CN108645740B - 一种岩心自吸压裂液后返排率的测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩心自吸压裂液后返排率的测量方法及其装置，该测试方法用于测试岩心对压裂液的返排率，该测试装置用以模拟实施上述测量方法。两者的原理都是根据岩心自吸压裂液的质量数据、返排出的压裂液的质量数据得到压裂液返排率，其测试的结果准确性较高，计算方式简单，具有一定的工程实用价值。

Description

一种岩心自吸压裂液后返排率的测量方法及装置

技术领域

本发明属于低渗透油气勘探开发领域，特别是涉及一种岩心自吸压裂液后返排率的测量方法，还涉及一种岩心自吸压裂液后返排率的测量装置。

背景技术

随着我国油气资源勘探开发的逐渐深入，油气开发逐渐走向页岩气、致密油、致密气等领域，勘探开发的证据表明我国的页岩气、致密油等非常规油气藏的储量丰富，能否有效的开发以上资源关系到我国油气资源行业未来发展的大计。低孔、低渗、难动用是低渗透油气田最显著的特点，随着水平井技术、体积压裂技术的进展，包括页岩气在内的很多低渗透领域已基本能够实现经济开采。国内外的页岩气压裂施工表明，大量压裂液注入页岩地层后，返排率普遍低于30％，有些页岩气井返排率甚至低于5％，目前对于大量压裂液注入后引起的低返排率机理及其对产能影响的认识仍然不清楚。

因此，要想对压裂液返排率的机理有清晰的认识，就需要开展压裂液返排率相关的实验研究，在实验的基础上建立压裂液在页岩储层中滞留与吸收模型，进一步探索返排率对储层压裂改造效果和产能的意义。但是，影响压裂液返排率的因素复杂，并且岩心对压裂液自吸的速率较慢，实验过程中压裂液的自然损耗等因素会对实验结果造成误差，影响实验结果的准确性。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种岩心自吸压裂液后返排率的测量方法，用于测试岩心对压裂液的返排率。

本发明的第二个目的是提供一种岩心自吸压裂液后返排率的测量装置，用以模拟实施上述岩心自吸压裂液后返排率的测量方法。

为了达到上述第一个目的，本发明所采用的第一种技术方案是，一种岩心自吸压裂液后返排率的测量方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，利用不具备吸附压裂液性能的材料制备人工岩心试样品，利用实际岩心制作实际岩心试样品，所述人工岩心试样品的大小和形状与所述实际岩心试样品的大小和形状相同；

步骤2，在恒温密封条件下，将通过步骤1得到的人工岩心试样品和实际岩心试样品分别置于一个盛有压裂液的压裂液容器中吸附压裂液，每个压裂液容器上连接的自吸量获取模块实时监测压裂液余量的；

步骤3，以同样的加持力将步骤2得到的吸附压裂液后的人工岩心试样品和实际岩心试样品分别置于一个返筒液接收筒中，之后向人工岩心试样品和实际岩心试样品注入一定压力的气体，人工岩心试样品和实际岩心试样品中的压裂液开始返排，每个返筒液接收筒上连接的返排量获取模块实时检测压裂液收集量；

步骤4，电脑根据自吸量获取模块和返排量获取模块获取的数据，计算出岩心自吸压裂液后的返排率。

为了实现上述第二个目的，本发明所采用的第二种技术方案是，一种岩心自吸压裂液后返排率的测量装置，包括恒温箱，所述恒温箱内设置有岩心自吸压裂液机构和压裂液排出机构，恒温箱外侧设置有吸取量获取模块、返排量获取模块和电脑，所述吸取量获取模块和所述返排量获取模块分别与电脑电连接；所述岩心自吸压裂液机构包含两个压裂液容器，每个所述压裂液容器的底部均设置有第一应力传感器，每个所述第一应力传感器均与吸取量获取模块连接；所述压裂液排出机构包含岩心夹持器、注气泵和两个返排液接收筒，所述注气泵的出气口正对所述岩心夹持器，所述返排液接收筒位于岩心夹持器的下侧，每个返排液接收筒的底部分别设置有第二应力传感器，所述第二应力传感器分别与返排量获取模块连接。

本发明的第二种技术方案，还具有以下特点：

所述注气泵的出气口设置有两个输气管，每个所述输气管的出口均正对所述岩心夹持器。

每个所述输气管上分别设置有流量计和压力表。

所述岩心夹持器内还设置有X射线发射器和X射线探测器，所述X射线探测器与所述返排量获取模块连接。

本发明的有效果是：本发明的岩心自吸压裂液后返排率的测量方法及其装置，可根据岩心自吸压裂液的质量数据、返排出的压裂液的质量数据得到压裂液返排率，其测试的结果准确性较高，计算方式简单，具有一定的工程实用价值。

附图说明

图1是本发明的一种岩心自吸压裂液后返排率的测量装置中实现压裂液自吸部分的结构示意图；

图2是本发明的一种岩心自吸压裂液后返排率的测量装置中实现压裂液返排部分的结构示意图。

图中，1.恒温箱，2.人工岩心试样品，3.电脑，4.自吸量获取模块，5.压裂液容器，6.实际岩心试样品，7.注气泵，8.流量计，9.压力表，10.X射线探测器，11.X射线发射器，12.返排液接收筒，13.返排量获取模块，14.岩心夹持器。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施例对本发明的技术方案作进一步地详细说明。

如图1所示，本发明的一种岩心自吸压裂液后返排率的测量装置，包括恒温箱1，恒温箱1内设置有岩心自吸压裂液机构和压裂液排出机构，恒温箱1外侧设置有吸取量获取模块4、返排量获取模块13和电脑3，吸取量获取模块4和返排量获取模块13分别与电脑3电连接。

其中，岩心自吸压裂液机构主要是用于实际岩心试样品6和人工岩心试样品2吸附压裂液，包含两个压裂液容器5，每个压裂液容器5内盛装有压裂液，每个压裂液容器5的底部均设置有第一应力传感器，第一应力传感器用于检测压裂液容器5内压裂液的储存量，每个第一应力传感器均与吸取量获取模块4连接，通过吸取量获取模块4将第一应力传感器检测到的信号传递给电脑3；结合图2，压裂液排出机构包含岩心夹持器14、注气泵7和两个返排液接收筒12，注气泵7的出气口正对岩心夹持器14，返排液接收筒12位于岩心夹持器14的下侧，每个返排液接收筒12的底部分别设置有第二应力传感器，第二应力传感器用于检测返排液接收筒12内压裂液的储存量，第二应力传感器分别与返排量获取模块13连接，通过返排量获取模块13将第二应力传感器检测到的信号传递给电脑3，返排量获取模块13和吸取量获取模块4的本质为信号处理模块；注气泵7的出气口设置有两个输气管，每个输气管的出口均正对岩心夹持器14，每个输气管上分别设置有流量计8和压力表9，可以调节夹持在岩心夹持器14内的实际岩心试样品6和人工岩心试样品2所受到的气压，岩心夹持器14内还设置有X射线发射器11和X射线探测器10，X射线探测器10与返排量获取模块13连接，用以辅助检测实际岩心试样品6内是否还有压裂液过流，判断压裂液的排出是否可以确定结束。

本发明的一种岩心自吸压裂液后返排率的测量方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，利用不具备吸附压裂液性能的材料制备人工岩心试样品2，利用实际岩心制作实际岩心试样品6，人工岩心试样品2的大小和形状与实际岩心试样品6的大小和形状相同；

步骤2，在恒温密封条件下，将通过步骤1得到的人工岩心试样品2和实际岩心试样品6分别置于一个盛有压裂液的压裂液容器5中吸附压裂液，每个压裂液容器5上连接的自吸量获取模块4实时监测压裂液余量的；

步骤3，以同样的加持力将步骤2得到的吸附压裂液后的人工岩心试样品2和实际岩心试样品6分别置于一个返筒液接收筒12中，之后向人工岩心试样品2和实际岩心试样品6注入一定压力的气体，人工岩心试样品2和实际岩心试样品6中的压裂液开始返排，每个返筒液接收筒12上连接返排量获取模块13实时检测压裂液收集量；

步骤4，电脑根据自吸量获取模块4和返排量获取模块13获取的数据，计算出岩心自吸压裂液后的返排率。

实际岩心试样品6自吸压裂液的质量计算公式如下：M_吸＝M₀－M₁，式中：M_吸为实际岩心试样品6自吸压裂液的质量，单位为mg；M₁为自吸量获取模块从人工岩心试样品2获取的压裂液的自然损耗数值，单位为mg；M₀为实际岩心试样品6对压裂液的总损耗值，单位为mg；实际岩心试样品6对压裂液的总损耗值由两部分，一是实际岩心试样品6自吸压裂液的质量，另一部分是实验过程中压裂液的实验损。实验过程中，实际岩心试样品6压裂液的返排率的准确计算对于评价岩心对压裂液的吸收能力和吸收规律具有重要意义，需要在实验的基础上建立压裂液在页岩储层中滞留与吸收模型，建立模型后要与传统的计算模型进行对比分析，以进一步修正实验过程中的不足、提高实验结果的准确定度，其中岩心自吸压裂液的理论值可以根据以下公式计算得到。

向所述实际岩心试样品6中注入气体，使得所述实际岩心试样品6一端的压力数值达到预测的地层压力的数值，另一端与大气相通，压力等于大气压，模拟压裂液从地层中返排到井筒中的过程。

压裂液返排率的计算公式如下：

式中：R为压裂液返排率，M_排为实验模块岩心返排出的压裂液的质量，单位为mg；M_吸为实验模块岩心自吸压裂液的质量，单位为mg。

Claims (5)

1.一种岩心自吸压裂液后返排率的测量方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，利用不具备吸附压裂液性能的材料制备人工岩心试样品(2)，利用实际岩心制作实际岩心试样品(6)，所述人工岩心试样品(2)的大小和形状与所述实际岩心试样品(6)的大小和形状相同；

步骤2，在恒温密封条件下，将通过步骤1得到的人工岩心试样品(2)和实际岩心试样品(6)分别置于一个盛有压裂液的压裂液容器(5)中吸附压裂液，每个压裂液容器(5)上连接的自吸量获取模块(4)实时监测压裂液余量的；

步骤3，以同样的加持力将步骤2得到的吸附压裂液后的人工岩心试样品(2)和实际岩心试样品(6)分别置于一个返筒液接收筒(12)中，之后向人工岩心试样品(2)和实际岩心试样品(6)注入一定压力的气体，人工岩心试样品(2)和实际岩心试样品(6)中的压裂液开始返排，每个返筒液接收筒(12)上连接返排量获取模块(13)实时检测压裂液收集量；

步骤4，电脑根据自吸量获取模块(4)和返排量获取模块(13)获取的数据，计算出岩心自吸压裂液后的返排率。

2.一种岩心自吸压裂液后返排率的测量装置，其特征在于，包括恒温箱(1)，所述恒温箱(1)内设置有岩心自吸压裂液机构和压裂液排出机构，恒温箱(1)外侧设置有自吸取量获取模块(4)、返排量获取模块(13)和电脑(3)，所述吸取量获取模块(4)和所述返排量获取模块(13)分别与电脑电(3)连接；

所述岩心自吸压裂液机构包含两个压裂液容器(5)，每个所述压裂液容器(5)的底部均设置有第一应力传感器，每个所述第一应力传感器均与吸取量获取模块(4)连接；

所述压裂液排出机构包含岩心夹持器(14)、注气泵(7)和两个返排液接收筒(12)，所述注气泵(7)的出气口正对所述岩心夹持器(14)，所述返排液接收筒(12)位于岩心夹持器(14)的下侧，每个返排液接收筒(12)的底部分别设置有第二应力传感器，所述第二应力传感器分别与返排量获取模块(13)连接。

3.根据权利要求2所述的岩心自吸压裂液后返排率的测量装置，其特征在于，所述注气泵(7)的出气口设置有两个输气管，每个所述输气管的出口均正对所述岩心夹持器(14)。

4.根据权利要求3所述的岩心自吸压裂液后返排率的测量装置，其特征在于，每个所述输气管上分别设置有流量计(8)和压力表(9)。

5.根据权利要求4所述的岩心自吸压裂液后返排率的测量装置，其特征在于，所述岩心夹持器(14)内还设置有X射线发射器(11)和X射线探测器(10)，所述X射线探测器(10)与所述返排量获取模块(13)连接。

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