CN106593429A - 一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，该方法包括以下步骤：选取制作试件的致密储层材料，并加工成长方体岩板；将步骤A中岩板在储层闭合压力下分为两半，并使用激光扫描仪扫面粗糙裂缝面，导出扫描分形结果；再将分为两半的岩板进行导流形态加工；岩板中部和两端中线处分别钻测压孔和流体进出口，将其放置到导流室中；将导流室围压加载至储层有效闭合压力，得到致密储层体积裂缝导流能力数据并结合步骤B中测量的裂缝面粗糙度进行分析。本发明一方面实现了对裂缝耦合面的粗糙度进行量化分析，使其能与其他影响导流能力的因素对比分析，另一方面能够更加真实模拟粗糙裂缝面在不同剪切位错和铺砂浓度下的裂缝的导流能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，属于致密储层体积压裂技术技术领域。
背景技术
致密储层具有低孔、低渗的物性特征，其矿场勘探与开发的经验表明，选择在天然裂缝发育和岩石脆性好的“甜点区”进行体积压裂是致密储层经济开采的有效手段。矿场微地震监测和室内实验表明在大排量和大液量的施工条件下，水力裂缝沟通天然裂缝形成以自支撑和自支撑与支撑剂复合作用两种导流形态组成的裂缝系统。
致密储层在体积压裂增产后都表现为“L型”的指数递减规律，油气产量在生产初期迅速递减，之后长期保持在稳定水平。裂缝系统的导流能力是维持油气井稳定生产的关键参数，特别是对于流动能力不同的致密油储层和致密气储层，量化分析裂缝面粗糙度、剪切位错、铺砂浓度和闭合压力对裂缝系统导流的影响对体积压裂模式优选和施工参数优化设计具有重要的指导意义。
常规的致密储层水力裂缝导流能力测试方法从等厚的光滑岩板测试发展到粗糙裂缝面的岩板测试。虽然考虑了裂缝粗糙裂缝面和剪切位错对导流能力的影响，但不能准确表达裂缝的水力行为，一方面不能量化裂缝耦合面的粗糙度对裂缝导流能力的影响，与其它影响因素进行对比分析；另一方面不能真实模拟粗糙裂缝面在不同剪切位错和铺砂浓度下的裂缝的导流能力。因此，需要设计一种能够同时考虑裂缝自支撑和自支撑与支撑剂复合作用导流能力测试的实验方法，量化分析裂缝面粗糙度、剪切位错、铺砂浓度和闭合压力对不同导流形态裂缝的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，该方法量化了裂缝面粗糙度、剪切位错、铺砂浓度和闭合应力的影响行为，可方便用于致密储层体积裂缝系统中不同导流形态裂缝的导流能力测试，指导矿场体积压裂模式优选和压裂施工参数优化设计。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，该方法包括以下步骤：
A、选取制作试件的致密储层材料，并加工成长方体岩板；
B、将步骤A中岩板在储层闭合压力下分为两半，并使用激光扫描仪扫面粗糙裂缝面，导出扫描分形结果；
C、再将分为两半的岩板进行导流形态加工；
D、在步骤C中加工好的岩板中部和两端中线处分别钻测压孔和流体进出口；将其放置到导流室中并用螺钉固定；
E、将导流室连接至裂缝导流能力测试装置，逐步将导流室围压加载至储层有效闭合压力，得到致密储层体积裂缝导流能力数据并结合步骤B中测量的裂缝面粗糙度进行分析。
进一步的是，所述步骤A中致密储层材料为制作试件的致密储层岩心或同层位的露头。
进一步的是，所述步骤A中在将致密储层材料加工成长方体岩板的过程中减少与水的接触时间或使用惰性气体介质。
进一步的是，所述步骤B中岩板先使用胶带进行包覆使岩板层理之间保持粘滞力，然后在闭合压力下采用专用劈裂装置将岩板劈为厚度一致的两半。
进一步的是，所述步骤C的具体过程为：
1)使用人工垫片调整岩板裂缝耦合面的位错量，使两半岩板能在导流室内形成剪切位错；
2)再在岩板两端粘合与导流室腔体两端配合的半圆，使岩板能在导流室内形成剪切配合。
进一步的是，所述步骤C的具体过程为：
(1)在岩板裂缝耦合面之间铺设一定目数和浓度的支撑剂；
(2)使用人工垫片调整岩板裂缝耦合面的位错量，使两半岩板能在导流室内形成剪切位错；
(3)再在岩板两端粘合与导流室腔体两端配合的半圆，使岩板能在导流室内形成剪切配合。
进一步的是，所述步骤D的具体流程为：
a、使用专用防水纸包覆配合好的两部分岩板，缠透明胶布固定；
b、在灌封模套中进行封胶密封后取出进行刨削清理和整修；
c、在基本对齐裂缝位置的岩板中部划线，沿划线在岩样的两端打流体进出口；
d、在岩样侧面的相应位置开启测压孔，并修整切开的胶皮。
进一步的是，所述灌封模套内表面抹均一层凡士林，并用专用防水纸密封模套底部。
进一步的是，所述步骤E中导流室内部均匀涂抹一层凡士林。
本发明的有益效果：对体积压裂改造的致密储层，该方法一方面实现了对裂缝耦合面的粗糙度进行量化分析，使其能与其他影响导流能力的因素对比分析，另一方面能够更加真实模拟粗糙裂缝面在不同剪切位错和铺砂浓度下的裂缝的导流能力。该方法可以用于研究致密储层体积裂缝的导流能力，对于流动能力不同的致密油储层和致密气储层，有针对性地选择选择体积压裂模式和压裂施工参数优化设计。
附图说明
图1为本发明实施例致密储层体积裂缝导流能力测试实验室方法流程图；
图2为本发明实施例致密储层体积裂缝导流能力测试实验的岩板预制图；
图3为本发明实施例裂缝耦合面粗糙度三维激光扫描结果图；
图4为本发明实施例自支撑裂缝导流形态图；
图5为本发明实施例自支撑与支撑剂复合作用裂缝导流形态图；
图6为本发明实施例致密储层体积裂缝导流能力测试岩板流体通道和测压孔示意图。
具体实施方式
一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，该方法包括以下步骤：
A、选取制作试件的致密储层材料，并加工成长方体岩板；
B、将步骤A中岩板在储层闭合压力下分为两半，并使用激光扫描仪扫面粗糙裂缝面，导出扫描分形结果；
C、再将分为两半的岩板进行导流形态加工；
D、在步骤C中加工好的岩板中部和两端中线处分别钻测压孔和流体进出口，将其放置到导流室中并用螺钉固定；
E、将导流室连接至裂缝导流能力测试装置，逐步将导流室围压加载至储层有效闭合压力，得到致密储层体积裂缝导流能力数据并结合步骤B中测量的裂缝面粗糙度进行分析。
其中所述步骤A中致密储层材料为制作试件的致密储层岩心或同层位的露头，并且在将致密储层材料加工成长方体岩板的过程中减少与水的接触时间或使用惰性气体作为介质。
所述步骤B中岩板先使用胶带进行包覆使岩板层理之间保持粘滞力，然后在闭合压力下采用专用劈裂装置将岩板劈为厚度一致的两半；并在劈开后清理修补两半岩板，在不影响破裂面耦合的情况下粘合裂纹和碎屑。
本发明中所模拟的体积裂缝主要分为两种导流形态：一种是自支撑裂缝，一种是自支撑与支撑剂复合作用的裂缝，所述模拟自支撑裂缝的具体过程为：
1)使用人工垫片调整岩板裂缝耦合面的位错量，使两半岩板能在导流室内形成剪切位错；
2)再在岩板两端粘合与导流室腔体两端配合的半圆，使岩板能在导流室内形成剪切配合。
模拟自支撑与支撑剂复合作用的裂缝的具体过程为：
(1)在岩板裂缝耦合面之间铺设一定目数和浓度的支撑剂；
(2)使用人工垫片调整岩板裂缝耦合面的位错量，使两半岩板能在导流室内形成剪切位错；
(3)再在岩板两端粘合与导流室腔体两端配合的半圆，使岩板能在导流室内形成剪切配合。
所述步骤D的具体流程为：
a、使用专用防水纸包覆配合好的两部分岩板，缠透明胶布固定；
b、在灌封模套中进行封胶密封后取出进行刨削清理和整修；
c、在基本对齐裂缝位置的岩板中部划线，沿划线在岩样的两端打流体进出口；
d、在岩样侧面的相应位置开启测压孔，并修整切开的胶皮。
所述灌封模套内表面抹均一层凡士林，并用专用防水纸密封模套底部，所述步骤E中导流室内部均匀涂抹一层凡士林。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，该方法包括以下步骤：
步骤S01：选取制作试件的致密储层岩心或同层位的露头作为致密储层材料；选取致密储层材料时，先清理露头附近风化岩石层，然后沿致密储层厚度方向挖掘大块新鲜岩心
步骤S02：将所述致密储层材料加工成14cm长、5cm宽、3.8cm厚的长方体岩板；预制岩板的过程中应减少与水的接触时间或使用惰性气体介质；
步骤S03：将岩板在储层有效闭合压力下沿中线劈为厚度基本一致的两半；将S02中加工好的岩板使用胶带进行包覆使岩板层理之间保持粘滞力，然后在闭合压力下将岩板劈为厚度基本一致的两半，如图2所示，清理修补岩板耦合面，在不影响两半岩板耦合的情况下粘合裂缝和碎屑；
步骤S04：使用激光扫描仪对粗糙裂缝面进行扫描，导出裂缝面粗糙度数据，如图3所示；
步骤S05：裂缝导流形态加工，将劈开的岩板加按照事先设计好的剪切位错或铺砂浓度加工成自支撑裂缝或自支撑与支撑剂复合作用的裂缝；
其中若模拟测试自支撑裂缝的导流能力，则需依靠人工垫片调整岩板耦合面的剪切位错，并在岩板两端粘合与导流室腔体两端配合的半圆，使岩板能在导流室内形成事先拟定的剪切配合，如图4所示；若模拟测试自支撑与支撑剂复合作用裂缝的导流能力，则需在岩板破裂面之间铺置一定目数和浓度的支撑剂，然后依靠人工垫片调整剪切位错，并在岩板两端粘合与导流室腔体两端配合的半圆，使岩板能在导流室内形成事先拟定的剪切配合，如图5所示；
步骤S06：在灌封的岩板的中部和两端中线处分别钻测压孔和流体进出口，放入导流室连接测试管线；
其中使用专用防水纸包覆配合好的两部分岩板，缠透明胶布固定，在灌封模套中进行封胶密封后取出进行刨削清理和整修；在基本对齐裂缝位置的岩板中部划线，沿划线在岩样的两端打流体进出口，并在岩样侧面的相应位置开启测压孔，并修整切开的胶皮，如图6所示；
步骤S07：将作用于岩板的围压逐渐加载到储层有效闭合应力，记录裂缝导流能力的变化；
其中将岩板放入导流室中固定和密封处理，接入测试系统在2MPa闭合压力和大排量氮气条件下进行气密性检验，并在2MPa下承压60min后将导流室围压逐渐加载至储层有效闭合压力，记录裂缝导流能力的变化。
本发明的有益效果在于，对体积压裂改造的致密储层，该方法一方面实现了对裂缝耦合面的粗糙度进行量化分析，使其能与其他影响导流能力的因素对比分析，另一方面能够更加真实模拟粗糙裂缝面在不同剪切位错和铺砂浓度下的裂缝的导流能力。该方法可以用于研究致密储层体积裂缝的导流能力，对于流动能力不同的致密油储层和致密气储层，有针对性地选择选择体积压裂模式和压裂施工参数优化设计。
以上所述的具体实例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、选取制作试件的致密储层材料，并加工成长方体岩板；
B、将步骤A中岩板在储层闭合压力下分为两半，并使用激光扫描仪扫面粗糙裂缝面，导出扫描分形结果；
C、再将分为两半的岩板进行导流形态加工；
D、在步骤C中加工好的岩板中部和两端中线处分别钻测压孔和流体进出口；将其放置到导流室中并用螺钉固定；
E、将导流室连接至裂缝导流能力测试装置，逐步将导流室围压加载至储层有效闭合压力，得到致密储层体积裂缝导流能力数据并结合步骤B中测量的裂缝面粗糙度进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，其特征在于，所述步骤A中致密储层材料为制作试件的致密储层岩心或同层位的露头。
3.根据权利要求1或2所述的一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，其特征在于，所述步骤A中在将致密储层材料加工成长方体岩板的过程中减少与水的接触时间或使用惰性气体介质。
4.根据权利要求3所述的一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，其特征在于，所述步骤B中岩板先使用胶带进行包覆使岩板层理之间保持粘滞力，然后在闭合压力下采用专用劈裂装置将岩板劈为厚度一致的两半。
5.根据权利要求4所述的一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，其特征在于，所述步骤C的具体过程为：
1)使用人工垫片调整岩板裂缝耦合面的位错量，使两半岩板能在导流室内形成剪切位错；
2)再在岩板两端粘合与导流室腔体两端配合的半圆，使岩板能在导流室内形成剪切配合。
6.根据权利要求4所述的一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，其特征在于，所述步骤C的具体过程为：
(1)在岩板裂缝耦合面之间铺设一定目数和浓度的支撑剂；
(2)使用人工垫片调整岩板裂缝耦合面的位错量，使两半岩板能在导流室内形成剪切位错；
(3)再在岩板两端粘合与导流室腔体两端配合的半圆，使岩板能在导流室内形成剪切配合。
7.根据权利要求5或6所述的一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，其特征在于，所述步骤D的具体流程为：
a、使用专用防水纸包覆配合好的两部分岩板，缠透明胶布固定；
b、在灌封模套中进行封胶密封后取出进行刨削清理和整修；
c、在基本对齐裂缝位置的岩板中部划线，沿划线在岩样的两端打流体进出口；
d、在岩样侧面的相应位置开启测压孔，并修整切开的胶皮。
8.根据权利要求7所述的一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，其特征在于，所述灌封模套内表面抹均一层凡士林，并用专用防水纸密封模套底部。
9.根据权利要求7所述的一种致密储层体积裂缝导流能力测试方法，其特征在于，所述步骤E中导流室内部均匀涂抹一层凡士林。
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