直井侧向宽带压裂测试方法及装置、相关模型制作方法

技术领域

本发明涉及直井侧向宽带压裂测试领域，特别涉及一种直井侧向宽带压裂测试方法及装置、相关模型制作方法。

背景技术

低渗/特低渗油藏储层的主要特点是物性差，微观机构复杂、孔喉细小、渗透率低、非均质性强，自然产量递减速度快，产量低，常规开发手段难以获得经济产能，一般需要进行压裂改造增产。随着储层物性变差，油田老区直井在经过常规压裂后，难以形成复杂缝网，大量剩余油分布在人工裂缝的两侧，造成增油幅度低、递减快、单井产量低、有效期短和最终采收率低，增产效果不明显。常规的重复压裂不能满足油藏的生产需求。因此，对这类油藏，可以考虑尝试宽度压裂。目前针对老区直井侧向剩余油难以动用的问题，在一些油田进行了宽带压裂试验，虽然试验成功的结果表明：合理增加带宽能够增大泄油面积，增加累积产量。但是不是所有的宽带压裂试验井都能取得成功，显然宽度压裂技术的实施需要待实施储层具备一定的适用条件，例如该储层渗透率符合宽度压裂技术的某种要求等。因此，测试储层是否适合宽度压裂是实施宽度压裂前有必要解决的一个技术问题。

发明内容

本申请发明人致力于研究宽带压裂技术实施的储层使用条件时，发现现有技术还没有针对低渗/超低渗油藏直井侧向宽带压裂渗流规律物理模拟的实验方法，无法通过物理模拟实验的方式来获取宽带侧向压裂渗流规律及适用性。如果能够通过室内物理模拟实验的方式预先研究判断储层是否适合宽度压裂将会对宽带压裂技术的实时带来很大便利。

对于物理模拟实验，目前进行最多是一维的物理模拟实验，然而一维模型只能模拟流体在孔隙介质中的线性流动，却无法考虑裂缝、井网以及注采方式的变化，这与油田实际开发情况不相符，无法实现对油井是否适合做宽带压裂进行模拟验。对于使用二维或三维模型的模拟实验多采用人工封装的填砂模型，近年来利用露头模型、采用大型物理模拟实验系统，实现了低渗、超低渗、致密储层条件下的直井、水平井等不同注入介质渗流规律的研究。但是关于直井、水平井等不同注入介质渗流规律的研究只是局限于常规压裂条件下，对于直井宽带压裂的物理模拟实验方法没有涉及过。

为了至少部分地解决现有技术存在的技术问题，发明人做出本发明，通过具体实施方式，提供一种直井侧向宽带压裂测试方法及装置、相关模型制作方法。

第一方面，本发明实施例提供一种直井体积压裂实验模型制作方法，包括：

使用岩心板制作直井井网模型；所述直井井网模型上包括根据待测油藏的井网形式、体积压裂类型与参数布置的裂缝和多个注采孔，以及压力测量点和/或电阻率测量点，所述多个注采孔中包括至少一个驱油试验注入孔和至少一个驱油试验采油孔；

对所述直井井网模型进行抽真空处理，选择至少一个注采孔作为饱和水孔向模型中注入地层水至饱和状态；

按照一排注采孔作为饱和油注入孔另一排注采孔作为饱和油采出孔的排状注采方式向所述直井井网模型中注入原油，直至饱和油采出孔中从排出水变为只排出油；

按照饱和油注入孔和饱和油采出孔交替间隔排列的交叉注采方式向所述直井井网模型中注入原油，直至模型中的原油达到饱和状态，得到能够模拟待测油藏地层条件的直井体积压裂实验模型。

在一些可选的实施例，所述使用岩心板制作直井井网模型，包括：

根据待测油藏的体积压裂类型与参数，确定要布置的裂缝类型和裂缝参数，在岩心板上布置裂缝；所述体积压裂类型包括常规压裂和宽带压裂；所述裂缝类型包括常规压裂裂缝和宽带压裂裂缝；

根据待测油藏的井网形式和选取的压力测量点的位置，确定要布置的注采孔位置并布置注采孔；其中，所述压力测量点处布置的注采孔为浅孔，其他位置的注采孔为深孔；

在压力测量点布置压力测量设备和/或在电阻率测量点布置电阻率测量设备，为所述注采孔安装注采井接头，并对裂缝进行填充；

对岩心板进行密封处理，得到直井井网模型。

在一些可选的实施例，所述根据待测油藏的体积压裂类型与参数，确定要布置的裂缝类型和裂缝参数，在岩心板上布置裂缝，包括：

根据待测油藏的体积压裂类型与裂缝数量、长度和宽度，按照比例缩放规则，确定要布置的裂缝类型、裂缝数量、长度和宽度，在岩心板上布置裂缝。

在一些可选的实施例，所述根据待测油藏的井网形式和选取的压力测量点的位置，确定要布置的注采孔位置并布置注采孔，包括：

根据待测油藏的井网形式，在岩心板的指定角落和裂缝的中间位置钻取深孔，在压力测量点钻取浅孔；

对所述深孔和浅孔进行清洗和烘干，得到布置好的注采孔。

在一些可选的实施例，对所述直井井网模型进行抽真空处理，选择至少一个注采孔作为饱和水孔向模型中注入地层水至饱和状态，包括：

检测所述直井井网模型中各个注采孔的连通性；

若连通性正常，预留至少一个注采孔作为饱和水孔，至少一个注采孔作为真空监测点，将其他注采孔作为抽真空点，通过抽真空点对所述直井井网模型进行抽真空，当根据真空监测点的检测结果确定真空度达到要求后，通过所述饱和水孔向模型中注入地层水，所述地层水被所述直井井网模型吸收直至饱和状态。

在一些可选的实施例，按照一排注采孔作为饱和油注入孔另一排注采孔作为饱和油采出孔的排状注采方式向所述直井井网模型中注入原油，直至饱和油采出孔中从排出水变为只排出油，包括：

将所述直井井网模型中第N排注采孔与驱替泵连接作为饱和油注入孔，第N+1排注采孔与计量器连接作为饱和油采出孔，其中，N和N+1为直井井网模型中的相邻两排的序号，N为奇数，少数注采孔可以自由设置为饱和油注入孔或饱和油采出孔；

从饱和油注入孔注入原油，通过驱替泵进行驱替，使所述原油被所述直井井网模型吸收，并驱使部分地层水从饱和油采出孔排出，直至饱和油采出孔中变为只排出油。

在一些可选的实施例，按照饱和油注入孔和饱和油采出孔交替间隔排列的交叉注采方式向所述直井井网模型中注入原油，直至模型中的原油达到饱和状态，得到能够模拟待测油藏地层条件的直井体积压裂实验模型，包括：

根据所述直井井网模型中注采孔的排布位置，将相邻的注采孔一个作为饱和油注入孔，另一作为饱和油采出孔，将饱和油注入孔连接驱替泵，将饱和油采出孔连接计量器；

从饱和油注入孔注入原油，通过驱替泵进行驱替，使所述原油被所述直井井网模型吸收，并驱使地层水从饱和油采出孔排出，直至饱和油采出孔中变为只排出油。

第二方面，本发明实施例提供一种直井侧向宽带压裂测试方法，包括：

在预先建立的直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型分别进行水驱采油实验；所述直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型采用如前述直井体积压裂实验模型制作方法制作；

针对所述直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型，分别确定下列特征参数中的至少一项：根据记录的所述采油孔的出水量和出油量确定驱油效率，根据压力测量点得到的压力值确定压力波及范围，根据电阻率测量点得到的电阻率值确定含油饱和度；

根据直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型的至少一个所述特征参数的大小，判断待测油藏是否适用宽带压裂。

在一些可选的实施例，根据记录的所述采油孔的出水量和出油量确定驱油效率，包括：

记录截止不同时刻所述采油孔的出水量和出油量，根据所述不同时刻出水量及出油量，绘制驱油效率对比图，得到不同时刻驱油效率。

在一些可选的实施例，根据压力测量点得到的压力值确定压力波及范围，包括：

记录不同时刻各所述压力测量点得到的压力值，根据所述不同时刻各压力测量点的压力值，绘制压力分布等压线图，根据压力分布等压线图，得到压力波及范围。

在一些可选的实施例，根据电阻率测量点得到的电阻率值确定含油饱和度，包括：

记录各所述电阻率测量点得到的电阻率值，根据所述各电阻率测量点得到的电阻率值，换算得到模型对应点位的含油饱和度。

第三方面，本发明实施例提供一种直井侧向宽带压裂测试装置，包括：

试验数据采集模块，用于获取在预先建立的直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型分别进行水驱采油实验的实验数据；所述直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型采用如前述直井体积压裂实验模型制作方法制作。

特征参数采集模块，用于针对所述直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型，基于所述实验数据分别确定下列特征参数中的至少一项：根据记录的所述采油孔的出水量和出油量确定驱油效率，根据压力测量点得到的压力值确定压力波及范围，根据电阻率测量点得到的电阻率值确定含油饱和度。

宽带压裂分析模块，用于根据直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型的至少一个所述特征参数的大小，判断待测油藏是否适用宽带压裂。

第四方面，本发明实施例提供一种直井体积压裂实验模型，使用如前述的直井体积压裂实验模型制作方法制作。

第五方面，本发明实施例提供一种如前述的直井体积压裂实验模型制作方法在直井体积压裂实验模型制作中的应用。

第六方面，本发明实施例提供一种如前述的直井侧向宽带压裂测试方法在直井侧向宽带压裂适用性测试中的应用。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的一种直井体积压裂实验模型制作方法，在制作实验模型时，先对模型中饱和地层水处理，再通过异步注采的方式，对模型进行饱和油处理，至原油含量达到饱和度状态，从而能够使得实验用岩心中的地层水和原油含量更接近真实的油藏，得到更贴近真实油藏储层条件的试验模型，相比单相驱替处理得到物理模拟模型而言，该模型能够更好的模拟真实的油藏储层条件，对实际情况的模拟能力更强，能够模拟更加真实的现场环境，从而提高了下一步实验的准确性和适用性。

本发明实施例提供一种直井侧向宽带压裂测试方法，通过采集直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型进行水驱实验得到的压力值、电阻率值、出油量和出水量等试验数据，选择驱油效率、压力波及范围、含油饱和度等特征参数中的一项或几项，来判断待测油藏是否适用宽带压裂，能够从不同角度得出是否适合进行宽带压裂的结论，并相互比较验证，比单纯依靠压力值得出的结论更加可靠，提高了直井侧向宽带压裂测试的可靠性和准确性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中直井体积压裂实验模型制作方法流程图；

图2a为本发明实施例中常规压裂模型注采孔和测压点分布图；

图2b为本发明实施例中宽带压裂模型注采孔和测压点分布图；

图3a为本发明实施例中常规压裂模型实物图；

图3b为本发明实施例中宽带压裂模型实物图；

图4为本发明实施例中多点抽真空饱和水示意图；

图5a为本发明实施例中排状注采饱和油实验示意图；

图5b为本发明实施例中交叉注采饱和油实验示意图；

图6为本发明实施例中直井体积压裂实验模型制作方法的一种具体实现过程流程图；

图7为本发明实施例中宽带压裂井网示意图；

图8为本发明实施例中联通性测试示意图；

图9为本发明实施例中直井侧向宽带压裂测试方法流程图；

图10为本发明实施例中直井侧向宽带压裂测试方法的一种具体实现过程流程图；

图11a为本发明实施例中常规压裂驱替5小时压力分布图；

图11b为本发明实施例中常规压裂驱替18小时压力分布图；

图11c为本发明实施例中常规压裂驱替47小时压力分布图；

图11d为本发明实施例中常规压裂驱替78小时压力分布图；

图12a为本发明实施例中宽带压裂驱替5小时压力分布图；

图12b为本发明实施例中宽带压裂驱替18小时压力分布图；

图12c为本发明实施例中宽带压裂驱替47小时压力分布图；

图12d为本发明实施例中宽带压裂驱替78小时压力分布图；

图13为本发明实施例中常规压裂模型和宽带压裂模型驱油效率对比图；

图14为本发明实施例中直井侧向宽带压裂测试装置框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了解决现有技术中存在的的问题，本发明实施例提供一种方法，。

实施例一

本发明实施例一提供一种直井体积压裂实验模型制作方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：

步骤S11：使用岩心板制作直井井网模型；直井井网模型上包括根据待测油藏的井网形式、体积压裂类型与参数布置的裂缝和多个注采孔，以及压力测量点和/或电阻率测量点，多个注采孔中包括至少一个驱油试验注入孔和至少一个驱油试验采油孔；

采集岩心，将岩心加工成直井井网模型所需大小的岩心板；

根据待测油藏的井网形式、体积压裂类型与参数确定如何在岩心板上布置裂缝、注采孔以便更好的模拟真实的裂缝和采油井，以及如何布置压力测量点和电阻率测量点以便更好的测量压力和电阻率等数据。可以利用油藏水驱油物理模拟相似准则和相似原理，将待测油藏的井网形式、体积压裂参数换算到与岩心模型的大小匹配，得到直井井网模型的参数；其中待测油藏的井网形式包括井间距离和采油井的位置关系等、体积压裂类型包括常规压裂和宽度压裂，体积压裂参数包括裂缝数量、裂缝长度、裂缝宽度等，直井井网模型的参数包括模型中要布置的注采孔的位置关系和孔间距离、要模拟的体积压裂类型、要布置的裂缝数量、裂缝长度、裂缝宽度等；

根据直井井网模型的参数，设计直井井网模型注采孔、裂缝数量、裂缝长度、裂缝宽度；所设计的裂缝、注采孔参照图2a和图2b所示，其中，图2a是体积压裂类型为常规压裂时的直井井网模型设计示例图，图2b是体积压裂类型为宽带压裂时的直井井网模型设计示例图，黑色实心圆点表示注采孔，右上角的标注“注入点”的注采孔为驱油试验注入孔，左上角和中间的标注“采出点”的注采孔为驱油试验采油孔，其中，图2a为常规压裂，压裂裂缝在模型中用一条裂缝表示，图2b为宽带压裂裂缝，压裂裂缝在模型中用平行裂缝和垂直裂缝表示，用垂直裂缝表示侧向压裂出来的次级裂缝，比平行裂缝更接近真实情况。

根据待测油藏的井网形式，在岩心板的指定角落和裂缝的中间位置钻取深孔，在压力测量点钻取浅孔；

深孔中包括至少一个驱油试验注入孔和至少一个驱油试验采油孔。

根据观测需要，在模型上的不同位置设计压力监测点和电阻率监测点的位置；

分别在两块岩心板上的采出孔周围布置裂缝，分别模拟常规压裂和宽带压裂裂缝。采出孔周围布置裂缝模拟宽带压裂裂缝，裂缝长度及宽度根据相似原理进行设计。其中相似原理是根据油藏水驱油物理模拟相似准则推导出来的。

布置裂缝和注采孔的直井井网模型参照图3a和图3b所示，其中图3a是常规压裂模型，图3b是宽度压裂模型。

步骤S12：对直井井网模型进行抽真空处理，选择至少一个注采孔作为饱和水孔向模型中注入地层水至饱和状态；

对模型抽真空，以便模型可以吸入地层水至自然饱和状态。由于露头模型体积大，渗透率低，模型封装后只有预留的注采孔与外界联通，常规的方法无法对大模型进行抽真空及饱和水处理，因此采用多点抽真空饱和水的方法。

从注采孔中，选择多个孔作为抽真空点，选择至少一个饱和水点，接通抽真空点，抽真空岩心模型至预设真空状态，然后将饱和水点接通地层水，至水饱和状态；

例如，在模型的两端保留两个注采孔安装真空表，以观察真空度的变化。选择多个注采孔为抽真空点，进行抽真空，保证不同位置真空度都很高，并预留至少一个注采孔为饱和水点。

例如，参照图4所示，将岩心板进行抽真空。抽真空时选择多个孔作为抽真空点，进行抽真空，保证不同位置真空度都很高。为了观察真空度的变化，在岩心板的两端选择两个注采孔安装真空表，作为真空监测点。预留两个孔作为饱和水点。

饱和水点通过管道与地层水接通。例如，在大气压下，地层水进入模型被抽真空的孔隙。当模型整体真空度恢复到大气压力时，模型达到饱和完全状态。

步骤S13：按照一排注采孔作为饱和油注入孔另一排注采孔作为饱和油采出孔的排状注采方式向直井井网模型中注入原油，直至饱和油采出孔中从排出水变为只排出油；这一过程称为排状注采，参照图5a图所示的排状注采管道连接，图中纵向为一排，其中，排状注采指一排孔注入，一排孔采出。饱和油的过程就是以油驱水的过程，当排状注采没有水再被驱替出来时候，换成交叉注采，直到饱和油完成。

步骤S14：按照饱和油注入孔和饱和油采出孔交替间隔排列的交叉注采方式向所述直井井网模型中注入原油，直至模型中的原油达到饱和状态，得到能够模拟待测油藏地层条件的直井体积压裂实验模型。

其中，交叉注采指的是，根据所述直井井网模型中注采孔的排布位置，将相邻的注采孔一个作为饱和油注入孔，另一作为饱和油采出孔，将饱和油注入孔连接驱替泵，将饱和油采出孔连接计量器，少数注采孔(比如位置分散、不方便归属到某一排的注采孔)可以自由设置为饱和油注入孔或饱和油采出孔；

交叉注采参照图5b所示的交叉注采的管道连接，图中纵向为一排，横向为一列。从左起第一排有编号为采2、14、18的注采孔。采2与驱替泵连接，为饱和油注入孔，与采2在横、纵方向上相邻的注采孔有13、14，则与采2相邻的13、14为饱和油采出孔，13、14与计量器连接。因为13为饱和油采出孔，并且在横、纵方向上与13相邻的注采孔有采2、12、9，则采2、12、9都是饱和油注入孔，采2、12、9与驱替泵连接。大部分注采孔都按上述规则分别与驱替泵或计量器连接，成为饱和油注入孔或饱和油采出孔。少数注采孔可以自由设置为饱和油注入孔或饱和油采出孔，例如图5b中注采孔4与驱替泵连接，是饱和油注入孔，在横、纵方向上与4相邻的注采孔有8、注、7，其中8和注是饱和油采出孔，与4交替间隔排列，7是饱和油注入孔，没有和4交替。

其中，步骤S13和步骤S14的方法构成异步注采。

通过实验对比单相驱替和异步注采的饱和油效果，实验数据显示，通过排状注采方式饱和油量为120ml，改为交叉注采饱和油量为140ml，饱和量增加20ml，含油饱和度增加7％。

由于排状注采只是单相驱替，对实际情况的模拟存在较大局限性，所以需要采用异步注采的方式，即在排状注采之后，再用交叉注采的方式，提高模型的含油饱和度，模拟更加真实的现场环境。

通过异步注采的方式，将模型饱和油至地层原始含油饱和度，相比水驱单相直井宽带压裂的物理模拟模型，本发明提供的物理模拟模型对实际情况的模拟能力更强，能够模拟更加真实的现场环境，从而提高了下一步实验的准确性和适用性。

实施例二

本发明实施例二提供一种直井体积压裂实验模型制作方法的一种具体实现过程，其流程如图6所示，包括如下步骤：

步骤S21：根据待测油藏的体积压裂类型与参数，确定要布置的裂缝类型和裂缝参数，在岩心板上布置裂缝；体积压裂类型包括常规压裂和宽带压裂；裂缝类型包括常规压裂裂缝和宽带压裂裂缝；

例如，待测油藏实际宽带压裂的宽度及井网形式如图7所示，圆点表示井，500m、150m和273m为井间直线距离，30-40m为常规压裂裂缝宽度，60-80m为宽度压裂裂缝宽度，老裂缝是指老井开始生产时采用的常规压裂的方式，生产过程中发现裂缝宽度窄，两侧剩余油不能波及到，后采用宽带压裂方式，对老井进行二次压裂。

采集岩心，将岩心加工成直井井网模型预设大小的岩心板；

根据待测油藏的井网形式、体积压裂类型与参数确定如何在岩心板上布置裂缝、注采孔以便更好的模拟真实的裂缝和采油井，以及如何布置压力测量点和电阻率测量点以便更好的测量压力和电阻率等数据。可以利用油藏水驱油物理模拟相似准则和相似原理，将待测油藏的井网形式、体积压裂参数换算到与岩心模型的大小匹配，得到直井井网模型的参数；其中待测油藏的井网形式包括井间距离和采油井的位置关系等、体积压裂类型包括常规压裂和宽度压裂，体积压裂参数包括裂缝数量、裂缝长度、裂缝宽度等，直井井网模型的参数包括模型中要布置的注采孔的位置关系和孔间距离、要模拟的体积压裂类型、要布置的裂缝数量、裂缝长度、裂缝宽度等；

在一些可选的实施例中，根据待测油藏的体积压裂类型与裂缝数量、长度和宽度，按照比例缩放规则，确定要布置的裂缝类型、裂缝数量、长度和宽度，在岩心板上布置裂缝。

例如，分别在两块直井井网模型上的采出孔周围布置裂缝，分别模拟常规压裂和宽带压裂裂缝。采出孔周围布置裂缝模拟宽带压裂裂缝，裂缝长度及宽度根据相似原理进行设计。其中相似原理是根据油藏水驱油物理模拟相似准则推导出来的，用于确定模型参数与油藏参数进行转换的关系。

布置裂缝和注采孔的直井井网模型如图3a和图3b所示，其中图3a是常规压裂模型，图3b是宽度压裂模型。

步骤S22：根据待测油藏的井网形式和选取的压力测量点的位置，确定要布置的注采孔位置并布置注采孔；其中，压力测量点处布置的注采孔为浅孔，其他位置的注采孔为深孔；

根据直井井网模型的参数，设计直井井网模型注采孔、裂缝数量、裂缝长度、裂缝宽度；所设计的裂缝、注采孔参照图2a和图2b所示，黑色实心圆点表示注采孔，右上角的标注“注入点”的注采孔为驱油试验注入孔，左上角和中间的标注“采出点”的注采孔为驱油试验采油孔，其中，图2a为常规压裂，压裂裂缝在模型中用一条裂缝表示，图2b为宽带压裂裂缝，压裂裂缝在模型中用平行裂缝和垂直裂缝表示，用垂直裂缝表示侧向压裂出来的次级裂缝，比平行裂缝更接近真实情况。

在一些可选的实施例中，根据待测油藏的井网形式，在岩心板的指定角落和裂缝的中间位置钻取深孔，在压力测量点钻取浅孔；

深孔中包括至少一个驱油试验注入孔和至少一个驱油试验采油孔。

例如，在直井井网模型的左上角、右上角和裂缝的中间钻取深孔，其中，包括至少一个驱油试验注入孔和至少一个驱油试验采油孔。为了避免测压点对渗流场的影响和方便模型的制作，在压力测量点钻取浅孔。

在一些可选的实施例中，对所述深孔和浅孔进行清洗和烘干，得到布置好的注采孔。

用水将钻孔过程中产生的石屑冲洗干净后，待模型表面水分自然蒸发后，将模型放入的恒温箱中若干小时，然后从恒温箱中取出模型，在空气中静置等待其自然冷却至室温。例如，用水将上一步钻孔过程中产生的石屑冲洗干净后，静置一段时间后放入的恒温箱中24小时，以加快蒸发冲洗产生的残留水，去除模型中的水分对实验的影响。恒温箱内温度可设置在80摄氏度到100摄氏度之间。

步骤S23：在压力测量点布置压力测量设备和/或在电阻率测量点布置电阻率测量设备，为注采孔安装注采井接头，并对裂缝进行填充；

根据观测需要，在模型上的不同位置设计压力监测点和电阻率监测点的位置；

在压力测量点布置压力测量设备和/或在电阻率测量点布置电阻率测量设备，为所述注采孔安装注采井接头，并对裂缝进行填充；

例如，压力测量设备可为压力传感器，电阻率测量设备可为电阻率应变片，压力测量设备和电阻率测量设备的数据，都可以被电脑实时读取，并记录压力值和对应的时刻、电阻率值和对应的时刻。用一定目数的石英砂和胶水混合。其中胶水需要在加温加压等过程中不会发生裂开，不是所有胶水都能达到上述效果，选择胶水的过程需要进行大量实验，以测试胶水的性能是否在加温加压等过程中不会发生裂开。本发明实施例，经过大量实验，对比效果之后，选择环氧树脂粘结剂作为胶水。把石英砂和胶水的混合物均匀地填充到裂缝中。

步骤S24：对岩心板进行密封处理，得到直井井网模型。

例如，在裂缝的上下两端用云石胶封住。同时运用云石胶将压力传感器与注入井、采出井接头粘在对应的钻孔中，将电阻率应变片贴在模型背面，并做好密封，这样可以避免封装模型专用胶流入钻孔中对实验造成干扰。组装好封装模型的模具，并将模型放入摸具中用封装模型专用胶封装模型，等待模型固化后拆掉摸具，得到直井井网模型。

步骤S21-S24实现了使用岩心板制作直井井网模型。

步骤S25：检测直井井网模型中各个注采孔的连通性；

例如，用氮气瓶测试注采孔和测压孔的联通性，避免模型制作过程中将测压点和注采点堵塞后对实验结果造成错误的判断。如图8所示，

若连通性正常，则进行抽真空处理。

步骤S26：若连通性正常，预留至少一个注采孔作为饱和水孔，至少一个注采孔作为真空监测点，将其他注采孔作为抽真空点，通过抽真空点对直井井网模型进行抽真空，当根据真空监测点的检测结果确定真空度达到要求后，通过饱和水孔向模型中注入地层水，地层水被直井井网模型吸收直至饱和状态。

对直井井网模型进行抽真空处理，选择至少一个注采孔作为饱和水孔向模型中注入地层水至饱和状态；

对模型抽真空，以便模型可以吸入地层水至自然饱和状态。由于露头模型体积大，渗透率低，模型封装后只有预留的注采孔与外界联通，常规的方法无法对大模型进行抽真空及饱和水处理，因此采用多点抽真空饱和水的方法。

从注采孔中，选择多个孔作为抽真空点，选择至少一个孔作为饱和水点，接通抽真空点，抽真空岩心模型至预设真空状态，然后将饱和水点接通地层水，至水饱和状态；

例如，在模型的两端保留两个注采孔安装真空表，以观察真空度的变化。选择多个注采孔为抽真空点，进行抽真空，保证不同位置真空度都很高，并预留至少一个注采孔为饱和水点。

例如，如图4所示，将岩心板进行抽真空。抽真空时选择多个孔作为抽真空点，进行抽真空，保证不同位置真空度都很高。为了观察真空度的变化，在岩心板的两端选择两个注采孔安装真空表，作为真空监测点。预留两个孔作为饱和水点。

饱和水点通过管道与地层水接通。例如，在大气压下，地层水进入模型被抽真空的孔隙。当模型整体真空度恢复到大气压力时，模型达到饱和完全状态。

步骤S27：按照一排注采孔作为饱和油注入孔另一排注采孔作为饱和油采出孔的排状注采方式向直井井网模型中注入原油，直至饱和油采出孔中从排出水变为只排出油。这一步方法称为排状注采，参照图5a图所示的排状注采的管道连接，其中，排状注采指一排孔注入，一排孔采出。饱和油的过程就是以油驱水的过程，当排状注采没有水再被驱替出来时候，换成交叉注采，直到没有水驱出来，饱和油完成。其中，将模型放置在大型露头模型高压夹持器内饱和油。

在一些可选的实施例中，按照一排注采孔作为饱和油注入孔另一排注采孔作为饱和油采出孔的排状注采方式向所述直井井网模型中注入原油，直至饱和油采出孔中从排出水变为只排出油，包括：

将所述直井井网模型中第N排注采孔与驱替泵连接作为饱和油注入孔，第N+1排注采孔与计量器连接作为饱和油采出孔，其中，N和N+1为直井井网模型中的相邻两排的序号，N为奇数，少数注采孔可以自由设置为饱和油注入孔或饱和油采出孔；

从饱和油注入孔注入原油，通过驱替泵进行驱替，使所述原油被所述直井井网模型吸收，并驱使部分地层水从饱和油采出孔排出，直至饱和油采出孔中变为只排出油。

步骤S28：按照饱和油注入孔和饱和油采出孔交替间隔排列的交叉注采方式向直井井网模型中注入原油，直至模型中的原油达到饱和状态，得到能够模拟待测油藏地层条件的直井体积压裂实验模型。交叉注采参照图5b所示的交叉注采的管道连接。其中，将模型放置在大型露头模型高压夹持器内饱和油。

在一些可选的实施例中，按照饱和油注入孔和饱和油采出孔交替间隔排列的交叉注采方式向所述直井井网模型中注入原油，直至模型中的原油达到饱和状态，得到能够模拟待测油藏地层条件的直井体积压裂实验模型，包括：

根据所述直井井网模型中注采孔的排布位置，将相邻的注采孔一个作为饱和油注入孔，另一作为饱和油采出孔，将饱和油注入孔连接驱替泵，将饱和油采出孔连接计量器，少数注采孔可以自由设置为饱和油注入孔或饱和油采出孔；

从饱和油注入孔注入原油，通过驱替泵进行驱替，使所述原油被所述直井井网模型吸收，并驱使地层水从饱和油采出孔排出，直至饱和油采出孔中变为只排出油。

其中，交叉注采指的是，根据所述直井井网模型中注采孔的排布位置，将相邻的注采孔一个作为饱和油注入孔，另一作为饱和油采出孔，将饱和油注入孔连接驱替泵，将饱和油采出孔连接计量器，少数注采孔可以自由设置为饱和油注入孔或饱和油采出孔；

交叉注采参照图5b所示的交叉注采的管道连接，图中纵向为一排，横向为一列。从左起第一排有编号为采2、14、18的注采孔。采2与驱替泵连接，为饱和油注入孔，与采2在横、纵方向上相邻的注采孔有13、14，则与采2相邻的13、14为饱和油采出孔，13、14与计量器连接。因为13为饱和油采出孔，并且在横、纵方向上与13相邻的注采孔有采2、12、9，则采2、12、9都是饱和油注入孔，采2、12、9与驱替泵连接。大部分注采孔都按上述规则分别与驱替泵或计量器连接，成为饱和油注入孔或饱和油采出孔。少数注采孔可以自由设置为饱和油注入孔或饱和油采出孔，例如图5b中注采孔4与驱替泵连接，是饱和油注入孔，在横、纵方向上与4相邻的注采孔有8、注、7，其中8和注是饱和油采出孔，与4交替间隔排列，7是饱和油注入孔，没有和4交替。

其中，步骤S27和步骤S28的方法构成异步注采，

通过实验对比单相驱替和异步注采的饱和油效果，实验数据显示，通过排状注采方式饱和油量为120ml，改为交叉注采饱和油量为140ml，饱和量增加20ml，含油饱和度增加7％。

由于排状注采只是单相驱替，对实际情况的模拟存在较大局限性，所以需要采用异步注采的方式，即在排状注采之后，再用交叉注采的方式，提高模型的含油饱和度，模拟更加真实的现场环境。

通过异步注采的方式，将模型饱和油至地层原始含油饱和度，相比水驱单相直井宽带压裂的物理模拟模型，本发明提供的物理模拟模型对实际情况的模拟能力更强，能够模拟更加真实的现场环境，从而提高了下一步实验的准确性和适用性。

实施例三

本发明实施例三提供一种直井侧向宽带压裂测试方法，其流程如图9所示，包括如下步骤：

步骤S31：在预先建立的直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型分别进行水驱采油实验；直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型采用如前述直井体积压裂实验模型制作方法制作。

步骤S32：针对直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型，分别确定下列特征参数中的至少一项：根据记录的采油孔的出水量和出油量确定驱油效率，根据压力测量点得到的压力值确定压力波及范围，根据电阻率测量点得到的电阻率值确定含油饱和度。

根据记录的所述采油孔的出水量和出油量确定驱油效率，可以是记录截止不同时刻所述采油孔的出水量和出油量，根据所述不同时刻出水量及出油量，绘制驱油效率对比图，得到不同时刻驱油效率。

使用流体计量器自动采集出水量及出油量并记录数据，使用电脑自动采集压力值及电阻率值并保存数据。例如，流体计量器可为液体自动收集器，这一装置为本物理模拟实验的创新系统，以往的出液量采集由人工来完成。与小岩心水驱油相比较，大模型水驱油过程时间长，耗费人力，且由于疏忽会造成计量不及时，错过最佳数据记录时间。为解决前述问题，本发明实施例采用了液体自动采集系统，可根据实验的需要设定收集出液量的时间，每个时间段完成收集后，可自动移动出液管进行下一时间段出液量的收集。既能节省人力，也能保证按时按需完成关键数据采集，提高实验数据的可靠性。

根据压力测量点得到的压力值确定压力波及范围，可以是记录不同时刻各所述压力测量点得到的压力值，根据所述不同时刻各压力测量点的压力值，绘制压力分布等压线图，根据压力分布等压线图，得到压力波及范围。

根据电阻率测量点得到的电阻率值确定含油饱和度，可以是记录各所述电阻率测量点得到的电阻率值，根据所述各电阻率测量点得到的电阻率值，换算得到模型对应点位的含油饱和度。

使用压力测量设备得到不同时刻不同压力测量点的压力值，压力测量设备可为压力传感器，使用电阻率测量设备得到不同电阻率测量点的电阻率值，电阻率测量设备可为电阻率应变片，压力测量设备和电阻率测量设备的数据，都可以被电脑实时读取，并记录压力值和对应的时刻、电阻率值和对应的时刻。

步骤S33：根据直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型的至少一个所述特征参数的大小，判断待测油藏是否适用宽带压裂。

例如，比较常规压裂模型和宽带压裂模型的压力波及范围，驱油效率、含油饱和度。若宽带压裂模型的压力波及范围更大，驱油效率更高、含油饱和度更低，则说明待测油田采用宽带压裂的驱油效果更好，采收率更高，待测油田适于进行宽带压裂。

可以基于压力波及范围，驱油效率、含油饱和度中的一个或几个来进行判断，多个参数一起判断时能获得更准确的判断结果且能彼此互相验证。比如，如果只观测压力影响范围，只能从压力波及范围测试，缺乏对测试结果的验证，存在较大不确定性，并且缺乏对提高采收率进行分析的支持，通过采集压力值、电阻率值、出油量和出水量，能够从多个角度得出是否适合进行宽带压裂的结论，并相互比较验证，比单纯依靠压力值得出的结论更加可靠，提高了直井侧向宽带压裂测试的可靠性和准确性。而且通过对驱油效率的分析，可以对提高采收率进行分析。本发明实施例采用了液体自动采集系统统计出水量及出油量，可根据实验的需要设定收集出液量的时间，每个时间段完成收集后，可自动移动出液管进行下一时间段出液量的收集。既能节省人力，也能保证按时按需完成关键数据采集，提高实验数据的可靠性。

实施例四

本发明实施例四提供一种直井侧向宽带压裂测试方法的一种具体实现过程，以通过驱油效率、压力波及范围、含油饱和度等多个参数共同来判断待测油藏是否适用宽带压裂，其流程如图10所示，包括如下步骤：

步骤S41：建立直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型。其中，直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型采用如前述直井体积压裂实验模型制作方法制作。

步骤S42：在预先建立的直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型分别进行水驱采油实验。

步骤S43：记录不同时刻出水量和出油量、压力值、电阻率值。

在一些可选的实施例中，记录截止不同时刻所述采油孔的出水量和出油量，根据所述不同时刻出水量及出油量，绘制驱油效率对比图，得到不同时刻驱油效率。

使用压力测量设备得到不同时刻不同压力测量点的压力值，压力测量设备可为压力传感器，使用电阻率测量设备得到不同电阻率测量点的电阻率值，电阻率测量设备可为电阻率应变片，压力测量设备和电阻率测量设备的数据，都可以被电脑实时读取，并记录压力值和对应的时刻、电阻率值和对应的时刻。

使用流体计量器自动采集出水量及出油量并记录数据，使用电脑自动采集压力值及电阻率值并保存数据。

例如，流体计量器可为液体自动收集器，这一装置为本物理模拟实验的创新系统，以往的出液量采集由人工来完成。与小岩心水驱油相比较，大模型水驱油过程时间长，耗费人力，且由于疏忽会造成计量不及时，错过最佳数据记录时间。为解决前述问题，本发明实施例采用了液体自动采集系统，可根据实验的需要设定收集出液量的时间，每个时间段完成收集后，可自动移动出液管进行下一时间段出液量的收集。既能节省人力，也能保证按时按需完成关键数据采集，提高实验数据的可靠性。

步骤S44：根据记录的采油孔的出水量和出油量确定驱油效率，根据压力测量点得到的压力值确定压力波及范围，根据电阻率测量点得到的电阻率值确定含油饱和度。

记录截止不同时刻所述采油孔的出水量和出油量，根据所述不同时刻出水量及出油量，绘制驱油效率对比图，得到不同时刻驱油效率。

在一些可选的实施例中，记录不同时刻各所述压力测量点得到的压力值，根据所述不同时刻各压力测量点的压力值，绘制压力分布等压线图，根据压力分布等压线图，得到压力波及范围。

根据不同时刻不同监测点的压力值，分别绘制常规压裂模型和宽带压裂模型的压力分布等压线图。

根据不同时刻不同监测点的压力值，分别绘制常规压裂模型和宽带压裂模型的压力分布等压线图，根据不同时刻出水量及出油量，绘制驱油效率对比图。

在一些可选的实施例中，记录各所述电阻率测量点得到的电阻率值，根据所述各电阻率测量点得到的电阻率值，换算得到模型对应点位的含油饱和度。

步骤S45：根据直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型的至少一个所述特征参数的大小，判断待测油藏是否适用宽带压裂。

例如，比较常规压裂模型和宽带压裂模型的压力波及范围，驱油效率、含油饱和度。若宽带压裂模型的压力波及范围更大，驱油效率更高、含油饱和度更低，则说明待测油田采用宽带压裂的驱油效果更好，采收率更高，待测油田适于进行宽带压裂。

若相对常规压裂模型，宽带压裂模型的压力波及范围更大，驱油效率更高、含油饱和度更低，则说明待测油田采用宽带压裂的驱油效果更好，待测油田适于进行宽带压裂。若相对常规压裂模型，宽带压裂模型的压力波及范围、驱油效率、含油饱和度没有明显优势，则说明待测油田采用宽带压裂的驱油效果不比采用常规压裂更好，待测油田进行宽带压裂的效果并不显著。

通过采集压力值、电阻率值、出油量和出水量，能够从多个角度得出是否适合进行宽带压裂的结论，并相互比较验证，比单纯依靠压力值得出的结论更加可靠，提高了直井侧向宽带压裂测试的可靠性和准确性。

例如，根据长庆油田某井组的基础参数，设计了常规压裂及宽带压裂的室内物理模型，如图11a、11b、11c、11d和图12a、12b、12c、12d。并进行驱替实验，对实验测得的压力分布进行分析。

图11a、11b、11c、11d为常规压裂压力分布等压线图，图11a、11b、11c、11d分别为驱替开始后5小时、18小时、47小时、78小时的压力分布情况，等压线图上的横纵坐标表示长度，等压线上压力值和右侧等压线标尺的单位为Mpa，图12a、12b、12c、12d为宽度压裂压力分布等压线图，图12a、12b、12c、12d分别为驱替开始后5小时、18小时、47小时、78小时的压力分布情况，等压线图上的横纵坐标表示长度，等压线上压力值和右侧等压线标尺的单位为Mpa。

由图11a、11b、11c、11d和图12a、12b、12c、12d可以看出，在渗流状态由非稳态到稳态的变化过程中，注水井附近压力梯度逐渐变小(图右上角中等压线由密集逐渐变稀疏)，采出井附近压力梯度逐渐变大(等压线由稀疏逐渐变密集)。这是由于启动压力度的存在，使得在驱替刚开始时在注水井附近形成局部的高压区，随着流动时间的延长，压力逐渐向采出井附近传播。压力优先于沿注水井与裂缝前端的方向传播，然后再沿着裂缝方向采出井方向传播，裂缝的存在相当于缩短了渗流距离，使得裂缝周围压力梯度增大(裂缝周围等压线逐渐变密集)。

结合非线性渗流曲线，分析宽带压裂压力波及范围及动用程度。通过非线性渗流曲线可以确定，压力多大时候模型里面的油可以驱替出来，设此时的压力值为P。压力值P确定后，结合模型等压线图，低于P的压力范围内油不可动用，高于P值得区域可以动用。其中，关于非线性渗流曲线，作以下说明，中高渗透储层中，由于孔隙尺度大，边界层占渗流空间的比例很小，因而其对渗流的影响可被忽略；但对于特低渗透储层，其内部孔喉细小，结构复杂，再加上黏土矿物的影响，固液边界层对渗流的影响会大大增强，由此引起了偏于经典达西定律的渗流规律，表现出非线性渗流特征，体现非线性渗流特征的曲线即为非线性渗流曲线。

通过对比图11d和图12d可以看出，由于经过78小时驱替，宽带压裂模型压力波及的范围更大，侧向压降漏斗更大，动用程度更大，更有利于流体的采出，稳定所需时间更短。因此，待测油田采用宽带压裂的驱油效果更好，待测油田适于进行宽带压裂。

根据不同时刻出水量及出油量，分别计算两种模型的驱油效率，绘制两个模型驱油效率对比图

参照图13所示，横轴代表驱替时间，单位小时，纵轴代表驱油效率，单位％，

本实施例中是以驱油效率、波及范围、含油饱和度综合判断衡量，在实际应用中，也可以只用其中两个，或者其中一个。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种直井侧向宽带压裂测试装置，其结构如图14所示，包括：

试验数据采集模块101，用于获取在预先建立的直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型分别进行水驱采油实验的实验数据；所述直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型采用如前述直井体积压裂实验模型制作方法制作；其中，实验数据包括记录的所述采油孔的出水量和出油量，压力测量点得到的压力值，电阻率测量点得到的电阻率值。

特征参数采集模块102，用于针对所述直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型，基于所述实验数据分别确定下列特征参数中的至少一项：根据记录的所述采油孔的出水量和出油量确定驱油效率，根据压力测量点得到的压力值确定压力波及范围，根据电阻率测量点得到的电阻率值确定含油饱和度；

宽带压裂分析模块103，用于根据直井常规压裂实验模型和直井侧向宽带压裂实验模型的至少一个所述特征参数的大小，判断待测油藏是否适用宽带压裂。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种直井体积压裂实验模型，使用如前述的直井体积压裂实验模型制作方法制作。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种如前述的直井体积压裂实验模型制作方法在直井体积压裂实验模型制作中的应用。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种如前述的直井侧向宽带压裂测试方法在直井侧向宽带压裂适用性测试中的应用。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。