闭合，使裂缝保 持一定的导流能力，为油气从地层向井眼的流动提供通道。压裂裂缝的有效缝长和裂缝的 导流能力直接决定了油气井的改造效果，而这些因素都与支撑剂的性质息息相关。
[0003] 传统的支撑剂主要包括：天然石英砂，树脂覆膜砂（树脂覆膜陶粒），高、中、低密 度陶粒。随着改造对象和改造工艺的发展，出现了一些新型支撑剂包括：能够自悬浮的支撑 剂，用于油井防砂的"棒状"支撑剂，用于超过140MPa闭合压力的超高强度支撑剂，以及能 够阻水透油、阻水透气的选择性支撑剂等。
[0004] 支撑剂的性能测试主要依据SY/T5108-2006(APIRP56/APIRP60)和SY/T 6302-2009(APIRP61)，但其中并没有给出如何测试支撑剂选择性渗透能力的相关内容。目 前支撑剂选择性渗透能力的测试方法主要包括静态法和简易动态法：静态法包括通过测 量油、水在支撑剂表面的润湿性来间接计算支撑剂的选择性渗透能力，以及利用扫描电镜 (SEM)观察支撑剂的表面形态来间接表征支撑剂的选择性能；简易动态法包括通过测量支 撑剂填砂管的油、水相对渗透率来计算油、水阻力比，通过观察不同液体的驱替形态来直接 表征支撑剂的选择性渗透能力，以及通过测量不同液体在填砂管中的渗透时间来表征支撑 剂的选择性渗透能力。
[0005] 传统的简易动态测试法通常是在常压条件下，使用单相液体测量填砂管中支撑剂 的选择性渗透能力，其测量结果与支撑剂在实际应用时的性能相差较大，在实际应用时，支 撑剂处于储层的裂缝中，处于受压条件，此外，实际应用时通常使用的是多相液体，因而传 统的简易动态测试法，并不能很好地反映出支撑剂的性质。
[0006] 目前国内外尚无相关文献报道在覆压、动态条件下对支撑剂的油相、水相选择性 渗透能力进行测试的方法，因而制约了新型选择性支撑剂的研发和选择性支撑剂在油田现 场的应用。
[0007] 因此提供一种新的支撑剂选择性渗透能力的测试方法成为本领域亟待解决的问 题之一。
【发明内容】
[0008] 为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种支撑剂选择性渗透能力的测试 方法。该方法能够准确测量、对比不同类型支撑剂在相同压力系统下对油相和水相的选择 性渗透能力，真实地反映支撑剂在覆压条件下对油相和水相的选择性渗透能力，为定量表 征选择性支撑剂的选择性渗透能力、新型选择性支撑剂的研发及为选择性支撑剂在油田现 场应用优选提供实验依据。
[0009] 为达到上述目的，本发明提供了一种支撑剂选择性渗透能力的测试方法，其包括 以下步骤：
[0010] 步骤一、设置导流室，所述导流室为长方体结构，其内部划分为两个区域，分别为 过渡区S。和对比区S，所述对比区S的内部划分为η个相等的子区域；
[0011] 所述过渡区S。与所述对比区S是沿流体流动的方向依次排列的，且所述过渡区S。 位于流体流动方向的上游，所述对比区S位于流体流动方向的下游；
[0012] 所述η个相等的子区域是沿垂直于流体流动的方向依次水平排列的，且每一个子 区域均与过渡区S。连通；
[0013] 其中，所述η彡2,且η为自然数；
[0014] 步骤二、将需要测试的支撑剂按照预定的铺置浓度分别铺置在不同的子区域中， 并铺满，每一个支撑剂的铺置尺寸即为其所在子区域的尺寸；
[0015] 步骤三、对导流室施加闭合压力直至达到预设的地层闭合压力；
[0016] 步骤四、将油相和水相混合后得到混合流体，使所述混合流体均匀流入导流室，并 测量混合流体流入导流室时的流入压力PD;
[0017] 当混合流体由不同的子区域流出导流室时，分别测量每一个子区域对应的流出压 力P，以及每一个子区域流出的混合流体中油相的流量Q。、水相的流量Qw;
[0018] 步骤五、根据达西定律分别计算每一个子区域中支撑剂的油相相对渗透率k和水 相相对渗透率kw，完成了对支撑剂选择性渗透能力的测试。
[0019] 步骤五结束后，根据油相相对渗透率k和水相相对渗透率kw，分别计算得到每一 个支撑剂的油水渗透率比，通过对比不同支撑剂之间的油水渗透率比值，即可评价出符合 需要的支撑剂。
[0020] 现有技术中尚无在覆压、动态条件对支撑剂的油相、水相选择性渗透能力评价的 方法，而本发明提供的技术方案弥补了这一空白，其能够在覆压、动态条件下对多个支撑剂 的油相、水相选择性渗透能力进行评价，操作简单、快速，能够有效地为选择性支撑剂在油 田现场中的应用提供依据。
[0021] 在上述方法中，优选地，η= 2。
[0022] 在上述方法中，优选地，在步骤一中，所述对比区S中子区域的个数与需要测试的 支撑剂的数目相等。
[0023] 在上述方法中，优选地，在步骤一中，所述流体的流动方向为水平方向。
[0024] 在上述方法中，优选地，在步骤一中，所述过渡区S。在与流体流动方向相垂直的面 上设有进液口；所述每一个子区域在与流体流动方向相垂直的面上均设有出液口；更优选 地，流体流入导流室时，先由进液口流入过渡区S。中，然后流入对比区S内的不同的子区域 中，最后从不同的出液口流出导流室。
[0025] 在上述方法中，优选地，在步骤二中，所述过渡区S。铺置不具油水选择性的支撑 剂，该不具油水选择性的支撑剂能够使进入的混合流体充分扩散，使油水能够在对比区S 内的子区域中进行自由流动和分配；更优选地，所述不具油水选择性的支撑剂包括石英砂。
[0026] 在上述方法中，优选地，所述对比区S中的每一个子区域的尺寸均满足以下关系：
[0027] H = HS；L = Ls；ff = 1/nffs；
[0028] 式中，H为高度，L为长度，W为宽度，n为子区域的个数。
[0029] 在上述方法中，优选地，所述过渡区S。和对比区S满足以下关系：
[0030] Hso=Hs=Η导流室；LS0+LS=L导流室；Wso=Ws=W导流室；
[0031] 式中，Η为高度，L为长度，W为宽度。
[0032] 在上述方法中，优选地，在步骤五中，
[0033] 支撑剂的油相相对渗透率的计算公式为：
[0034]
[0035] 支撑剂的水相相对渗透率的计算公式为
[0036]
[0037] 式中，
[0038] k。、!^分别是支撑剂的油相相对渗透率和水相相对渗透率；
[0039] 分别是油相的流量和水相的流量；
[0040] μ。、μ"分别是油相的粘度和水相的粘度；
[0041] Ρ。、Ρ分别是混合流体流入导流室时的流入压力，以及混合流体由不同的子区域流 出导流室时，每一个子区域对应的流出压力；
[0042] H、L、W分别是支撑剂所在子区域的高度、长度和宽度。
[0043] 在上述方法中，优选地，所述Lso= (1/3-1/4)Ls;更优选地，所述Η导流室= 1. 5-3. 0cm，L导流g= 15. 0-20. 0cm，W导流室=8. 0-10. 0cm。
[0044] 在上述方法中，优选地，在步骤二中，所述铺置浓度是根据储层的导流能力计算得 到的，不同的储层有不同的特点，其对导流能力的要求也不相同，本领域技术人员能够根据 储层的实际情况，确定合适的铺置浓度。
[0045] 在上述方法中，优选地，在步骤四中，将油相和水相混合后得到混合流体时，控制 混合流体中油相和水相的体积比为1: 1。
[0046] 在上述方法中，优选地，在步骤四中，采用计量装置（可以是量筒）分别持续盛接 每一个子区域中流出的混合流体，分别得到每一个子区域对应流出混合流体中油相的流量 Q。、水相的流量Qw，其中，盛接流体的时间可以根据流体流出导流室时的流量大小进行调整， 流量大时可以缩短时间，流量小时可以延长时间；更优选地，控制计量装置持续盛接流出的 混合流体的时间为10_30min。
[0047] 在上述方法中，优选地，在步骤三中，以3500Kpa/min的速度对导流室施加闭合压 力直至达到预设的地层闭合压力，然后稳压30min。
[0048] 本发明的有益效果：
[0049] 本发明提供的技术方案填补了国内外尚无在覆压、动态条件下测试支撑选择性渗 透能力的方法这一空白，该方案能够直观而真实地反映不同支撑剂样品在相同的压力系 统、动态条件下对油相、水相的选择渗透性能，为测试覆膜砂等支撑剂的选择渗透性能，新 型选择性支撑剂的研发，选择性支撑剂在油田现场的应用提供了指导，同时为油藏数值模 拟数据的优化提供了依据；
[0050] 此外，本发明提供的技术方案对油田开发过程中的高含水问题和老井重复改造过 程中的"控水增油"问题具有一定的借鉴意义，对"控水"的原理和水的流动形态具有一定 的模拟意义。
【附图说明】
[0051] 图1为导流室的立体结构示意图；
[0052] 图2为导流室内部区域划分情况的俯视图；
[0053] 主要附图标号说明：
[0054] 1 :导流室；2 :下垫片；3 :支撑剂铺置层；4 :上垫片；5带有密封圈的盖板；6 :进液 口；7 :第一出液口；8 :第二出液口。
【具体实施方式】
[0055] 为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技 术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0056] 实施例
[0057] 本实施例提供了一种支撑剂选择性渗透能力的测试方法，