[發明專利]一種氣體測試致密儲層縫網導流能力的導流室及其工作方法

在審

• 申請號: 201410794850.3
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104564043A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 溫慶志;高金劍;羅明良;劉華;劉欣佳;王峰;王淑婷;段曉飛
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種氣體測試致密儲層縫網導流能力的導流室，其特征在于，該導流室包括上下貫通設置測試槽、在所述測試槽的頂部設置的密封頂板和在所述測試槽的底部設置的密封底板；測試槽用來安置待測試的縫網結構及鋪砂層，所述測試槽水平截面為正方形，所述測試槽的內邊長為250～300mm，所述測試槽厚度為25～30mm；在測試槽的每個側面上均設置有進氣口與測壓口，所述進氣口與API導流能力測試儀的進氣口相連，所述測壓口與API導流能力測試儀測壓口相連；在所述密封底板貫通設置有射孔的模擬井筒，所述模擬井筒的直徑為8～11mm，所述模擬井筒的表面設置有射孔，在模擬井筒頂端設置有濾網；在所述模擬井筒的底部設置有用于測試出口壓力的出氣口。

2.根據權利要求1所述一種氣體測試致密儲層縫網導流能力的導流室，其特征在于，所述測壓口直徑與API導流能力測試儀測壓口直徑相適應。

3.根據權利要求1所述一種氣體測試致密儲層縫網導流能力的導流室，其特征在于，所述測壓口直徑為6.35mm；所述進氣口的直徑為5～8mm。

4.根據權利要求1所述一種氣體測試致密儲層縫網導流能力的導流室，其特征在于，所述密封頂板包括頂板和上密封塞，所述密封底板包括底板和下密封塞。

5.根據權利要求1所述一種氣體測試致密儲層縫網導流能力的導流室，其特征在于，在所述密封底板的中心貫通設置有模擬井筒。

6.根據權利要求1所述一種氣體測試致密儲層縫網導流能力的導流室，其特征在于，所述密封頂板和密封底板的厚度均為10～15mm；所述上密封塞的厚度為40～50mm；所述下密封塞的厚度為20～25mm。

7.根據權利要求1所述一種氣體測試致密儲層縫網導流能力的導流室，其特征在于，在所述上密封塞和下密封塞的表面設置有密封槽，在所述密封槽內設置有密封膠片，所述密封膠片的厚度為5～7mm。

8.利用如權利要求1-6任意一項所述導流室測試致密儲層裂縫網絡導流能力的方法，包括以下步驟：

(1)選取地層巖石，即頁巖或致密砂巖，將所述地層巖石加工成板狀巖心；

(2)根據預設的縫網結構，將所述板狀巖心橫向和縱向切割成不同的小段，并裝入測試槽中；

(3)通過添加支撐劑，構造裂縫條數和縫網結構：即通過添加不同粒徑的支撐劑或采用不同的鋪砂濃度來實現對裂縫網絡縫寬的控制；

(4)安裝好所述導流室，將所述四個進氣口與API導流能力測試儀的進氣口相連；

(5)打開API導流測試儀的數據采集與控制系統，對所述導流室加壓至預設閉合壓力，所述閉合壓力是指作用在裂縫壁面上使裂縫閉合的力，通常等于最小主應力；在所述導流室安放位移計，初始值為0；

(6)保持在預設閉合壓力條件下，向所述進氣口同時進氣，同時測量所述導流室內的邊界壓力，當四個測壓口測得壓力相同時，則判斷所述導流室處于穩定狀態，開始實驗，采集數據；

(7)打開外部計算機，實驗過程中所有的數據通過數據采集裝置傳輸到計算機中：即獲得進氣口流量、測壓口測得的邊界壓力，出氣口流量，出氣口壓力，位移計讀數；

(8)所述氣體流動狀態為徑向流，根據面積相等，算出矩形槽的擬半徑為根據徑向流公式與導流能力公式推導出縫網結構導流能力計算公式，

裂縫網絡導流能力的計算公式采用：

kfwf=Qμwfln[a/(rwπ)]2πh(pe-po)---(i)]]>

w_f—有效縫寬，此有效縫寬為折算縫寬，計算出裂縫網絡中裂縫的總體積后，除以導流室的橫截面積，所得即為有效縫寬；

k_f—裂縫網絡的滲透率，控制氣體流速，使氣體在裂縫網絡中滲流符合達西滲流；

Q—流量，由氣體流量計讀出；

μ—黏度，取室溫下N₂的黏度；

a—測試槽邊長；

r_w—模擬井筒半徑；

h—縫網結構高度；

p_e—測試槽邊界壓力；

p_o—出氣口壓力；

π—常數，其值為3.1415926；

(9)嵌入深度計算：

利用所述位移計測量出縫網結構高度的變化值Δw，已知水平裂縫的條數為n，計算所述支撐劑的嵌入深度，計算公式如下：

d=Δwn---(ii)]]>

式中d—嵌入深度；

Δw—縫網結構高度變化值；

n—水平裂縫條數。