一种页岩分段压裂水平井压裂液返排能力评价方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种页岩分段压裂水平井压裂液返排能力评价方法及装置，属于页岩气开发领域。所述方法包括：获取页岩岩心，在页岩岩心上形成多组压裂缝网，向页岩岩心中注入气体，得到气体饱和的页岩岩心，并记录注入的气体体积，向饱和气体的所述页岩岩心中注入压裂液，得到压裂液饱和的页岩岩心，并记录注入的压裂液体积，对饱和压裂液的页岩岩心进行返排测试，记录排出的压裂液体积和排出的气体体积，计算得到返排能力的评价指标，可以被用来进行利用室内相似物理模拟方法的页岩分段压裂水平井压裂液返排能力的研究，可以为提高页岩储层压裂改造效果、提高页岩气井产量提供科学依据，有利于页岩分段压裂水平合理井排采制度的制定。

Method and apparatus for evaluating fracturing fluid flowback capacity of shale staged fracturing horizontal well

The invention discloses a method and a device for evaluating the fracturing fluid flowback capacity of a shale staged fracturing horizontal well, which belongs to the field of shale gas development. The method comprises: acquiring shale core to form a plurality of groups of fracture in shale core, shale gas injection to the heart, get the shale core gas saturation, and record the volume of gas injection, injection of fracturing fluid into the shale cores saturated gas, obtained fracturing fluid saturated shale core, fracturing the liquid volume and record injection, the shale core of saturated fracturing fluid flowback of fracturing fluid volume test, and the exhaust gas discharge volume record, calculate the evaluation index of flowback ability, can be used to study physical simulation method of using indoor similar shale horizontal well fracturing fracturing fluid flowback ability can, in order to improve the shale reservoir fracturing effect and provide scientific basis for improving the yield of shale gas, shale fracturing is conducive to a reasonable level of wells drainage system Set.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于页岩气开发领域，特别涉及一种页岩分段压裂水平井压裂液返排能力评价方法及装置。
技术介绍
随着非常规油气勘探和开发程度的不断提高，页岩气作为一种储量巨大的非常规天然气资源，越来越受到各国研究人员的重视，被视为油气资源接替的主要方向之一。页岩气的形成和富集具有自生自储、纳米孔隙发育、有机质大量散布的特点，使得页岩气赋存方式多样，不仅含有游离气，还含有大量的吸附气，同时导致页岩气流动机理复杂、开发难度非常大，具有“不压裂基本不产气、直井低产能”的典型特点。面对页岩气的这种特点，水力分段压裂水平井是改造页岩储层、增强页岩气导流能力的重要手段。目前国内外关于页岩分段压裂水平井压裂液返排的研究集中在生产数据统计阶段，主要分析页岩分段压裂水平井产液量的量变特征。在实现本专利技术的过程中，本专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题：对于页岩分段压裂水平井压裂液返排机理的研究尚处于探索阶段，尤其在室内相似物理模拟方法方面还没有相关研究，国内也还没有页岩分段压裂水平井压裂液返排能力评价方法及装置，不能很好地指导页岩的开发。
技术实现思路
为了更好地研究页岩分段压裂水平井压裂液返排机理，本专利技术提供一种页岩分段压裂水平井压裂液返排能力评价方法及装置。具体而言，包括以下的技术方案：一种页岩分段压裂水平井压裂液返排能力评价方法，所述方法包括：获取页岩岩心；在所述页岩岩心上形成多组压裂缝网；向所述页岩岩心中注入气体，得到气体饱和的所述页岩岩心，并记录注入的气体体积；向所述饱和气体的所述页岩岩心中注入压裂液，得到压裂液饱和的所述页岩岩心，并记录注入的压裂液体积；对所述饱和压裂液的所述页岩岩心进行返排测试，记录排出的压裂液体积和排出的气体体积；根据所述注入的气体体积、所述注入的压裂液体积、所述排出的压裂液体积和所述排出的气体体积得到返排能力的评价指标。进一步地，在所述获取页岩岩心之后和在所述页岩岩心上形成多组压裂缝网之前，所述方法还包括：清洗并烘干所述页岩岩心。进一步地，所述在所述页岩岩心上形成多组压裂缝网之后和所述向所述页岩岩心中注入气体，得到气体饱和的所述页岩岩心，并记录注入的气体体积之前，所述方法还包括：将所述页岩岩心固定在岩心夹持器中。进一步地，所述将所述页岩岩心固定在岩心夹持器中之后，所述方法还包括：将岩心夹持器抽真空，然后加围压至水平井筒处上覆岩层的压力。进一步地，所述将岩心夹持器抽真空，然后加围压至水平井筒处上覆岩层的压力之后，所述方法还包括：如果水平井筒处上覆岩层的压力比页岩破裂压力没有高5MPa，则将岩心夹持器加围压至比页岩破裂压力高5MPa。进一步地，所述向所述页岩岩心中注入气体，得到气体饱和的所述页岩岩心，并记录注入的气体体积具体包括：向所述页岩岩心中注入气体，使得所述页岩岩心的压力数值达到推算的地层压力的压力数值，得到气体饱和的所述页岩岩心，并记录注入的气体体积。进一步地，所述返排能力的评价指标包括：返排能力、吸水量和储量可动用程度。进一步地，所述返排能力的计算公式如下：式中：F为返排能力大小；Vw1为注入的压裂液体积，单位为cm3；Vw2为排出的压裂液体积，单位为cm3。进一步地，所述吸水量的计算公式如下：I＝Vw1-Vw2式中：I为页岩吸水量，单位为cm3。进一步地，所述储量可动用程度的计算公式如下：式中：R为储量可动用程度；Vg1为注入的气体体积，单位为cm3；Vg2为排出的气体体积，单位为cm3。一种页岩分段压裂水平井压裂液返排机理测试装置，所述装置包括：恒温箱、岩心夹持器、压裂液容器、气体容器、液压泵、围压泵、量筒、流量计、第一压力表、第二压力表，其中，所述液压泵通过管线分别与所述压裂液容器的一端和所述气体容器的一端相连，所述压裂液容器的另一端和所述气体容器的另一端通过管线与所述岩心夹持器的第一端相连，所述岩心夹持器的第二端、所述量筒和所述流量计通过管线依次相连，所述围压泵与所述岩心夹持器的第三端相连；所述第一压力表和所述第二压力表位于所述岩心夹持器的两端，分别测量所述岩心夹持器两端的压力；所述岩心夹持器、所述压裂液容器、所述气体容器、所述量筒、所述流量计、所述第一压力表和所述第二压力表设置在所述恒温箱中。进一步地，所述装置还包括第一阀门，所述第一阀门分别与所述压裂液容器、所述气体容器、所述第一压力表和所述岩心夹持器相连。进一步地，所述装置还包括第三压力表，所述第三压力表位于所述岩心夹持器与所述围压泵相连的管线上，测量所述岩心夹持器的围压。进一步地，所述装置还包括第二阀门，所述第二阀门分别于所述岩心夹持器、所述量筒和所述第三压力表相连。进一步地，所述装置还包括数据采集系统，所述数据采集系统采集所述量筒和所述流量计的测量值。进一步地，所述装置还包括上位机，所述上位机与所述数据采集系统相连。进一步地，所述恒温箱还设置有温度传感器和显示器。本专利技术实施例提供的技术方案的有益效果：本专利技术的一种页岩分段压裂水平井压裂液返排能力评价方法及装置，通过获取页岩岩心，在所述页岩岩心上形成多组压裂缝网，向所述页岩岩心中注入气体，得到气体饱和的所述页岩岩心，并记录注入的气体体积，向所述饱和气体的所述页岩岩心中注入压裂液，得到压裂液饱和的所述页岩岩心，并记录注入的压裂液体积，对所述饱和压裂液的所述页岩岩心进行返排测试，记录排出的压裂液体积和排出的气体体积，根据所述注入的气体体积、所述注入的压裂液体积、所述排出的压裂液体积和所述排出的气体体积得到返排能力的评价指标，可以被用来进行利用室内相似物理模拟方法的页岩分段压裂水平井压裂液返排能力的研究，可以为提高页岩储层压裂改造效果、提高页岩气井产量提供科学依据，有利于页岩分段压裂水平合理井排采制度的制定。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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。图1为一种页岩分段压裂水平井压裂液返排能力评价方法的方法流程图；图2为矿场页岩分段压裂水平就压裂液注入过程图；图3为含有多组压裂缝网的页岩岩心示意图；图4为页岩分段压裂水平井压裂液返排测试的测试装置图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一本专利技术实施例提供了一种页岩分段压裂水平井压裂液返排能力评价方法及装置，下面将结合具体的实施方式，对如图1所示的处理流程进行详细的说明，该方法包括：步骤101：获取页岩岩心；具体地，获取若干个实地采集的页岩岩心。步骤102：在页岩岩心上形成多组压裂缝网；具体地，要根据实际页岩分段压裂水平井的现状来进行测试。目前页岩气开发主要采用水平井分段多级压裂工艺，通过化学隔离、机械封隔或特殊管住实现对整个水平井段的分段，采取逐段压裂的方式对整个水平段实现改造。现场实际采用最多的是机械封隔分段压裂，其工艺过程主要包括以下八个步骤：①井筒准备；②第一段射孔；③第一段压裂；④下入桥塞+射孔联作管串；⑤坐封桥塞，预定位置射孔；⑥第二段压裂；⑦同样方式，完成其余段的桥塞封隔、射孔、压裂；⑧采用连续油管钻除桥塞，排液、生产，分段压裂水平井压裂液注入过程图如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种页岩分段压裂水平井压裂液返排能力评价方法，其特征在于，所述方法包括：获取页岩岩心；在所述页岩岩心上形成多组压裂缝网；向所述页岩岩心中注入气体，得到气体饱和的所述页岩岩心，并记录注入的气体体积；向所述饱和气体的所述页岩岩心中注入压裂液，得到压裂液饱和的所述页岩岩心，并记录注入的压裂液体积；对所述饱和压裂液的所述页岩岩心进行返排测试，记录排出的压裂液体积和排出的气体体积；根据所述注入的气体体积、所述注入的压裂液体积、所述排出的压裂液体积和所述排出的气体体积得到返排能力的评价指标。

【技术特征摘要】
1.一种页岩分段压裂水平井压裂液返排能力评价方法，其特征在于，所述方法包括：获取页岩岩心；在所述页岩岩心上形成多组压裂缝网；向所述页岩岩心中注入气体，得到气体饱和的所述页岩岩心，并记录注入的气体体积；向所述饱和气体的所述页岩岩心中注入压裂液，得到压裂液饱和的所述页岩岩心，并记录注入的压裂液体积；对所述饱和压裂液的所述页岩岩心进行返排测试，记录排出的压裂液体积和排出的气体体积；根据所述注入的气体体积、所述注入的压裂液体积、所述排出的压裂液体积和所述排出的气体体积得到返排能力的评价指标。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取页岩岩心之后和在所述页岩岩心上形成多组压裂缝网之前，所述方法还包括：清洗并烘干所述页岩岩心。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述页岩岩心上形成多组压裂缝网之后和所述向所述页岩岩心中注入气体，得到气体饱和的所述页岩岩心，并记录注入的气体体积之前，所述方法还包括：将所述页岩岩心固定在岩心夹持器中。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述页岩岩心固定在岩心夹持器中之后，所述方法还包括：将岩心夹持器抽真空，然后加围压至水平井筒处上覆岩层的压力。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将岩心夹持器抽真空，然后加围压至水平井筒处上覆岩层的压力之后，所述方法还包括：如果水平井筒处上覆岩层的压力比页岩破裂压力没有高5MPa，则将岩心夹持器加围压至比页岩破裂压力高5MPa。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述页岩岩心中注入气体，得到气体饱和的所述页岩岩心，并记录注入的气体体积具体包括：向所述页岩岩心中注入气体，使得所述页岩岩心的压力数值达到推算的地层压力的压力数值，得到气体饱和的所述页岩岩心，并记录注入的气体体积。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述返排能力的评价指标包括：返排能力、吸水量和储量可动用程度。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述返排能力的计算公式如下：式中：F为返排能力大小；Vw1为注入的压裂液体积，单位为cm3；Vw2为排出的压裂液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李武广，吴建发，吴天鹏，任利明，李莉，刘军，陈满，谢维扬，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11