[發(fā)明專利]一種頁巖分段壓裂水平井壓裂液返排能力評價方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611263545.7
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106596380A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李武廣;吳建發(fā);吳天鵬;任利明;李莉;劉軍;陳滿;謝維揚
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京三高永信知識產(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價方法及裝置。

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，頁巖氣作為一種儲量巨大的非常規(guī)天然氣資源，越來越受到各國研究人員的重視，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、納米孔隙發(fā)育、有機質(zhì)大量散布的特點，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，同時導(dǎo)致頁巖氣流動機理復(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。面對頁巖氣的這種特點，水力分段壓裂水平井是改造頁巖儲層、增強頁巖氣導(dǎo)流能力的重要手段。

目前國內(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：

對于頁巖分段壓裂水平井壓裂液返排機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，國內(nèi)也還沒有頁巖分段壓裂水平井壓裂液返排能力評價方法及裝置，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價方法及裝置。

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價方法，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；

對所述飽和壓裂液的所述頁巖巖心進行返排測試，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價指標(biāo)。

進一步地，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。

進一步地，所述返排能力的評價指標(biāo)包括：返排能力、吸水量和儲量可動用程度。

進一步地，所述返排能力的計算公式如下：

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。

進一步地，所述吸水量的計算公式如下：

I＝V_w1-V_w2

式中：I為頁巖吸水量，單位為cm³。

進一步地，所述儲量可動用程度的計算公式如下：

式中：R為儲量可動用程度；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理測試裝置，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、第一壓力表、第二壓力表，其中，