[發明專利]頁巖自吸能力評價實驗方法及裝置

在審

• 申請號: 201711471343.6
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108169097A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 楊文新;黃志紅;鄭愛維;方秋珍;唐銀明;肖兵
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司勘探開發研究院
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N13/04;G01N5/02
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王術蘭

本發明提供了一種頁巖自吸能力評價實驗方法及裝置，涉及頁巖氣開發實驗技術領域。所述頁巖自吸能力評價實驗方法包括：獲取經過線切割方法處理后的頁巖樣品的各個物性參數；根據預設的時間間隔，實時獲取部分浸入待吸液面的所述頁巖樣品的質量變化；基于實時獲取的所述頁巖樣品的各個物性參數以及所述頁巖樣品的質量變化，獲取所述頁巖樣品的自吸能力評價結果。與現有技術相比，本發明采取全新的線切割的巖心制備方法、部分浸入的自吸實驗方法和基于頁巖物性參數的自吸能力評價方法，對巖心的損傷較小，實驗結果更為精確。

技術領域

本發明涉及頁巖氣開發實驗技術領域，具體而言，涉及一種頁巖自吸能力評價實驗方法及裝置。

背景技術

自發滲吸(簡稱自吸)是多孔介質在毛細管力驅動下自發地吸入某種潤濕液體的過程，是發生在多孔介質里的一種常見自然現象，存在于眾多工程應用和自然科學領域，頁巖儲層中的自發滲吸問題已經成為了當前國際研究的熱點課題之一，孔隙結構和礦物組成是影響頁巖儲層滲吸的重要因素。

目前較為有效的開采模式是水力多段壓裂改造地層的方式，通過向地層中灌入高壓流體(水)和砂，使地層巖石中出現大面積裂縫網，增加氣體的流通通道，增大產氣量。該頁巖氣藏原始含水飽和度30％左右，在改造過程中，大量流體會自發滲入地層的巖石中，未被吸入的流體在工程后期會返排到地面。常規油氣藏，由于粘土含量較低，縫網中的流體不會被吸入巖石中，所以壓裂改造返排率越高，越有利于疏通油氣流動通道，改造效果越好。頁巖氣儲層由于流體的自發滲吸，可以滯留大量壓裂液，最終返排率低。目前焦石壩頁巖氣田儲層壓裂改造時平均返排率10.7％，主體區返排率更低，而西南部返排率高(平均達18.5％)、產水量大。為搞清頁巖氣藏壓裂液滯留原因，有必要詳細研究頁巖的吸水特性，從而了解頁巖吸水的物理現象、頁巖吸水能力與構成及其影響因素。探究影響頁巖氣井壓裂液返排率的因素，為預測返排率提供理論依據，為取得最好的壓裂效果提供理論指導。

目前國內外有較多的學者研究頁巖的自吸現象，研究頁巖滲吸吸水量與時間的關系，認為頁巖的自吸過程分為三個階段，快速自吸階段、過度階段、平衡階段。普遍認為吸水量與時間的平方根成線性關系。

然而，目前的頁巖自吸實驗采用的大多是通過水鉆獲得的頁巖，頁巖含有大量粘土礦物、層理縫，鉆樣過程中發生吸水膨脹，鉆樣成功率低，機械振動傷害巖心，并且增大滲透率等。在強大外力作用下和水浸的情況下，頁巖巖心破壞嚴重，不能真實反應頁巖在地層下的縫網情況。

另外，目前的頁巖自吸實驗多采用完全浸沒頁巖的方式，該方式在實驗過程中會產生大量的氣泡附著在巖石表面，影響實驗結果準確性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種頁巖自吸能力評價實驗方法及裝置，其能夠有效改善上述問題。

本發明的實施例是這樣實現的：

第一方面，本發明實施例提供了一種頁巖自吸能力評價實驗方法，所述方法包括：獲取經過線切割方法處理后的頁巖樣品的各個物性參數；根據預設的時間間隔，實時獲取部分浸入待吸液面的所述頁巖樣品的質量變化；基于實時獲取的所述頁巖樣品的各個物性參數以及所述頁巖樣品的質量變化，獲取所述頁巖樣品的自吸能力評價結果。

第二方面，本發明實施例還提供了一種頁巖自吸能力評價實驗裝置，其包括物性參數獲取模塊，用于獲取經過線切割方法處理后的頁巖樣品的各個物性參數；質量獲取模塊，用于根據預設的時間間隔，實時獲取部分浸入待吸液面的所述頁巖樣品的質量變化；評價模塊，用于基于實時獲取的所述頁巖樣品的各個物性參數以及所述頁巖樣品的質量變化，獲取所述頁巖樣品的自吸能力評價結果。

第三方面，本發明實施例還提供了一種頁巖自吸能力評價實驗裝置，其包括天平、頁巖樣品和燒杯，所述頁巖樣品的頂部掛設在所述天平上，所述燒杯中盛有待吸液體，所述頁巖樣品的底部浸入所述待吸液體中，所述頁巖樣品的側面經過蠟密封處理。