[發(fā)明專利]一種頁巖分段壓裂水平井壓裂液返排能力評(píng)價(jià)方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611263545.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN106596380A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李武廣;吳建發(fā);吳天鵬;任利明;李莉;劉軍;陳滿;謝維揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11138
• 代理人: 董亞軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于頁巖氣開發(fā)領(lǐng)域，特別涉及一種頁巖分段壓裂水平井壓裂液返排能力評(píng)價(jià)方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著非常規(guī)油氣勘探和開發(fā)程度的不斷提高，頁巖氣作為一種儲(chǔ)量巨大的非常規(guī)天然氣資源，越來越受到各國(guó)研究人員的重視，被視為油氣資源接替的主要方向之一。頁巖氣的形成和富集具有自生自儲(chǔ)、納米孔隙發(fā)育、有機(jī)質(zhì)大量散布的特點(diǎn)，使得頁巖氣賦存方式多樣，不僅含有游離氣，還含有大量的吸附氣，同時(shí)導(dǎo)致頁巖氣流動(dòng)機(jī)理復(fù)雜、開發(fā)難度非常大，具有“不壓裂基本不產(chǎn)氣、直井低產(chǎn)能”的典型特點(diǎn)。面對(duì)頁巖氣的這種特點(diǎn)，水力分段壓裂水平井是改造頁巖儲(chǔ)層、增強(qiáng)頁巖氣導(dǎo)流能力的重要手段。

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于頁巖分段壓裂水平井壓裂液返排的研究集中在生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)階段，主要分析頁巖分段壓裂水平井產(chǎn)液量的量變特征。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問題：

對(duì)于頁巖分段壓裂水平井壓裂液返排機(jī)理的研究尚處于探索階段，尤其在室內(nèi)相似物理模擬方法方面還沒有相關(guān)研究，國(guó)內(nèi)也還沒有頁巖分段壓裂水平井壓裂液返排能力評(píng)價(jià)方法及裝置，不能很好地指導(dǎo)頁巖的開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

為了更好地研究頁巖分段壓裂水平井壓裂液返排機(jī)理，本發(fā)明提供一種頁巖分段壓裂水平井壓裂液返排能力評(píng)價(jià)方法及裝置。

具體而言，包括以下的技術(shù)方案：

一種頁巖分段壓裂水平井壓裂液返排能力評(píng)價(jià)方法，所述方法包括：

獲取頁巖巖心；

在所述頁巖巖心上形成多組壓裂縫網(wǎng)；

向所述頁巖巖心中注入氣體，得到氣體飽和的所述頁巖巖心，并記錄注入的氣體體積；

向所述飽和氣體的所述頁巖巖心中注入壓裂液，得到壓裂液飽和的所述頁巖巖心，并記錄注入的壓裂液體積；

對(duì)所述飽和壓裂液的所述頁巖巖心進(jìn)行返排測(cè)試，記錄排出的壓裂液體積和排出的氣體體積；

根據(jù)所述注入的氣體體積、所述注入的壓裂液體積、所述排出的壓裂液體積和所述排出的氣體體積得到返排能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

進(jìn)一步地，在所述獲取頁巖巖心之后和在所述頁巖巖心上形成多組壓裂縫網(wǎng)之前，所述方法還包括：清洗并烘干所述頁巖巖心。

進(jìn)一步地，所述在所述頁巖巖心上形成多組壓裂縫網(wǎng)之后和所述向所述頁巖巖心中注入氣體，得到氣體飽和的所述頁巖巖心，并記錄注入的氣體體積之前，所述方法還包括：將所述頁巖巖心固定在巖心夾持器中。

進(jìn)一步地，所述將所述頁巖巖心固定在巖心夾持器中之后，所述方法還包括：將巖心夾持器抽真空，然后加圍壓至水平井筒處上覆巖層的壓力。

進(jìn)一步地，所述將巖心夾持器抽真空，然后加圍壓至水平井筒處上覆巖層的壓力之后，所述方法還包括：如果水平井筒處上覆巖層的壓力比頁巖破裂壓力沒有高5MPa，則將巖心夾持器加圍壓至比頁巖破裂壓力高5MPa。

進(jìn)一步地，所述向所述頁巖巖心中注入氣體，得到氣體飽和的所述頁巖巖心，并記錄注入的氣體體積具體包括：向所述頁巖巖心中注入氣體，使得所述頁巖巖心的壓力數(shù)值達(dá)到推算的地層壓力的壓力數(shù)值，得到氣體飽和的所述頁巖巖心，并記錄注入的氣體體積。

進(jìn)一步地，所述返排能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：返排能力、吸水量和儲(chǔ)量可動(dòng)用程度。

進(jìn)一步地，所述返排能力的計(jì)算公式如下：

式中：F為返排能力大小；V_w1為注入的壓裂液體積，單位為cm³；V_w2為排出的壓裂液體積，單位為cm³。

進(jìn)一步地，所述吸水量的計(jì)算公式如下：

I＝V_w1-V_w2

式中：I為頁巖吸水量，單位為cm³。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)量可動(dòng)用程度的計(jì)算公式如下：

式中：R為儲(chǔ)量可動(dòng)用程度；V_g1為注入的氣體體積，單位為cm³；V_g2為排出的氣體體積，單位為cm³。

一種頁巖分段壓裂水平井壓裂液返排機(jī)理測(cè)試裝置，所述裝置包括：恒溫箱、巖心夾持器、壓裂液容器、氣體容器、液壓泵、圍壓泵、量筒、流量計(jì)、第一壓力表、第二壓力表，其中，