CN108169097A - 页岩自吸能力评价实验方法及装置 - Google Patents

页岩自吸能力评价实验方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108169097A
CN108169097A CN201711471343.6A CN201711471343A CN108169097A CN 108169097 A CN108169097 A CN 108169097A CN 201711471343 A CN201711471343 A CN 201711471343A CN 108169097 A CN108169097 A CN 108169097A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shale
shale samples
imbibition
samples
suction capacity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711471343.6A
Other languages
English (en)
Inventor
杨文新
黄志红
郑爱维
方秋珍
唐银明
肖兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Exploration and Development Research Institute of Sinopec Jianghan Oilfield Co
Original Assignee
Exploration and Development Research Institute of Sinopec Jianghan Oilfield Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exploration and Development Research Institute of Sinopec Jianghan Oilfield Co filed Critical Exploration and Development Research Institute of Sinopec Jianghan Oilfield Co
Priority to CN201711471343.6A priority Critical patent/CN108169097A/zh
Publication of CN108169097A publication Critical patent/CN108169097A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N13/00Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
    • G01N13/04Investigating osmotic effects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
    • G01N5/02Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by absorbing or adsorbing components of a material and determining change of weight of the adsorbent, e.g. determining moisture content

Abstract

本发明提供了一种页岩自吸能力评价实验方法及装置,涉及页岩气开发实验技术领域。所述页岩自吸能力评价实验方法包括:获取经过线切割方法处理后的页岩样品的各个物性参数;根据预设的时间间隔,实时获取部分浸入待吸液面的所述页岩样品的质量变化;基于实时获取的所述页岩样品的各个物性参数以及所述页岩样品的质量变化,获取所述页岩样品的自吸能力评价结果。与现有技术相比,本发明采取全新的线切割的岩心制备方法、部分浸入的自吸实验方法和基于页岩物性参数的自吸能力评价方法,对岩心的损伤较小,实验结果更为精确。

Description

页岩自吸能力评价实验方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及页岩气开发实验技术领域,具体而言,涉及一种页岩自吸能力评价实 验方法及装置。
背景技术
[0002] 自发渗吸(简称自吸)是多孔介质在毛细管力驱动下自发地吸入某种润湿液体的 过程,是发生在多孔介质里的一种常见自然现象,存在于众多工程应用和自然科学领域,页 岩储层中的自发渗吸问题已经成为了当前国际研究的热点课题之一,孔隙结构和矿物组成 是影响页岩储层渗吸的重要因素。
[0003] 目前较为有效的开采模式是水力多段压裂改造地层的方式,通过向地层中灌入高 压流体(水)和砂,使地层岩石中出现大面积裂缝网,增加气体的流通通道,增大产气量。该 页岩气藏原始含水饱和度30 %左右,在改造过程中,大量流体会自发渗入地层的岩石中,未 被吸入的流体在工程后期会返排到地面。常规油气藏,由于粘土含量较低,缝网中的流体不 会被吸入岩石中,所以压裂改造返排率越高,越有利于疏通油气流动通道,改造效果越好。 页岩气储层由于流体的自发渗吸,可以滞留大量压裂液,最终返排率低。目前焦石坝页岩气 田储层压裂改造时平均返排率10.7%,主体区返排率更低,而西南部返排率高(平均达 18.5%)、产水量大。为搞清页岩气藏压裂液滞留原因,有必要详细研究页岩的吸水特性,从 而了解页岩吸水的物理现象、页岩吸水能力与构成及其影响因素。探究影响页岩气井压裂 液返排率的因素,为预测返排率提供理论依据,为取得最好的压裂效果提供理论指导。
[0004] 目前国内外有较多的学者研究页岩的自吸现象,研究页岩渗吸吸水量与时间的关 系,认为页岩的自吸过程分为三个阶段,快速自吸阶段、过度阶段、平衡阶段。普遍认为吸水 量与时间的平方根成线性关系。
[0005] 然而,目前的页岩自吸实验采用的大多是通过水钻获得的页岩,页岩含有大量粘 土矿物、层理缝,钻样过程中发生吸水膨胀,钻样成功率低,机械振动伤害岩心,并且增大渗 透率等。在强大外力作用下和水浸的情况下,页岩岩心破坏严重,不能真实反应页岩在地层 下的缝网情况。
[0006] 另外,目前的页岩自吸实验多采用完全浸没页岩的方式,该方式在实验过程中会 产生大量的气泡附着在岩石表面,影响实验结果准确性。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于提供一种页岩自吸能力评价实验方法及装置,其能够有效改善 上述问题。
[0008] 本发明的实施例是这样实现的:
[0009] 第一方面,本发明实施例提供了一种页岩自吸能力评价实验方法,所述方法包括: 获取经过线切割方法处理后的页岩样品的各个物性参数;根据预设的时间间隔,实时获取 部分浸入待吸液面的所述页岩样品的质量变化;基于实时获取的所述页岩样品的各个物性 参数以及所述页岩样品的质量变化,获取所述页岩样品的自吸能力评价结果。
[0010] 第二方面,本发明实施例还提供了一种页岩自吸能力评价实验装置,其包括物性 参数获取模块,用于获取经过线切割方法处理后的页岩样品的各个物性参数;质量获取模 块,用于根据预设的时间间隔,实时获取部分浸入待吸液面的所述页岩样品的质量变化;评 价模块,用于基于实时获取的所述页岩样品的各个物性参数以及所述页岩样品的质量变 化,获取所述页岩样品的自吸能力评价结果。
[0011] 第三方面,本发明实施例还提供了一种页岩自吸能力评价实验装置,其包括天平、 页岩样品和烧杯,所述页岩样品的顶部挂设在所述天平上,所述烧杯中盛有待吸液体,所述 页岩样品的底部浸入所述待吸液体中,所述页岩样品的侧面经过蜡密封处理。
[0012] 本发明实施例提供的页岩自吸能力评价实验方法及装置,首先通过获取经过线切 割方法处理后的页岩样品的各个物性参数,可以避免水钻取样品时遇水膨胀、机械振动等 对页岩的伤害,以获得经过线切割后保存完好的页岩样品的原始物性参数;再根据预设的 时间间隔,实时获取部分浸入待吸液面的所述页岩样品的质量变化,可将所述页岩样品的 质量变化增量作为页岩样品的吸液量;最后基于实时获取的所述页岩样品的各个物性参数 以及所述页岩样品的质量变化,获取所述页岩样品的自吸能力评价结果,可用于评价所述 页岩样品的各个物性参数对所述页岩样品的自吸能力的影响规律。和现有技术相比,本发 明提供了一种实验结果更为准确的页岩自吸能力评价实验方法及装置,通过线切割的处理 方法保证岩心破损率降至最低,能更好的反映出页岩在地层时的情况;通过特殊的将页岩 样品部分浸入的实验方法,能够实时测量记录页岩样品的重量,且能够适用于不同性质的 流体;采用以页岩样品的各个物性参数的自吸液量、自吸速率作为评价标准的自吸评价方 法,能够更好的模拟地层页岩性质,更便于统一参数评价自吸能力。
附图说明
[0013] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对 范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这 些附图获得其他相关的附图。
[0014] 图1为一种可应用于本发明实施例中的电子设备的结构框图;
[0015] 图2为本发明第一实施例提供的页岩自吸能力评价实验方法的流程框图;
[0016] 图3为本发明第一实施例中步骤S300的流程框图;
[0017] 图4为本发明第一实施例中步骤S400的流程框图;
[0018] 图5为本发明第一实施例中步骤S500的流程框图;
[0019] 图6为本发明第一实施例中步骤S600的流程框图;
[0020] 图7为本发明第一实施例中步骤S210的子步骤流程框图;
[0021] 图8为本发明第一实施例中步骤S220的子步骤流程框图;
[0022] 图9为本发明第二实施例提供的页岩自吸能力评价实验装置的结构框图;
[0023] 图10为本发明第二实施例提供的另一种页岩自吸能力评价实验装置的结构框图;
[0024] 图11为本发明第三实施例提供的页岩自吸能力评价实验装置的结构示意图;
[0025] 图12为本发明实施例提供的不同渗透率页岩自吸曲线;
[0026] 图13为本发明实施例提供的垂直与水平方向页岩自吸曲线;
[0027] 图14为本发明实施例提供的原始含水页岩自吸10 % KCl溶液曲线。
具体实施方式
[0028] 下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整 地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在 此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因 此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的 范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做 出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0029] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一 个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本发明的 描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030] 图1示出了 一种可应用于本申请实施例中的电子设备100的结构框图。如图1所示, 电子设备100可以包括存储器110、存储控制器120、处理器130、显示屏幕140和页岩自吸能 力评价实验装置。例如,该电子设备100可以为个人电脑(personal computer,PC)、平板电 脑、智能手机、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)等。
[0031] 存储器110、存储控制器120、处理器130、显示屏幕140各元件之间直接或间接地电 连接,以实现数据的传输或交互。例如,这些元件之间可以通过一条或多条通讯总线或信号 总线实现电连接。所述页岩自吸能力评价实验方法分别包括至少一个可以以软件或固件 (f irmware)的形式存储于存储器110中的软件功能模块,例如所述页岩自吸能力评价实验 装置包括的软件功能模块或计算机程序。
[0032] 存储器110可以存储各种软件程序以及模块,如本申请实施例提供的页岩自吸能 力评价实验方法及装置对应的程序指令/模块。处理器130通过运行存储在存储器110中的 软件程序以及模块,从而执行各种功能应用以及数据处理,即实现本申请实施例中的页岩 自吸能力评价实验方法。存储器110可以包括但不限于随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),只读存储器(Read Only Memory,R0M),可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory,PR0M),可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory,EPR0M),电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPR0M)等。
[0033] 处理器130可以是一种集成电路芯片,具有信号处理能力。上述处理器可以是通用 处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程 门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。其可 以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微 处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0034] 本发明实施例中所应用的电子设备100为实现页岩自吸能力评价实验,还应具备 自显示功能,其中的显示屏幕140可以在所述电子设备100与用户之间提供一个交互界面 (例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。例如,可以显示页岩自吸能力评价 实验装置获取的页岩样品的各个物性参数以及自吸能力评价相关的数据。
[0035] 本发明实施例中所应用的电子设备100为实现页岩自吸能力评价实验,还可以连 接有电机设备,以控制电机设备对页岩岩心进行自动升降、实现将页岩样品部分浸入待吸 液面等机械操作。
[0036] 第一实施例
[0037] 请参照图2,本实施例提供了一种页岩自吸能力评价实验方法,应用于页岩自吸能 力评价实验装置,所述方法包括:
[0038] 步骤S200:获取经过线切割方法处理后的页岩样品的各个物性参数;
[0039] 本实施例中,所述页岩样品可以是由页岩岩心用线切割的方法制成。由于线切割 方法避免了水钻取样品时遇水膨胀、机械振动等对页岩的伤害,经过线切割方法处理过后 的页岩样品完好保存了页岩的原始含水孔隙度、孔隙结构、渗透率等物性参数,因此可以测 得准确的所述页岩样品的物性参数。可以理解的是,所述页岩样品的物性参数即为所述页 岩样品的物理性质参数中,对所述页岩样品的自吸能力可能产生影响的那部分物理性质参 数,例如可以是页岩样品的长度、底面积、孔隙度、渗透率等参数。
[0040] 步骤S210:根据预设的时间间隔,实时获取部分浸入待吸液面的所述页岩样品的 质量变化;
[0041] 本实施例中,作为一种优选的实施方式,可以将选择好的页岩样品悬挂于天平下 面连续不间断称量,并将页岩下端面接触待吸液面并浸入一定的深度,例如浸入页面1mm, 然后连续称量不同时间下页岩样品的质量变化,其增量即为吸液量。所述预设的时间间隔 即为两次质量记录之间的时间间隔。可以理解的是,初期页岩样品的吸液速度快,要求记录 的时间间隔短;后期吸液速度变慢,记录的时间间隔可以延长;页岩质量不变化时结束实 验,最长实验时间可以200小时为结束标准。
[0042] 步骤S220:基于实时获取的所述页岩样品的各个物性参数以及所述页岩样品的质 量变化,获取所述页岩样品的自吸能力评价结果。
[0043] 本实施例中,可以结合自吸量公式
Figure CN108169097AD00071
[0045] 来评价页岩样品的接触面积、渗透率、粘度、饱和度等影响因素影响页岩自吸能力 的规律。特别的,还可以通过选择不同的页岩样品(不同岩性、层理、渗透率、含水、面积、长 度等)开展不同待吸液体(煤油、蒸馏水、KCl溶液、压裂液等)的自吸实验,固定其它因素,只 改变接触面积、渗透率、粘度、饱和度等单因素,研究不同单因素下页岩自吸能力。
[0046] 请参照图3,本实施例中,进一步的,所述步骤S200之前还可以包括如下步骤:
[0047] 步骤S300:将页岩岩心通过线切割方法处理成不同规格的页岩样品。
[0048] 本实施例中,可通过控制电机对页岩岩心进行精密线切割以获得不同规格(例如 不同岩性、层理、渗透率、含水、面积、长度等)的页岩样品。优选的,可以将页岩岩心用线切 割方法制成不同长度、不同面积的柱状页岩岩心样品,同时考虑平行层理/垂直层理页岩、 不同小层不同岩性页岩、不同渗透率页岩等。线切割方法完好保存了页岩的原始含水孔隙 度、孔隙结构、渗透率等物性参数,可以避免水钻取样品时遇水膨胀、机械振动等对页岩的 伤害。
[0049] 请参照图4,本实施例中,进一步的,所述步骤S210之前还可以包括如下步骤:
[0050] 步骤S400:将所述页岩样品的侧面进行蜡密封处理,将所述页岩样品的底面作为 吸液接触面,将所述页岩样品的顶面作为排气孔。
[0051] 本实施例中,可以将柱状页岩样品侧面涂上一层薄薄的蜡密封,而页岩样品的顶 面作为排气孔、底面作为吸液接触面,则不能用蜡封住。在进行蜡密封后,还可以测试页岩 样品的长度、底面积、孔隙度、渗透率等参数。
[0052] 请参照图5,本实施例中,进一步的,所述步骤S210之前还可以包括如下步骤:
[0053] 步骤S500:将所述页岩样品的底面接触待吸液面并浸入预设深度。
[0054] 本实施例中,选择将所述页岩样品的底面接触待吸液面并浸入预设深度,而不是 现有技术中的全部浸没,可以有效避免气泡的产生,提高实验结果的准确性。本实施例中, 所述预设深度可以是Imm,也可以是其他深度值。
[0055] 请参照图6,本实施例中,进一步的,所述步骤S210之前还可以包括如下步骤:
[0056] 步骤S600:对盛装待吸液体的容器进行封闭。
[0057] 本实施例中,对盛装挥发性待吸液体的容器进行封闭,可以防止待吸液体的挥发, 确保实验环境的总质量恒定,提高实验结果的准确性。在实验时,室内环境温度要恒定,可 以减少页岩样品中气体热胀冷缩导致测试结果的波动。本实施例中,液体由页岩样品的底 面单向吸入,而气体则由页岩样品的顶部排出,不会出现束缚气,影响液体的自吸。
[0058] 请参照图7,本实施例中,进一步的,所述步骤S210还可以包括如下子步骤:
[0059] 步骤S700:设定按照预设时间间隔分布的质量测量时间点;
[0060] 本实施例中,所述预设时间间隔可以是随实验总时间由短变长,初期页岩样品的 吸液速度快,要求记录的时间间隔短;后期吸液速度变慢,记录的时间间隔可以延长;页岩 质量不变化时结束实验,最长实验时间可以200小时为结束标准。
[0061] 步骤S710:获取每个所述质量测量时间点下的部分浸入待吸液面的所述页岩样品 的质量;
[0062] 步骤S720:根据每个所述质量测量时间点下的部分浸入待吸液面的所述页岩样品 的质量,获得所述页岩样品的质量变化。
[0063] 本实施例中,通过连续称量不同时间点下页岩的质量,即可获取页岩样品质量在 不同时刻的变化量,该页岩样品质量的质量变化增加量即为页岩的吸液量。
[0064] 请参照图8,本实施例中,进一步的,所述步骤S220还可以包括如下子步骤:
[0065] 步骤S800:基于所述页岩样品的各个物性参数以及所述页岩样品的质量变化,获 取所述页岩样品的自吸液量和自吸速率;
[0066] 本实施例中,可以结合自吸量公式
Figure CN108169097AD00081
[0068]以及自吸速率公式
Figure CN108169097AD00082
[0070]来评价页岩样品的接触面积、渗透率、粘度、饱和度等页岩样品的各个影响参素影 响自吸能力的规律。
[0071] 式中,Vimb为吸入液体积,cm3;p。为毛细管力,Pa; Φ为孔隙度,小数;kw为渗透率, md; μ»为液体的黏度,mPas; L为岩心长度,cm; Ac为吸水截面积,cm; t为渗吸时间,h; Af为页岩 自吸液体积速度;Sw为前缘含水饱和度,小数。
[0072] 步骤S810:基于所述自吸液量和所述自吸速率评价所述页岩样品的自吸特征。
[0073] 本实施例中,可通过上述步骤获得的自吸液量Vimb (单位体积下吸液量)、自吸速率 Af两参数来评价页岩的自吸特征,评价压裂改造效果,预测不同吸液深度、预测压裂液滞留 地层体积大小。
[0074] 本实施例提供的页岩自吸能力评价实验方法,通过线切割的处理方法保证岩心破 损率降至最低,能更好的反映出页岩在地层时的情况;通过特殊的将页岩样品部分浸入的 实验方法,能够实时测量记录页岩样品的重量,且能够适用于不同性质的流体;采用以页岩 样品的各个物性参数的自吸液量、自吸速率作为评价标准的自吸评价方法,能够更好的模 拟地层页岩性质,更便于统一参数评价自吸能力。
[0075] 第二实施例
[0076] 请参照图9,本实施例提供了一种页岩自吸能力评价实验装置900,其包括:
[0077] 物性参数获取模块910,用于获取经过线切割方法处理后的页岩样品的各个物性 参数;
[0078] 质量获取模块920,用于根据预设的时间间隔,实时获取部分浸入待吸液面的所述 页岩样品的质量变化;
[0079] 评价模块930,用于基于实时获取的所述页岩样品的各个物性参数以及所述页岩 样品的质量变化,获取所述页岩样品的自吸能力评价结果。
[0080] 请参照图10,本实施例中,优选的,所述页岩自吸能力评价实验装置900还可以包 括:
[0081] 线切割控制模块940,用于将页岩岩心通过线切割方法处理成不同规格的页岩样 品。
[0082] 第三实施例
[0083] 请参照图11,本实施例提供了一种页岩自吸能力评价实验装置1000,其包括天平 1100、页岩样品1200和烧杯1300,所述页岩样品1200的顶部挂设在所述天平1100上,所述烧 杯1300中盛有待吸液体1400,所述页岩样品1200的底部浸入所述待吸液体1400中,所述页 岩样品1200的侧面经过蜡密封处理。
[0084] 下面介绍利用本发明实施例提供的页岩自吸能力评价实验方法及装置,进行不同 渗透率干燥页岩自吸实验的具体实验步骤:
[0085] ①、用线切割方法将页岩岩心制成不同长度、直径为2.5cm左右的柱状岩心;烘干 岩心,测试页岩样品长度、底面积、孔隙度、渗透率等参数。
[0086] ②、将柱状页岩样品侧面涂上一层薄薄的蜡密封,顶面作为排气孔、底面作为吸液 接触面不能用蜡封住。
[0087] ③、将选择好页岩样品悬挂于天平下面连续不间断称量,页岩下端面接触过滤处 理的返排液并浸入1mm,然后连续称量不同时间下页岩质量变化,其增量即为吸液量。初期 吸液速度快,要求记录的时间间隔短;后期吸液速度变慢,记录的时间间隔可以延长。
[0088] ④、规一化长度5cm岩心,绘制吸液量与时间的双对数曲线,斜线段相交于纵轴表 示页岩自吸速率Af,曲线水平段最大值为自吸液量Vimb。
[0089] 请参照图12,从图12得到三个页岩自吸速率对应渗透率大小分别为0.3126、 0.0871、0.0234,渗透率越大、吸液速率越大;只有两块高渗透页岩达到自吸平衡,出现水平 段,孔隙度越大,吸液量越大。
[0090] 下面介绍利用本发明实施例提供的页岩自吸能力评价实验方法及装置,进行垂向 与水平方向页岩自吸实验的具体实验步骤:
[0091] ①、用线切割方法沿垂向方向、水平方向制成不同长度、直径为2.5cm左右的柱状 岩心;烘干岩心,测试页岩样品长度、底面积、孔隙度、渗透率等参数。
[0092] ②、将柱状页岩样品侧面涂上一层薄薄的蜡密封,顶面作为排气孔、底面作为吸液 接触面不能用蜡封住。
[0093] ③、将选择好页岩样品悬挂于天平下面连续不间断称量,页岩下端面接触过蒸馏 水并浸入1mm,然后连续称量不同时间下页岩质量变化,其增量即为吸液量。初期吸液速度 快,要求记录的时间间隔短;后期吸液速度变慢,记录的时间间隔可以延长。
[0094] ④、规一化长度5cm岩心,绘制吸液量与时间的双对数曲线,斜线段相交于纵轴表 示页岩自吸速率Af,曲线水平段最大值为自吸液量Vimb。
[0095] 请参照图13,从图13得到垂直与水平方向页岩自吸速率分别为0.0420、0.2040,水 平渗透率大、吸液速率就大;只有水平方向高渗透页岩达到自吸平衡,出现水平段。
[0096] 下面介绍利用本发明实施例提供的页岩自吸能力评价实验方法及装置,进行原始 含水页岩自吸1 〇 % KCl溶液实验的具体实验步骤:
[0097] ①、用线切割方法切割页岩(保持原始含水状态)制成不同长度、直径为2.5cm左右 的柱状岩心;不烘干岩心,直接测试页岩样品长度、底面积、渗透率等参数(实验结束后再测 量孔隙度)。
[0098] ②、将柱状页岩样品侧面涂上一层薄薄的蜡密封,顶面作为排气孔、底面作为吸液 接触面不能用蜡封住。
[0099] ③、将选择好页岩样品悬挂于天平下面连续不间断称量,页岩下端面接触过10% KCl溶液并浸入Imm,然后连续称量不同时间下页岩质量变化,其增量即为吸液量。初期吸液 速度快,要求记录的时间间隔短;后期吸液速度变慢,记录的时间间隔可以延长。
[0100] ④、规一化长度5cm岩心,绘制吸液量与时间的双对数曲线,斜线段相交于纵轴表 示页岩自吸速率Af,曲线水平段最大值为自吸液量Vimb。
[0101] 请参照图14,从图14得到原始含水页岩自吸KCl溶液的自吸速率分别为0.1684、 0.0165(分别对应高、低渗透率岩心),渗透率大、吸液速率就大;两块页岩都没有达到自吸 平衡而出现水平段。
[0102] 综上所述,本发明实施例提供的页岩自吸能力评价实验方法及装置,首先通过获 取经过线切割方法处理后的页岩样品的各个物性参数,可以避免水钻取样品时遇水膨胀、 机械振动等对页岩的伤害,以获得经过线切割后保存完好的页岩样品的原始物理性质参 数;再根据预设的时间间隔,实时获取部分浸入待吸液面的所述页岩样品的质量变化,可将 所述页岩样品的质量变化增量作为页岩样品的吸液量;最后基于实时获取的所述页岩样品 的各个物性参数以及所述页岩样品的质量变化,获取所述页岩样品的自吸能力评价结果, 可用于评价所述页岩样品的各个物性参数对所述页岩样品的自吸能力的影响规律。和现有 技术相比,本发明提供了一种实验结果更为准确的页岩自吸能力评价实验方法及装置,通 过线切割的处理方法保证岩心破损率降至最低,能更好的反映出页岩在地层时的情况;通 过特殊的将页岩样品部分浸入的实验方法,能够实时测量记录页岩样品的重量,且能够适 用于不同性质的流体;采用以页岩样品的各个物性参数的自吸液量、自吸速率作为评价标 准的自吸评价方法,能够更好的模拟地层页岩性质,更便于统一参数评价自吸能力。以上所 述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发 明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改 进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种页岩自吸能力评价实验方法,其特征在于,所述方法包括: 获取经过线切割方法处理后的页岩样品的各个物性参数; 根据预设的时间间隔,实时获取部分浸入待吸液面的所述页岩样品的质量变化; 基于实时获取的所述页岩样品的各个物性参数以及所述页岩样品的质量变化,获取所 述页岩样品的自吸能力评价结果。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,获取经过线切割方法处理后的页岩样品的 各个物性参数之前,还包括: 将页岩岩心通过线切割方法处理成不同规格的页岩样品。
3. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据预设的时间间隔,实时获取部分浸入 待吸液面的所述页岩样品的质量变化之前,还包括: 将所述页岩样品的侧面进行蜡密封处理,将所述页岩样品的底面作为吸液接触面,将 所述页岩样品的顶面作为排气孔。
4. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据预设的时间间隔,实时获取部分浸入 待吸液面的所述页岩样品的质量变化之前,还包括: 将所述页岩样品的底面接触待吸液面并浸入预设深度。
5. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据预设的时间间隔,实时获取部分浸入 待吸液面的所述页岩样品的质量变化之前,还包括: 对盛装待吸液体的容器进行封闭。
6. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据预设的时间间隔,实时获取部分浸入 待吸液面的所述页岩样品的质量变化,包括: 设定按照预设时间间隔分布的质量测量时间点; 获取每个所述质量测量时间点下的部分浸入待吸液面的所述页岩样品的质量; 根据每个所述质量测量时间点下的部分浸入待吸液面的所述页岩样品的质量,获得所 述页岩样品的质量变化。
7. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于实时获取的所述页岩样品的各个物性 参数以及所述页岩样品的质量变化,获取所述页岩样品的自吸能力评价结果,包括: 基于所述页岩样品的各个物性参数以及所述页岩样品的质量变化,获取所述页岩样品 的自吸液量和自吸速率; 基于所述自吸液量和所述自吸速率评价所述页岩样品的自吸特征。
8. —种页岩自吸能力评价实验装置,其特征在于,包括: 物性参数获取模块,用于获取经过线切割方法处理后的页岩样品的各个物性参数; 质量获取模块,用于根据预设的时间间隔,实时获取部分浸入待吸液面的所述页岩样 品的质量变化; 评价模块,用于基于实时获取的所述页岩样品的各个物性参数以及所述页岩样品的质 量变化,获取所述页岩样品的自吸能力评价结果。
9. 根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述装置还包括: 线切割控制模块,用于将页岩岩心通过线切割方法处理成不同规格的页岩样品。
10. —种页岩自吸能力评价实验装置,其特征在于,包括天平、页岩样品和烧杯,所述页 岩样品的顶部挂设在所述天平上,所述烧杯中盛有待吸液体,所述页岩样品的底部浸入所 述待吸液体中,所述页岩样品的侧面经过蜡密封处理。
CN201711471343.6A 2017-12-27 2017-12-27 页岩自吸能力评价实验方法及装置 Pending CN108169097A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711471343.6A CN108169097A (zh) 2017-12-27 2017-12-27 页岩自吸能力评价实验方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711471343.6A CN108169097A (zh) 2017-12-27 2017-12-27 页岩自吸能力评价实验方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108169097A true CN108169097A (zh) 2018-06-15

Family

ID=62520062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711471343.6A Pending CN108169097A (zh) 2017-12-27 2017-12-27 页岩自吸能力评价实验方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108169097A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109632578A (zh) * 2018-12-29 2019-04-16 西南石油大学 一种页岩储层强制自吸量预测方法
CN111208049A (zh) * 2020-02-07 2020-05-29 中国石油大学(北京) 一种致密砂岩渗吸效果评价方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203680559U (zh) * 2013-12-23 2014-07-02 中国石油天然气集团公司 一种线切割装置及用于页岩柱塞状岩心加工的线切割系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203680559U (zh) * 2013-12-23 2014-07-02 中国石油天然气集团公司 一种线切割装置及用于页岩柱塞状岩心加工的线切割系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱义新 等: "《泥页岩自发吸水的实验与模拟分析》", 《油气藏地质及开发工程国家重点实验室第五次国际学术会议论文集》 *
蔡建超 等: "《多孔介质自发渗吸研究进展》", 《力学进展》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109632578A (zh) * 2018-12-29 2019-04-16 西南石油大学 一种页岩储层强制自吸量预测方法
CN109632578B (zh) * 2018-12-29 2020-04-24 西南石油大学 一种页岩储层强制自吸量预测方法
CN111208049A (zh) * 2020-02-07 2020-05-29 中国石油大学(北京) 一种致密砂岩渗吸效果评价方法及装置
CN111208049B (zh) * 2020-02-07 2021-01-15 中国石油大学(北京) 一种致密砂岩渗吸效果评价方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Moinfar et al. Development of an efficient embedded discrete fracture model for 3D compositional reservoir simulation in fractured reservoirs
Ng et al. Advanced unsaturated soil mechanics and engineering
Bear Dynamics of fluids in porous media
Meng et al. A critical review on fundamental mechanisms of spontaneous imbibition and the impact of boundary condition, fluid viscosity and wettability
Ghanbari et al. Flowback volumetric and chemical analysis for evaluating load recovery and its impact on early-time production
Cary et al. Resilient modulus for unsaturated unbound materials
CN104407118B (zh) 一种碳酸盐岩溶蚀作用与溶蚀效应的分析方法
Prats Effect of vertical fractures on reservoir behavior-incompressible fluid case
Shokri et al. What determines drying rates at the onset of diffusion controlled stage‐2 evaporation from porous media?
Oren et al. Extending predictive capabilities to network models
Coussot et al. Rheophysical classification of concentrated suspensions and granular pastes
US8950252B2 (en) High pressure rock core testing
Morrow et al. Recovery of oil by spontaneous imbibition
US9305121B2 (en) Method and system for modeling fractures in ductile rock
Wilson et al. On the theory of consolidation with double porosity
Huinink et al. How ions distribute in a drying porous medium: A simple model
CN103412111B (zh) 岩心测量系统和方法
CN104533370B (zh) 压裂水平井油藏、裂缝、井筒全耦合模拟方法
Schmid et al. Universal scaling of spontaneous imbibition for arbitrary petrophysical properties: water-wet and mixed-wet states and Handy's conjecture
RU2331057C2 (ru) Способ и устройство для оценки физических параметров подземного месторождения полезных ископаемых на основе исследования отобранных из этого месторождения фрагментов горной породы
Jackson et al. Prediction of wettability variation and its impact on flow using pore-to reservoir-scale simulations
Huo et al. Experimental investigation of stress-dependency of relative permeability in rock fractures
Cai et al. Fractal characterization of spontaneous co-current imbibition in porous media
US20140332207A1 (en) Methods To Characterize Underground Formation
Mason et al. Developments in spontaneous imbibition and possibilities for future work

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200414

Address after: 100020 No. 22 North Main Street, Chaoyang District, Beijing, Chaoyangmen

Applicant after: China Petroleum & Chemical Corp.

Applicant after: EXPLORATION AND DEVELOPMENT RESEARCH INSTITUTE OF SINOPEC JIANGHAN OILFIELD Co.

Address before: 430000 18 University Garden Road, East Lake hi tech Development Zone, Wuhan, Hubei (China Science and Technology Park)

Applicant before: EXPLORATION AND DEVELOPMENT RESEARCH INSTITUTE OF SINOPEC JIANGHAN OILFIELD Co.