[發明專利]一種層狀硬脆性泥頁巖水化特性的評價方法

有效

• 申請號: 201510077077.3
• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN104675395B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 盧運虎;陳勉;董京楠;金衍;劉銘;侯冰;杜曉雨
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 孫海波;郭平平

1.一種層狀硬脆性泥頁巖水化特性的評價方法，其按照先后順序包括以下步驟：

步驟一：對巖石進行描述后取芯，制備巖芯樣品；

步驟二：將巖芯樣品恢復至地層原位孔隙流體飽和狀態；

步驟三：測試地層原位狀態條件下巖芯樣品的縱波波速和橫波波速，然后改變孔隙流體性質，并測試改變孔隙流體性質后巖芯樣品的縱波波速和橫波波速；

步驟四：根據不同孔隙流體性質條件下巖芯樣品的縱波波速和橫波波速的變化情況，評價層狀硬脆性泥頁巖的水化特性；

所述步驟三中，利用層狀硬脆性泥頁巖水化特性的評價裝置測試巖芯樣品的縱波波速和橫波波速；

所述層狀硬脆性泥頁巖水化特性的評價裝置包括高溫高壓三軸伺服壓機系統、孔壓化學流體驅替系統和聲波測試系統，所述高溫高壓三軸伺服壓機系統與孔壓化學流體驅替系統和聲波測試系統相連；所述高溫高壓三軸伺服壓機系統包括軸向加載裝置、加載框架、三軸壓力室、上壓頭、下壓頭、圍壓增壓器和圍壓筒，將巖芯樣品置于上壓頭與下壓頭之間；所述孔壓化學流體驅替系統包括孔壓化學流體驅替凈化裝置、孔隙流體管線I和孔隙流體管線II，所述孔隙流體管線I的一端與巖芯樣品的上端相連，另一端與所述孔壓化學流體驅替凈化裝置的一端相連，所述孔隙流體管線II的一端與巖芯樣品的下端相連，另一端與所述孔壓化學流體驅替凈化裝置的另一端相連；所述聲波測試系統包括聲波探頭I和聲波探頭II，所述聲波探頭I與上壓頭相連，所述聲波探頭II與下壓頭相連；

將軸向加載裝置向下壓，壓到與上壓頭預接觸的狀態，所述預接觸的狀態為軸向加載裝置對上壓頭所施加的軸壓為3.0MPa，該軸壓不大于巖石單軸抗拉強度的1/10；所述巖芯樣品的形狀為圓柱形，其長度為直徑的3倍，所述巖芯樣品的直徑為巖石中最大顆粒直徑的20倍；將巖芯樣品恢復至地層原位孔隙流體飽和狀態，地層原位孔隙流體采用氯化鉀溶液，通過孔壓化學流體驅替系統對巖芯樣品進行驅替，驅替流體采用氯化鈉溶液；在不同孔隙流體性質下，該巖芯樣品的縱波波速衰減百分比為5.27％、橫波波速衰減百分比為7.31％。

2.如權利要求1所述的層狀硬脆性泥頁巖水化特性的評價方法，其特征在于：所述步驟一中，巖石存在節理和層理。

3.如權利要求1所述的層狀硬脆性泥頁巖水化特性的評價方法，其特征在于：所述步驟一中，在巖芯樣品的底部、中部、上部分別測量兩條相互垂直的直徑，將測量結果取平均值，即為巖芯樣品的最終直徑。

4.如權利要求1所述的層狀硬脆性泥頁巖水化特性的評價方法，其特征在于：所述步驟二中，將巖芯樣品恢復至地層原位孔隙流體飽和狀態的方法為，配制與地層原位狀態孔隙流體具有相同性質的鹽溶液，將巖芯樣品抽真空后浸泡于已配制好的鹽溶液中，對鹽溶液施加一定飽和壓力以飽和巖芯樣品。

5.如權利要求4所述的層狀硬脆性泥頁巖水化特性的評價方法，其特征在于：對鹽溶液施加的飽和壓力不大于地層原位狀態地應力。

6.如權利要求5所述的層狀硬脆性泥頁巖水化特性的評價方法，其特征在于：對鹽溶液施加的飽和壓力為地層原位狀態地應力的0.5倍。

7.如權利要求4所述的層狀硬脆性泥頁巖水化特性的評價方法，其特征在于：所述巖芯樣品抽真空的時間為6小時。

8.如權利要求4所述的層狀硬脆性泥頁巖水化特性的評價方法，其特征在于：所述巖芯樣品飽和的時間為24小時。

9.如權利要求1所述的層狀硬脆性泥頁巖水化特性的評價方法，其特征在于：所述步驟三中，地層原位狀態條件包括地層原位狀態溫度、地層原位狀態圍壓、地層原位狀態孔隙壓力、地層原位狀態孔隙流體性質。

10.如權利要求9所述的層狀硬脆性泥頁巖水化特性的評價方法，其特征在于：所述孔隙流體性質為孔隙流體活度。