[發明專利]一種致密儲層巖石自發滲吸壓裂液實驗系統

在審

• 申請號: 202110247566.4
• 申請日: 2021-03-06
• 公開（公告）號: CN113008926A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 鄭江韜;王沫然;鞠楊;龔文波;雷文海
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08;G01N5/02
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明公開了一種致密儲層巖石自發滲吸壓裂液實驗系統，應用于致密儲層巖石自發滲吸壓裂液技術領域，包括：數據接收模塊、核磁共振實驗測試模塊、質量測量模塊、數據發送模塊和數據處理平臺。本發明利用懸掛實時測重模塊可準確測試初期自發滲吸行為，利用核磁共振T2譜測試及取出測重模塊可進行后期自發滲吸量測量及巖石內不同尺寸孔隙對自發滲吸的貢獻；測重結果和核磁共振T2譜測試對比驗證，保證實驗測試的準確性和可靠性；該系統能夠準確、經濟地實現致密油氣儲層在不同壓裂液的自發滲吸實驗。

技術領域

本發明涉及致密儲層巖石自發滲吸壓裂液技術領域，更具體的說，涉及一種致密儲層巖石自發滲吸壓裂液實驗系統。

背景技術

致密油氣儲層滲透率小于0.1mD，傳統開發方式難以實現經濟開采，通常需要采用水平鉆井和水力壓裂技術對儲層進行改造，以實現經濟開發的目的。大規模壓裂改造會用到大量的水，然而壓裂完成后壓裂液返排率多小于50％，大量壓裂液進入到儲層空間?，F場工程實踐發現部分致密儲層油氣資源采收率和壓裂液自發滲吸進入到儲層空間的質量呈正相關。自發滲吸過程中，壓裂液由于毛細管力作用逐漸由宏觀水力壓裂裂縫逐漸進入到儲層內部孔隙空間中，包括儲層內的微裂縫、孔隙結構中，從而置換存儲在儲層內部空間的油氣資源。準確表征壓裂液在儲層空間內的自發滲吸行為對于致密油氣儲藏具有重要的意義。

致密儲層孔吼尺寸多在微納量級，巖石樣品本征滲透率極低，同時致密儲層內部含大量天然及由于水力壓裂導致的微裂紋，造成了孔隙空間的復雜性和非均質性。其中微裂紋導流能力要遠大于微納尺寸孔隙，自發滲吸初期壓裂液首先進入微裂紋而后逐漸進入更小尺寸的微納孔隙，導致自發滲吸初期速率快而后逐漸變緩，達到穩定所需時間長?，F有技術中并未考慮多孔介質形態、非均質性等的影響，在毛細管力作用下壓裂液進入到孔隙空間的過程可用經典的Lucas-Washburn公式描述，如孔隙空間初始為油相則還需對公式加以修正。通過理論分析可知，孔隙空間的形態復雜性和非均質性導致了自發滲吸前期速率快，而后期速率慢。對于致密儲層自發滲吸過程總時間隨樣品本征滲透率的降低而變長，通常對于致密儲層巖石采用25mm直徑50mm高標準圓柱進行實驗，自發滲吸達到穩定所需的時間從一周到一個月不等，且表現出自發滲吸初始幾個小時內滲吸速率較快，之后滲吸速率變慢的特征。

現有的自發滲吸實驗研究方法，主要包括低場核磁共振技術測試T2譜方法及測重法。

低場核磁共振技術測試T2譜方法可在無損的條件下測試巖石樣品內含氫流體的分布規律。隨著自發滲吸的進行，壓裂液進入樣品內部導致樣品核磁共振測試中T2譜的變化，通過計算T2譜所圍面積的變化得到自發滲吸體積量的變化。然而在進行飽和油樣品自發滲吸壓裂液的T2譜測試中由于難以精確區分樣品自身、飽和油及自發滲吸壓裂液，使得難以準確換算得到自發滲吸壓裂液的量。

測重法可分為體積換算測量法、懸掛實時測重法和取出擦拭測重法。其中體積換算法采用自發滲吸實驗瓶(Amott cell)記錄被滲吸液置換出來的孔隙內的流體的體積。該方法適用于常規石油儲層巖心。但是，由于致密儲層滲透率和孔隙率極小，自發滲吸置換出的油相體積極小，同時置換出的油相在體積很小的情況下浮力難以由于壁面吸附力而自發上升，這些原因導致采用體積換算測量法進行致密儲層自發滲吸實驗時誤差難以消除。懸掛實時測重法可以實時測量巖石樣品重量隨自發滲吸的變化規律，適用于致密巖石自發滲吸壓裂液實驗初期自發滲吸質量變化測量，然而在長時測量時，由于連續測量導致的誤差使得懸掛實時測重法準確性難以保證。取出擦拭測重法雖然同樣采用電子天平進行稱重，但由于電子天平不需要連續工作，可以保證長時測量時的準確性。但是取出稱重法需將樣品從滲吸液中取出并進行擦拭，難以像懸掛實時測重法對樣品自發滲吸過程中的重量進行實時記錄。

因此，提供一種致密儲層巖石自發滲吸壓裂液實驗系統，既能保證自發滲吸初期樣品重量變化的連續測量，又能保證長時測量中的準確性，且可以多手段對比驗證，是本領域內技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種致密儲層巖石自發滲吸壓裂液實驗系統。