CN111305806B

CN111305806B - 自支撑裂缝导流能力的分析方法及装置

Info

Publication number: CN111305806B
Application number: CN201811425064.0A
Authority: CN
Inventors: 修乃岭; 胥云; 严玉忠; 管保山; 王欣; 王臻; 付海峰; 梁天成; 田国荣
Original assignee: Petrochina Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2022-06-03
Anticipated expiration: 2038-11-27
Also published as: CN111305806A

Abstract

本发明公开了一种自支撑裂缝导流能力的分析方法及装置，该方法包括：在预设围压下对岩心样品进行剪切，形成错动位移为预设位移量的自支撑裂缝，根据Izbash定律和气体状态方程，确定所述自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程，根据所述幂指数形式的气体流动方程确定所述自支撑裂缝的气体流量方程，根据所述气体流量方程，利用最小二乘法确定所述自支撑裂缝的导流能力。本发明以气体为介质，避免岩屑液体对自支撑裂缝导流能力分析的伤害影响。另一方面，利用基于幂指数形式的气体流动方程确定自支撑裂缝的导流能力，可以更准确的表达自支撑裂缝的导流能力。因此，本发明可以提高分析自支撑裂缝导流能力的精确性。

Description

自支撑裂缝导流能力的分析方法及装置

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，尤其涉及一种自支撑裂缝导流能力的分析方法及装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

页岩气是我国重要的非常规能源，但由于页岩气储层具有低孔低渗的特点，其开采难度较大，目前主要采用大规模低粘滑溜水进行体积压裂的方式。页岩储层中天然裂缝较为发育，在水力压裂过程中，流体压力和地层应力的改变引发天然裂缝的张性或剪切破坏，从而形成储层改造体积(SRV)，实现体积压裂。但是滑溜水携砂能力有限，大部分裂缝中没有支撑剂支撑，而缝面发生剪切滑动可促使粗糙裂缝的凸起起到支撑裂缝的作用，缺少支撑剂的裂缝闭合后形成残余缝隙。这些自支撑裂缝是页岩气流动的重要通道，研究自支撑裂缝的导流能力，对页岩气开发具有重要指导意义。

目前，国内外对自支撑裂缝的导流能力进行了大量研究，但仍存在诸多不足。一方面，采用清水或添加了黏土稳定剂的溶液作为测试流体，其在自支撑裂缝中的流动性与页岩气本身在自支撑裂缝中的流动性差别较大，且液体测试流体与页岩发生的理化反应也会对自支撑裂缝导流能力的测试结果产生较大的影响，导致自支撑裂缝导流能力测试的精确性较差。另一方面，现有对自支撑裂缝导流能力的研究不考虑测试流体高速流动时的非达西效应，这样测试出的自支撑裂缝的导流能力和自支撑裂缝实际的导流能力存在一定的偏差，同样会导致自支撑裂缝导流能力测试的精确性较差。

因此，现有技术中确定自支撑裂缝的导流能力存在精确性较差的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种自支撑裂缝导流能力分析方法，用以提高分析自支撑裂缝导流能力的精确性，该确定方法包括：

在预设围压下对岩心样品进行剪切，形成错动位移为预设位移量的自支撑裂缝；

根据Izbash定律和气体状态方程，确定所述自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程；

根据所述幂指数形式的气体流动方程确定所述自支撑裂缝的气体流量方程；

根据所述气体流量方程，利用最小二乘法确定所述自支撑裂缝的导流能力。

本发明实施例还提供一种自支撑裂缝导流能力分析装置，用以提高分析自支撑裂缝导流能力的精确性，该确定装置包括：

剪切模块，用于在预设围压下对岩心样品进行剪切，形成错动位移为预设位移量的自支撑裂缝；

流动方程确定模块，用于根据Izbash定律和气体状态方程，确定所述自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程；

流量方程确定模块，用于根据所述幂指数形式的气体流动方程确定所述自支撑裂缝的气体流量方程；

导流能力确定模块，用于根据所述气体流量方程，利用最小二乘法确定所述自支撑裂缝的导流能力。

本发明实施例中，在预设围压下对岩心样品进行剪切，形成错动位移为预设位移量的自支撑裂缝，根据Izbash定律和气体状态方程，确定所述自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程，根据所述幂指数形式的气体流动方程确定所述自支撑裂缝的气体流量方程，根据所述气体流量方程，利用最小二乘法确定所述自支撑裂缝的导流能力。本发明实施例，在预设围压下对岩心样品进行剪切形成自支撑裂缝，并以气体作为分析介质，可以避免岩屑对自支撑裂缝导流能力分析的影响。另一方面，利用基于幂指数形式的气体流动方程确定自支撑裂缝的导流能力，可以更准确的表达自支撑裂缝的导流能力。因此，本发明实施例可以提高分析自支撑裂缝导流能力的精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。在附图中：

图1为本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析方法的实现流程图；

图2为本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析方法中步骤102的实现流程图；

图3为本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析方法中确定气体流动方程的幂指数的实现流程图；

图4为本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析方法中步骤104的实现流程图；

图5为本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析方法的另一实现流程图；

图6为本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析的功能模块图；

图7为本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析装置中流动方程确定模块602的结构框图；

图8为本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析装置中确定气体流动方程的幂指数的结构框图；

图9为本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析装置中导流能力确定模块604的结构框图；

图10为本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析装置的另一功能模块图；

图11为本发明实施例提供的不同样品的自支撑裂缝导流能力随错动位移的变化示意图；

图12为本发明实施例提供的不同样品的自支撑裂缝导流能力随围压的变化示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

图1示出了本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析方法的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，自支撑裂缝导流能力的分析，其包括：

步骤101，在预设围压下对岩心样品进行剪切，形成错动位移为预设位移量的自支撑裂缝；

步骤102，根据Izbash定律和气体状态方程，确定所述自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程；

步骤103，根据所述幂指数形式的气体流动方程确定所述自支撑裂缝的气体流量方程；

步骤104，根据所述气体流量方程，利用最小二乘法确定所述自支撑裂缝的导流能力。

围压，是指岩石的周围岩体对它所施加的压力。在地下深处的岩石的围压，主要是由上覆岩石的重量所致，常称为静岩压力。地壳岩石的围压随埋深的增加而增加，两者大体上呈线性关系。非均匀的各项压缩能增强岩石的弹、韧性，并提高岩石的强度。

断层错动，是由于受到外力作用，断层面两侧岩体(上盘、下盘)沿着断层面发生相对位移(相对的上升或者下降)的现象。在本发明实施例中，对岩心样品进行剪切造缝，使岩心样品形成错动位移为预设位移量的自支撑裂缝。

在本发明实施例中，所述预设围压为预先设定的围压，例如预设围压可以是10MPa所述预设围压可以根据实际实验条件进行设定，本领域技术人员可以理解的是，还可以将所述预设围压设定为20MPa。本发明实施例对此并不做特别的限制。

所述预设位移量为预先设定的位移量，例如可以将所述预设位移量设定为0.1mm。本领域技术人员可以理解的是，还可以根据实际需要，将所述预设位移量设定为其他的位移量，例如可以将上所述预设位移量设定为1mm或者0.5mm，本发明对此并不作特别的限制。

在进一步的实施例中，所述岩心样品为圆柱体状岩心样品。在更进一步的实施例中，所述圆柱体状岩心样品的直径为25mm，长度为50mm。

在对岩心样品进行剪切时，采用密封套对岩心样品进行密封，放置在剪切盒中，利用剪切-渗流试验机在预设围压下对岩心样品进行剪切，形成自支撑裂缝。在进一步的实施例中，所述自支撑裂缝为沿轴向方向的裂缝。另外，实验时所采用的流体介质为气体，在进一步的实施例中，所述流体介质为高纯氮气，在气体压力低、温度为室温的条件下，氮气科可视为理想气体。

Izbash定律，是描述流体渗流速度与压力梯度关系的经验方程式，表述为流体渗流速度为压力梯度的幂率方程。

气体状态方程，是描述理想气体在处于平衡状态时，压强、体积、物质的量以及温度之间关系的状态方程。其方程表达式为：

PV＝nRT；

其中，P为理想气体的压强，V为理想气体的体积，n表示物体气体的量，R为理想气体常数，T为理想气体的热力学温度。

为了精确确定上述自支撑裂缝的导流能力，在本发明实施例中，根据上述Izbash定律和气体状态方程，确定自支撑裂缝的气体流动方程。其中，该气体流动方程表达形式为幂指数形式，即该气体流动方程为幂指数形式的气体流动方程。在本发明实施例中，基于幂指数形式的气体流动方程，可以精确确定自支撑裂缝的导流能力。然后，根据幂指数形式的气体流动方程，对幂指数形式的气体流动方程进行一定的运算和变化，可以得到自支撑裂缝的气体流量方程。

最小二乘法又称最小平方法，是一种数学优化方法，它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据，并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。最后，根据得到的气体流量方程，利用最小二乘法确定所述自支撑裂缝的导流能力。

在本发明实施例中，在预设围压下对岩心样品进行剪切形成自支撑裂缝，以气体作为分析介质，可以避免岩屑液体伤害对自支撑裂缝导流能力分析的影响。另一方面，利用基于幂指数形式的气体流动方程确定自支撑裂缝的导流能力，可以更准确的表达自支撑裂缝的导流能力。因此，本发明实施例可以提高分析自支撑裂缝导流能力的精确性。

图2示出了本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析方法中步骤102的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在进一步的实施例中，如图2所示，步骤102，根据Izbash定律和气体状态方程，确定所述自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程包括：

步骤201，根据Izbash定律和气体状态方程，确定所述自支撑裂缝的气体渗流速度方程；

步骤202，根据所述气体渗流速度方程，确定所述自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程。

根据上述Izbash定律，可以得到自支撑裂缝的气体渗流速度方程的表现形式为：

其中，v为自支撑裂缝的气体渗流速度，p为自支撑裂缝中的气体压力，x为气体沿裂缝方向的流动距离，k_f为自支撑裂缝的宽度，μ为气体粘度，m为幂指数。

根据气体状态方程，结合质量守恒定律，可以得到自支撑裂缝的气体渗流速度方程的表现形式为：

其中，v为自支撑裂缝的气体渗流速度，Q_sc为标准条件下的气体流量，p_sc为标准大气压力，H为自支撑裂缝的高度，w_f为自支撑裂缝的宽度，p为平均气体压力。

在分别根据Izbash定律和气体状态方程，得到自支撑裂缝的气体渗流速度方程后，根据上述两个式子，在不考虑气体流动方向的前提下，有：

且令

其中，p₁为入口压力，p₂为出口压力。

上式经过变形得到：

上述公式为变形后的气体渗流速度方程，进而根据上述变形后的气体渗流速度方程，确定自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程。

图3示出了本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析方法中确定气体流动方程的幂指数的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在进一步的实施例中，如图3所示，确定气体流动方程的幂指数包括：

步骤301，在预设围压和预设出口压力下，获取所述自支撑裂缝在不同入口压力下的气体流量；

步骤302，根据所述气体渗流速度方程，利用不同入口压力和不同入口压力下的气体流量进行幂函数拟合，确定所述气体流动方程的幂指数。

预设出口压力为预先设定的出口压力，例如可以将预设出口压力设定为标准大气压，本领域技术人员可以理解的是，还可以将所述预设出口压力设定为其他的出口压力，本发明实施例对此并不作特别的限制。

在确定自支撑裂缝的导流能力时，岩心样品的围压为预设围压，并保持出口压力不变，即出口压力为预设出口压力的条件下，获取所述自支撑裂缝在不同入口压力下的气体流量。例如获取N组入口压力以及与入口压力对应的气体流量。

然后，根据变形后的气体渗流速度方程：

令：

上述公式变形为：

Y＝k_fw_fX^m；

根据上述公式，N组入口压力以及与入口压力对应的气体流量中第i组入口压力以及与该入口压力对应的气体流量对应(X_i,Y_i)，其中i＝1,2…N-1,N，即利用上述公式和获取的N组入口压力以及与入口压力对应的气体流量进行幂函数拟合，根据拟合后的幂函数确定所述气体流动方程的幂指数。

在本发明实施例中，在预设围压和预设出口压力下，获取所述自支撑裂缝在不同入口压力下的气体流量，进而根据所述气体渗流速度方程，利用不同入口压力和不同入口压力下的气体流量进行幂函数拟合，确定所述气体流动方程的幂指数，可以进一步提高分析自支撑裂缝导流能力的精确性。

在进一步的实施例中，在根据幂指数形式的气体流动方程确定气体流量方程时，根据公式：

分别对气体沿自支撑裂缝的流动距离x以及平均气体压力p进行积分，经变换后得到以下气体流量方程：

其中，Q_sc为标准条件下的气体流量，m为幂指数，L为自支撑裂缝的长度，H为自支撑裂缝的高度，k_fw_f为自支撑裂缝的导流能力，μ为气体粘度，p_sc为标准大气压力，p₁为入口气体压力，p₂为出口气体压力。

图4示出了本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析方法中步骤104的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在进一步的实施例中，如图4所示，步骤104，根据所述气体流量方程，利用最小二乘法确定所述自支撑裂缝的导流能力包括：

步骤401，在所述预设围压和预设出口压力下，获取多组理论气体流量和实际气体流量；

步骤402，确定所述多组理论气体流量和实际气体流量差值的平方和函数；

步骤403，根据所述平方和函数的最小值确定所述自支撑裂缝的导流能力。

在本发明实施例中，为了确定自支撑裂缝的导流能力，在设定的预设围压和预设出口压力条件下，分别获取多组理论气体流量和实际气体流量，例如获取n组理论气体流量和实际气体流量。其中，理论气体流量是指在预设围压和预设出口压力条件下，根据上述气体流量方程计算得到的气体流量，我们可以用Q_计表示理论气体流量；而实际气体流量是指在上述预设围压和预设出口压力条件下，实际测得的气体流量，我们可以用Q_测表示实际气体流量。

在确定多组理论气体流量和实际气体流量差值的平方和函数时，根据上述气体流量方程，令Q_计＝Q_sc，且令

则气体流量方程变形为：Q_计＝Wk_fw_f。

在本发明实施例中，n组理论气体流量和实际气体流量，第i组理论气体流量和实际气体流量为((Q_测i,Q_计i)，其中，i＝1,2…,n-1,n。则多组理论气体流量和实际气体流量差值的平方和函数可以表示为：

其中，S为多组理论气体流量和实际气体流量差值的平方和函数，k_fw_f为自支撑裂缝的导流能力。

最小二乘法即平方和函数S最小为最优判据，当平方和函数S最小时，用平方和函数S对自支撑裂缝的导流能力k_fw_f进行求导，并令导数为等于零，即：

对上述公式进行变形，得到自支撑裂缝的导流能力k_fw_f为：

在本发明实施例中，在所述预设围压和预设出口压力下，获取多组理论气体流量和实际气体流量，确定所述多组理论气体流量和实际气体流量差值的平方和函数，进而根据所述平方和函数的最小值确定所述自支撑裂缝的导流能力，可以进一步的提高分析自支撑裂缝导流能力的精确性。

图5示出了本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析方法的另一实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在进一步的实施例中，如图5所示，自支撑裂缝导流能力的分析方法，还包括：

改变围压和/或错动位移，确定在不同围压和/或不同错动位移下的所述自支撑裂缝的导流能力。

在本发明实施例中，通过改变围压或者改变错动位移，或者同时改变围压和错动位移，以确定在不同的围压条件下自支撑裂缝的导流能力，或者不同错动位移条件下自支撑裂缝的导流能力，可以进一步提高分析自支撑裂缝导流能力的精确性。

本发明实施例中还提供了一种自支撑裂缝导流能力的分析装置，如下面的实施例所述。由于这些装置解决问题的原理与自支撑裂缝导流能力的分析方法相似，因此这些装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图6示出了本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析装置的功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

参考图6，所述自支撑裂缝导流能力的分析装置所包含的各个模块用于执行图1对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图1以及图1对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述自支撑裂缝导流能力的分析装置包括剪切模块601、流动方程确定模块602、流量方程确定模块603以及导流能力确定模块604。

所述剪切模块601，用于在预设围压下对岩心样品进行剪切，形成错动位移为预设位移量的自支撑裂缝；

所述流动方程确定模块602，用于根据Izbash定律和气体状态方程，确定所述自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程；

所述流量方程确定模块603，用于根据所述幂指数形式的气体流动方程确定所述自支撑裂缝的气体流量方程；

所述导流能力确定模块604，用于根据所述气体流量方程，利用最小二乘法确定所述自支撑裂缝的导流能力。

在本发明实施例中，剪切模块601在预设围压下对岩心样品进行剪切，形成错动位移为预设位移量的自支撑裂缝，以气体作为分析介质，可以避免岩屑对自支撑裂缝导流能力分析的影响。另一方面，利用基于幂指数形式的气体流动方程确定自支撑裂缝的导流能力，可以更准确的表达自支撑裂缝的导流能力。因此，本发明实施例可以提高分析自支撑裂缝导流能力的精确性。

图7示出了本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析装置中流动方程确定模块602的结构示意，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在进一步的实施例中，参考图7，所述流动方程确定模块602所包含的各个单元用于执行图2对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图2以及图2对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述流动方程确定模块602包括渗流速度方程确定单元701和流动方程确定单元702。

所述渗流速度方程确定单元701，用于根据Izbash定律和气体状态方程，确定所述自支撑裂缝的气体渗流速度方程。

所述流动方程确定单元702，用于根据所述气体渗流速度方程，确定所述自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程。

图8示出了本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析装置中确定气体流动方程的幂指数的结构示意，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在进一步的实施例中，参考图8，确定气体流动方程的幂指数的结构所包含的各个单元用于执行图3对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图3以及图3对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，确定气体流动方程的幂指数的结构包括第一获取单元801和幂函数拟合单元802。

所述第一获取单元801，用于在预设围压和预设出口压力下，获取所述自支撑裂缝在不同入口压力下的气体流量。

所述幂函数拟合单元802，用于根据所述气体渗流速度方程，利用不同入口压力和不同入口压力下的气体流量进行幂函数拟合，确定所述气体流动方程的幂指数。

在本发明实施例中，第一获取单元801在预设围压和预设出口压力下，获取所述自支撑裂缝在不同入口压力下的气体流量，进而幂函数拟合单元802根据所述气体渗流速度方程，利用不同入口压力和不同入口压力下的气体流量进行幂函数拟合，确定所述气体流动方程的幂指数，可以进一步提高分析自支撑裂缝导流能力的精确性。

图9示出了本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析装置中导流能力确定模块604的结构示意，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在进一步的实施例中，参考图9，所述导流能力确定模块604所包含的各个单元用于执行图4对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图4以及图4对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述导流能力确定模块604包括第二获取单元901、平方和函数确定单元902以及导流能力确定单元903。

所述第二获取单元901，用于在所述预设围压和预设出口压力下，获取多组理论气体流量和实际气体流量。

所述平方和函数确定单元902，用于确定所述多组理论气体流量和实际气体流量差值的平方和函数。

所述导流能力确定单元903，用于根据所述平方和函数的最小值确定所述自支撑裂缝的导流能力。

在本发明实施例中，第二获取单元901在所述预设围压和预设出口压力下，获取多组理论气体流量和实际气体流量，平方和函数确定单元902确定所述多组理论气体流量和实际气体流量差值的平方和函数，进而导流能力确定单元903根据所述平方和函数的最小值确定所述自支撑裂缝的导流能力，可以进一步的提高分析自支撑裂缝导流能力的精确性。

图10示出了本发明实施例提供的自支撑裂缝导流能力的分析装置的另一功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在进一步的实施例中，参考图10，所述自支撑裂缝导流能力的分析装置所包含的各个单元用于执行图5对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图5以及图5对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述自支撑裂缝导流能力的分析装置，在图6所示模块结构的基础上，还包括调整模块1001。

所述调整模块1001，用于改变围压和/或错动位移，确定在不同围压和/或不同错动位移下的所述自支撑裂缝的导流能力。

在本发明实施例中，调整模块1001通过改变围压或者改变错动位移，或者同时改变围压和错动位移，以确定在不同的围压条件下自支撑裂缝的导流能力，或者不同错动位移条件下自支撑裂缝的导流能力，可以进一步提高分析自支撑裂缝导流能力的精确性。

图11示出了本发明实施例提供的不同样品的自支撑裂缝的导流能力随错动位移的变化示意，为了便于说明，仅示出了本与发明实施例相关的部分，详述如下：

如图11所示，在预设围压为10Mpa的条件下，针对样品A1分别确定了在六个不同的错动位移条件下自支撑裂缝的导流能力，并对自支撑裂缝的导流能力进行曲线拟合，得到如图11所示的样品A1的自支撑裂缝的导流能力随错动位移的变化趋势。

另外，在预设围压为10Mpa的条件下，针对样品A2分别确定了在五个不同的错动位移条件下自支撑裂缝的导流能力，并对自支撑裂缝的导流能力进行曲线拟合，得到如图11所示的样品A2的自支撑裂缝的导流能力随错动位移的变化趋势。

最后，在预设围压为20Mpa的条件下，针对样品A3分别确定了在五个不同的错动位移条件下自支撑裂缝的导流能力，并对自支撑裂缝的导流能力进行曲线拟合，得到如图11所示的样品A3的自支撑裂缝的导流能力随错动位移的变化趋势。

图12示出了本发明实施例提供的不同样品的自支撑裂缝的导流能力随围压的变化示意，为了便于说明，仅示出了本与发明实施例相关的部分，详述如下：

如图12所示，对样品B1进行剪切造缝，使得样品B1的错动位移为0.1mm，进而在样品B1的错动位移为0.1mm不变的条件下，改变样品B1所处的围压条件，分别针对样品B1确定了在五个不同围压条件下的自支撑裂缝的导流能力，并对自支撑裂缝的导流能力进行曲线拟合，得到如图12所示的样品样品B1的自支撑裂缝的导流能力随围压的变化趋势。

对样品B2进行剪切造缝，使得样品B2的错动位移为1mm，进而在样品B2的错动位移为1mm不变的条件下，改变样品B2所处的围压条件，分别针对样品B2确定了在五个不同围压条件下的自支撑裂缝的导流能力，并对自支撑裂缝的导流能力进行曲线拟合，得到如图12所示的样品样品B2的自支撑裂缝的导流能力随围压的变化趋势。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述自支撑裂缝导流能力的分析方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述自支撑裂缝导流能力的分析方法的计算机程序。

综上所述，本发明实施例在预设围压下对岩心样品进行剪切，形成错动位移为预设位移量的自支撑裂缝，根据Izbash定律和气体状态方程，确定所述自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程，根据所述幂指数形式的气体流动方程确定所述自支撑裂缝的气体流量方程，根据所述气体流量方程，利用最小二乘法确定所述自支撑裂缝的导流能力。本发明实施例，在预设围压下对岩心样品进行剪切形成自支撑裂缝，并以气体作为分析介质，可以避免岩屑对自支撑裂缝导流能力分析的影响。另一方面，利用基于幂指数形式的气体流动方程确定自支撑裂缝的导流能力，可以更准确的表达自支撑裂缝的导流能力。因此，本发明实施例可以提高分析自支撑裂缝导流能力的精确性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，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

1.一种自支撑裂缝导流能力的分析方法，其特征在于，包括：

根据Izbash定律和气体状态方程，确定所述自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程，包括：根据Izbash定律和气体状态方程以及质量守恒定律，确定所述自支撑裂缝的气体渗流速度方程；根据所述气体渗流速度方程，确定所述自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程；

根据所述气体流量方程，利用最小二乘法确定所述自支撑裂缝的导流能力；

通过如下方式确定所述气体流动方程的幂指数：在预设围压和预设出口压力下，获取所述自支撑裂缝在不同入口压力下的气体流量；根据所述气体渗流速度方程，利用不同入口压力和不同入口压力下的气体流量进行幂函数拟合，确定所述气体流动方程的幂指数；

根据所述气体流量方程，利用最小二乘法确定所述自支撑裂缝的导流能力包括：在所述预设围压和预设出口压力下，获取多组理论气体流量和实际气体流量；确定所述多组理论气体流量和实际气体流量差值的平方和函数；根据所述平方和函数的最小值确定所述自支撑裂缝的导流能力。

2.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，还包括：

3.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述岩心样品为圆柱体状岩心样品。

4.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述自支撑裂缝为沿轴向方向的裂缝。

5.一种自支撑裂缝导流能力的分析装置，其特征在于，包括：

流动方程确定模块，用于根据Izbash定律和气体状态方程，确定所述自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程，进一步用于根据Izbash定律和气体状态方程以及质量守恒定律，确定所述自支撑裂缝的气体渗流速度方程；根据所述气体渗流速度方程，确定所述自支撑裂缝幂指数形式的气体流动方程；

导流能力确定模块，用于根据所述气体流量方程，利用最小二乘法确定所述自支撑裂缝的导流能力；

6.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一所述方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至4任一所述方法的计算机程序。