基于可溶盐量测试的页岩气井压裂裂缝面积计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于可溶盐量测试的页岩气井压裂裂缝面积计算方法，本发明专利技术方法利用页岩储层中可溶盐在压裂液中溶解导致压裂液矿化度升高的现象，通过去离子水的页岩浸泡实验测试单位面积页岩在模拟储层条件下溶解的可溶盐量，结合页岩气井水力压裂前后压裂液矿化度的变化计算入井压裂液在水力压裂裂缝中溶解的总可溶盐量，再可溶盐质量守恒计算水力压裂改造缝网的裂缝面积，从而实现对页岩气井水力压裂的储层改造效果的有效评价。该方法操作简洁，不需要增加额外的矿场施工工艺流程和设备，室内与矿场均易实现，能够极大地节约成本。

Calculation method of fracture area of shale gas well based on soluble salt content test

The invention discloses a calculation method of shale gas fracturing test based on the amount of soluble salt area, the method of the invention uses soluble salt in shale reservoirs in fracturing fluid dissolved fracturing fluid causes the increase of salinity, soluble salt immersion test unit area of shale shale by deionized water dissolved in the simulated reservoir conditions the total soluble salt content calculated into the wells fracturing fluid dissolved in hydraulic fracturing in fracturing fluid with variation of salinity and shale gas well hydraulic fracturing, and the soluble salt mass balance calculation of hydraulic fracturing crack crack area network, effective evaluation so as to achieve the effect of reservoir reconstruction on hydraulic fracturing of shale gas wells. The method is simple in operation and does not need additional additional field construction technological process and equipment, and is easy to realize in both indoor and mine fields, and can greatly save cost.

【技术实现步骤摘要】
基于可溶盐量测试的页岩气井压裂裂缝面积计算方法
本专利技术涉及页岩气藏水力压裂改造后储层改造效果评价领域，是一种通过页岩可溶盐量测试计算页岩气井水力压裂后改造缝网裂缝面积的计算方法。
技术介绍
中国页岩气资源量巨大，可采资源量为15×1012～25×1012m3，2015年中国在四川盆地涪陵、长宁、威远地区页岩气田累计探明储量已达5441.29×108m3，页岩气年产量突破40×108m3，初步实现了页岩气工业化开采。页岩气藏普遍采用水平井加分段水力压裂的开采模式，水力压裂的主要功能是在储层中形成复杂的人工缝网，增加储层泄流面积。由于水力压裂形成缝网的复杂性，针对常规储层的水力压裂储层改造效果评价手段已无法满足页岩储层的需求，因此，目前主要采用微地震监测技术评价压后储层改造效果。微地震监测能可靠的检测出水力压裂产生的裂缝位置和裂缝密度，有效评价压裂改造效果，但该技术现场实施工艺和程序复杂，耗时长，成本极高。鉴于水力压裂的根本目标是增加裂缝密度，增大储层泄流面积，计算水力压裂改造形成的裂缝系统总面积，可以作为一种评价水力压裂效果的有效手段。页岩气藏属烃源岩气藏，其储层为细粒沉积碎屑岩，是安静水体沉积与还原环境产物。在页岩气藏的生烃过程中，大量的原生地层水随着生烃排烃过程的携液作用运移离开储层，导致储层孔隙中大量可溶盐随水相蒸发而结晶。当接触外来水相流体时，孔隙中结晶的可溶盐又重新溶解在水中，导致水溶液的矿化度快速升高。根据该现象，本专利技术提出了一种基于页岩可溶盐量测试和矿场压裂液入井前后矿化度变化计算页岩气井水力压裂改造缝网裂缝面积的方法。相比于传统评价手段，本专利技术方法不仅能有效评价水力压裂改造裂缝面积，还具有操作简便，矿场适应性强和成本低的优势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于可溶盐量测试的页岩气井水力压裂改造缝网裂缝面积计算方法，该方法首先通过测试井下页岩岩心片在去离子水中的的可溶盐溶解量，计算出页岩岩样单位表面积溶解的可溶盐量，再结合页岩气井水力压裂前后压裂液矿化度的变化计算入井压裂液在水力压裂裂缝中溶解的总可溶盐量，最后根据质量守恒计算水力压裂形成缝网的总裂缝面积。为达以上技术目的，本专利技术提供以下技术方案：基于可溶盐量测试的页岩气井压裂裂缝面积计算方法，依次包括以下步骤：步骤1、选取井下页岩岩样，切割为直径为2.5cm，长度分别为3.0cm、2.0cm和1.0cm的岩心柱塞，长度误差为±0.1cm，完成后将岩心充分烘干备用；步骤2、选取同一规格的玻璃烧杯三支，并分为三组，分别用量筒量取适量去离子水倒入烧杯，分别取长度为3.0cm的岩心2块、长度为2.0cm的岩心3块、长度为1.0cm的岩心6块浸泡于三支烧杯的去离子水中，将三支烧杯密封后放入恒温烘箱内，烘箱温度为储层温度，静置浸泡时间一般为2-3天；步骤3、分别取少量页岩浸泡后的水样，测试水样的可溶盐矿化度，并根据如下公式将矿化度换算为浸泡页岩单位表面积溶解的可溶盐质量：F＝(C浸泡-C0)V浸泡/A岩心(1)式中：F为浸泡页岩岩样单位表面积溶解的可溶盐质量，mg/cm2；C浸泡为页岩浸泡后水样的可溶盐矿化度，mg/L；C0为浸泡前水样的矿化度，由于实验采用去离子水浸泡，其矿化度可取零；V浸泡为浸泡的水样体积；A岩心为每组页岩岩样的总表面积，cm2；步骤4、针对待评价页岩气井，取样并测试该井采用的压裂液(页岩气井通常为滑溜水压裂液)入井前的矿化度和压裂施工结束后压裂液返排液的矿化度数值，再根据下式计算水力压裂改造缝网的总裂缝面积：Af＝(Cflowback-Cin)Vin/F(2)式中：Af为页岩气井经压裂改造形成缝网的总裂缝面积，m2；Cflowback为压裂液返排液的矿化度，mg/L；Cin为入井压裂液矿化度，mg/L；Vin为施工入井压裂液的总体积，m3。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供了一种基于可溶盐量测试的页岩气井压裂裂缝面积计算方法，该方法操作简洁，相比于微地震监测等技术手段，不需要增加额外的矿场施工工艺流程和设备，能够极大地节约成本；同时，本专利技术方法充分利用了水力压裂后压裂液返排液所蕴含的储层改造信息，提供了一种计算水力压裂改造缝网裂缝面积，评价水力压裂改造效果的新思路。附图说明图1页岩岩心浸泡示意图。图中：1.玻璃烧杯，2.去离子水，3.页岩岩心柱塞。图2单位面积页岩可溶盐溶解量具体实施方式下面以四川盆地页岩气井L-3井为例，结合附图和实施例进一步详细说明本专利技术的
技术实现思路
、特点及效果，具体步骤如下：步骤1、选取四川盆地页岩气井L-3井的龙马溪组页岩岩样，切割为直径为2.5cm，长度分别为3.0cm、2.0cm和1.0cm的岩心柱塞，完成后将岩心充分烘干备用；步骤2、选取量程为500mL的玻璃烧杯三支，并分为三组，编号为a、b、c，如图1所示，分别用量筒量取200mL去离子水倒入烧杯，分别取长度为3.0cm的岩心2块、长度为2.0cm的岩心3块、长度为1.0cm的岩心6块浸泡于三支烧杯的去离子水中，将三支烧杯密封后放入恒温烘箱内，考虑到该井的压裂施工周期和压后闷井时间，岩样在储层温度80℃下的浸泡时间为3天；步骤3、浸泡结束后，在编号为a、b、c的烧杯中分别取5mL浸泡后水样，采用原子吸收分光光度计测试水样的可溶盐矿化度，测试a、b、c烧杯中水溶液的可溶盐矿化度分别为562.24mg/L、461.59mg/L和399.12mg/L(表1)；表1页岩浸泡实验的相关测试参数编号abc岩样总表面积，cm288.35776.57656.941浸泡后水溶液矿化度，mg/L562.24461.59399.12去离子水矿化度，mg/L000浸泡水溶液体积，mL200200200单位表面积页岩溶解出的可溶盐质量，mg/cm21.2721.2051.401F＝(C浸泡-C0)V浸泡/A岩心(1)将表1中的相关参数带入方程(1)计算，得到测试a、b、c烧杯中浸泡页岩单位表面积溶解的可溶盐质量分别为1.272mg/cm2、1.205mg/cm2和1.401mg/cm2(图2)，数值间差别小，说明选用岩样的尺寸具有很好的代表性，下面取三者的平均值1.293mg/cm2作为F的测试值；步骤4、针对取样页岩气井L-3井，收集矿场参数显示，该井压裂施工入井的压裂液总体积(Vin)为3.784×104m3，压裂液返排液矿化度稳定后的测试值(Cflowback)为53748mg/L，由于滑溜水压裂液的主要成分为地表水，其矿化度通常很低，L-3采用的滑溜水压裂液入井前的矿化度(Cin)为210mg/L；Af＝(Cflowback-Cin)Vin/F(2)将相关参数带入方程(2)，计算得到L-3井水力压裂改造缝网的裂缝面积为0.935×108m2，表明分段水力压裂的改造裂缝面积巨大，极大地增加了储层的泄流面积，改造效果好，该井测试产量达到了31×104m3/d，属高产页岩气井，也从侧面印证了储层改造效果好，裂缝泄流面积大的特点。以上的具体实施方式已经结合附图和实施例对本专利技术的方法进行了详细描述，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，只要在不超出本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于可溶盐量测试的页岩气井压裂裂缝面积计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1、选取井下页岩岩样，切割为直径为2.5cm，长度分别为3.0cm、2.0cm和1.0cm的岩心柱塞，长度误差为±0.1cm，完成后将岩心充分烘干备用；步骤2、选取同一规格的玻璃烧杯三支，并分为三组，分别用量筒量取适量去离子水倒入烧杯，分别取长度为3.0cm的岩心2块、长度为2.0cm的岩心3块、长度为1.0cm的岩心6块浸泡于三支烧杯的去离子水中，将三支烧杯密封后放入恒温烘箱内，烘箱温度为储层温度，静置浸泡时间根据压裂施工流程决定，一般为2‑3天；步骤3、分别取少量页岩浸泡后的水样，测试水样的可溶盐矿化度，并根据如下公式将矿化度换算为浸泡页岩单位表面积溶解的可溶盐质量：F＝(C浸泡‑C0)V浸泡/A岩心   (1)式中：F为浸泡页岩单位表面积溶解的可溶盐质量，mg/cm

【技术特征摘要】
1.基于可溶盐量测试的页岩气井压裂裂缝面积计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1、选取井下页岩岩样，切割为直径为2.5cm，长度分别为3.0cm、2.0cm和1.0cm的岩心柱塞，长度误差为±0.1cm，完成后将岩心充分烘干备用；步骤2、选取同一规格的玻璃烧杯三支，并分为三组，分别用量筒量取适量去离子水倒入烧杯，分别取长度为3.0cm的岩心2块、长度为2.0cm的岩心3块、长度为1.0cm的岩心6块浸泡于三支烧杯的去离子水中，将三支烧杯密封后放入恒温烘箱内，烘箱温度为储层温度，静置浸泡时间根据压裂施工流程决定，一般为2-3天；步骤3、分别取少量页岩浸泡后的水样，测试水样的可溶盐矿化度，并根据如下公式将矿化度换算为浸泡页岩单位表面积溶解的可溶盐质量：F＝(C浸泡-C0)V浸泡/A岩心(1)式中：F为浸泡页岩单位表面积溶解的可溶盐质量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：游利军，杨斌，康毅力，何志君，李相臣，陈强，闫霄鹏，程秋洋，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51