一种基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法技术

本发明专利技术提供了一种基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法。所述储层可压性测试方法包括：在岩柱获取地层的地层温度下，通过压裂液对岩柱进行水化实验并记录实验数据，根据实验数据获取岩柱长度、岩柱在水化过程渗吸阶段的渗吸速率以及水化时间平方根；水化实验结束后，将岩柱烘干至质量不变，然后测试岩柱的抗张强度、抗压强度和黏土矿物质含量；根据所述抗压强度、所述抗张强度、所述渗吸速率、水化岩柱的长度、所述水化时间平方根、所述黏土矿物含量计算岩石无量纲可压性指数，可压性指数越高，可压性越强。本发明专利技术的有益效果包括：本发明专利技术的测试方法简便且操作性强，能够弥补现有可压性评价方法的不足，指导水力压裂改造策略。

【技术实现步骤摘要】
一种基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法
本专利技术涉及油气储层水力压裂增产改造
，具体地，涉及一种基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法。
技术介绍
国家能源局《页岩气发展规划(2016-2020年)》中指出国家加大页岩气科技攻关支持力度，设立了国家能源页岩气研发(实验)中心，在“大型油气田及煤层气开发”国家科技重大专项中设立“页岩气勘探开发关键技术”研究项目，在“973”计划中设立“南方古生界页岩气赋存富集机理和资源潜力评价”和“南方海相页岩气高效开发的基础研究”等项目，广泛开展各领域技术探索。虽然我国已经基本掌握3500米浅海相页岩气勘探开发主体技术，有效支撑了我国页岩气产业健康快速发展，但开发成本依然较高，需进一步对页岩特性开展基础性研究，立足“降本、提质、增效”，探寻适合我国的低成本高效压裂技术。海相页岩气储层水力压裂裂缝复杂程度是决定能否获得高产的关键工程因素。页岩气储层水力压裂改造之前会进行可压性评价，根据可压性评价结果制定水力压裂工艺，优选压裂液体系，制定合理的泵注策略。目前关于页岩气储层可压性评价的方法主要考虑岩石脆性指数、断裂韧性、天然裂缝弱面张开或穿过难以程度、储层水平应力状态、岩石力学参数、应力-应变曲线、天然裂缝发育指数、裂缝扩展能力指数，上述部分参数难以准确获取且主观性较强，部分参数基于数值模拟结果未进行室内实验，且均未考虑海相页岩水化特性，因此仅由上述参数计算获得的海相页岩可压性评价结果较难全面反映海相页岩气储层水力压裂裂缝复杂程度。与常规砂岩等储层不同，海相页岩具有独特的水化特性，即水岩作用过程中会形成大量新的微细裂缝以及溶蚀性孔缝，使得储层内应力弱点或弱面增加，压裂裂缝形态会出现多样性。不同地质环境会导致页岩水化程度不同，将在很大程度上影响压裂裂缝网络的复杂程度。现有可压性评价方法均未考虑海相页岩水化特性，而导致通过常规方法得到的可压性程度相近的储层，压裂裂缝网络复杂程度具有明显差异，严重影响了水力压裂改造方案和设计，最终影响压裂效果。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法。所述储层可压性测试方法可包括：步骤一：在岩柱获取地层的地层温度下，通过压裂液对岩柱进行水化实验并记录实验数据，根据实验数据获取岩柱长度、岩柱在水化过程渗吸阶段的渗吸速率以及水化时间平方根；步骤二：水化实验结束后，将岩柱烘干至质量不变，然后测试岩柱的抗张强度、抗压强度和黏土矿物质含量；步骤三：通过下式计算无量纲可压性指数F，可压性指数越高，可压性越强，其中，σc为所述抗压强度，σt为所述抗张强度，v为所述渗吸速率，L为所述岩柱长度，t为所述水化时间平方根，Mc为所述黏土矿物质含量。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述储层可压性测试方法还可包括：选取至少9个相同地层层位的岩柱，并分别执行步骤一和步骤二；然后通过无量纲可压性指数的计算公式进行计算，计算公式中的各个参数分别选用至少9个岩柱的各个对应参数的平均值。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述水化实验可在岩柱的质量在48h内的增幅在0.01g内时结束。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述压裂液可包括水、压裂返排液、滑溜水、线性胶和弱凝胶。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述压裂液的矿化度可小于岩柱获取地层的地层水矿化度。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述黏土矿物质可包括伊利石、绿泥石和高岭石。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述储层可压性测试方法可通过以下方式获得所述渗吸速率：根据所述实验数据，绘制以实验时间平方根为横坐标，以岩柱吸液体积与岩柱和液体接触表面积比值为纵坐标的水化特征曲线；计算水化特征曲线拐点对应纵坐标数值与横坐标数值的比值，即为水化过程渗吸阶段的渗吸速率。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述储层可压性测试方法可通过以下方式获得所述抗压强度：将岩柱获取地层的初始最小水平主应力作为抗压强度测试中的围压来测试岩柱的所述抗压强度。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述储层可压性测试方法可通过以下方式获得所述抗张强度：采用巴西劈裂实验，测试岩柱的抗张强度。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述储层可压性测试方法可通过以下方式获得所述黏土矿物质含量：通过X射线衍射，测试岩柱的黏土矿物质含量。与现有技术相比，本专利技术的有益效果可包括：结合海相页岩水化作用对页岩内部微观组构的影响、水化后岩心抗张及抗压强度、黏土含量、水化时间以及岩心长度等参数对海相页岩气储层可压性进行测试，指导水力压裂改造策略。附图说明通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1示出了本专利技术的一个示例中基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法的一个流程示意图；图2示出了本专利技术的一个示例中的水化实验岩柱单向渗吸的一个实验示意图；图3示出了本专利技术的一个示例中的水化实验岩柱多向渗吸的一个实验示意图；图4示出了本专利技术的一个示例中的水化特征曲线的一个曲线图。具体实施方式在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本专利技术的基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法。本专利技术提供了一种基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述测试方法可以包括：步骤一：在岩柱获取地层的地层温度下，通过压裂液对岩柱进行水化实验并记录实验数据，根据实验数据获取岩柱长度、岩柱在水化过程渗吸阶段的渗吸速率以及水化时间平方根。在本实施例中，所述压裂液可以包括水、返排液、滑溜水、线性胶和弱凝胶，压裂液的黏度和密度可以不进行限制，但是所述压裂液的矿化度应小于岩柱获取地层的地层水矿化度。压裂液的黏度和密度对页岩水化效果没有明显影响，但是当压裂液的矿化度高于岩柱获取地层的地层水的矿化度时，将会不利于水化孔缝的产生，降低海相页岩压裂裂缝复杂程度，因此，应根据海相页岩储层埋深、压裂工艺选择合适的压裂液进行可压性测试。在本实施例中，在水化实验过程中，针对海相页岩，采用单向渗吸和多向渗吸均可。其中多向渗吸实验操作更简便且实验时间相对较短，而单向渗吸实验要求整个实验过程中岩柱底部与压裂液接触面积保持不变，否则记录的岩柱质量的变化可能包含由于接触面积不同导致岩柱所受浮力发生变化，影响实验数据的客观性。在本实施例中，所述根据实验数据根据实验数据获取岩柱在水化过程渗吸阶段的渗吸速率，具体可以包括以下步骤：绘制以实验时间平方根为横坐标，以岩柱吸液体积与岩柱和液体接触表面积比值为纵坐标的水化特征曲线；计算水化特征曲线拐点对应纵坐标数值与横坐标数值的比值即为水化过程渗吸阶段的渗吸速率。在本实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法，其特征在于，所述储层可压性测试方法包括：/n步骤一：在岩柱获取地层的地层温度下，通过压裂液对岩柱进行水化实验并记录实验数据，根据实验数据获取岩柱长度、岩柱在水化过程渗吸阶段的渗吸速率以及水化时间平方根；/n步骤二：水化实验结束后，将岩柱烘干至质量不变，然后测试岩柱的抗张强度、抗压强度和黏土矿物质含量；/n步骤三：通过下式计算无量纲可压性指数F，/n

【技术特征摘要】
1.一种基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法，其特征在于，所述储层可压性测试方法包括：
步骤一：在岩柱获取地层的地层温度下，通过压裂液对岩柱进行水化实验并记录实验数据，根据实验数据获取岩柱长度、岩柱在水化过程渗吸阶段的渗吸速率以及水化时间平方根；
步骤二：水化实验结束后，将岩柱烘干至质量不变，然后测试岩柱的抗张强度、抗压强度和黏土矿物质含量；
步骤三：通过下式计算无量纲可压性指数F，



可压性指数越高，可压性越强，其中，σc为所述抗压强度，σt为所述抗张强度，v为所述渗吸速率，L为所述岩柱长度，t为所述水化时间平方根，Mc为所述黏土矿物质含量。


2.根据权利要求1所述的基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法，其特征在于，所述储层可压性测试方法还包括：
选取至少9个相同地层层位的岩柱，并分别执行步骤一和步骤二；
然后通过无量纲可压性指数的计算公式进行计算，计算公式中的各个参数分别选用至少9个岩柱的各个对应参数的平均值。


3.根据权利要求1所述的基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法，其特征在于，所述水化实验在岩柱的质量在48h内的增幅在0.01g内时结束。


4.根据权利要求1所述的基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法，其特征在于，所述压裂液包括水、压裂返排液、滑溜水、线性胶和弱凝胶。


5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海，李军龙，伍洲，石孝志，朱炬辉，管彬，陈明忠，郭凌峣，周文高，李松林，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11