一种裂缝动态导流能力、基岩供气能力的测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种裂缝动态导流能力、基岩供气能力的测试装置及方法，所述测试装置包括岩心夹持器、供气装置、供液装置、回压装置、以及流量检测装置；所述供气装置和所述供液装置的输出端均与所述岩心夹持器相连，所述岩心夹持器的输出端与所述回压装置和所述流量检测装置相连；通过在所述岩心夹持器的上下左右设置堵头，前后内表面设置橡胶层，通过在岩心夹持器内的方形岩心的上下端面设置不渗透隔板，使得本发明专利技术能够用来同时测量裂缝导流能力及应力敏感，另外通过在岩心夹持器内的方形岩心的上下端面设置渗透隔板，使得本发明专利技术还可以用来测量基岩供气能力，为页岩气开发过程中裂缝导流能力对产能评价的影响研究提供实验支撑。导流能力对产能评价的影响研究提供实验支撑。导流能力对产能评价的影响研究提供实验支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种裂缝动态导流能力、基岩供气能力的测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及油气开发
，特别涉及一种裂缝动态导流能力、基岩供气能力的测试装置及方法。

技术介绍

[0002]页岩气含量主要以CH4为主，是一种极其理想的天然气，页岩气的开采受到了人们的广泛关注，其开发过程通常要进行压裂，裂缝的形成增大了促使页岩气从基质向裂缝流动的动力，使得页岩气首先流向裂缝再到井筒进而被采出。
[0003]目前，普遍认为页岩气井的产能主要取决于支撑剂充填层裂缝和储层剪切滑移形成的自支撑裂缝提供的导流能力。然而本专利技术人在产能影响因素研究过程中发现，这种说法具有一定的局限性。由于受应力敏感因素的影响，过多的考虑了裂缝的导流能力对产能的影响，而忽视了基质供气作用对产能的贡献所扮演的重要角色。本专利技术人在研究过程中发现，基岩的供气能力远远小于裂缝的导流能力，因此页岩气井的产能主要是由基质的供气能力来决定，裂缝只是提供了页岩气的流动通道，能保证页岩气的正常流动即可。现阶段关于基岩供气能力的测试装置及测试方法研究处于空缺，导致对页岩气的开发认识具有一定的盲区。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种裂缝动态导流能力、基岩供气能力的测试装置及方法，通过对页岩气开采过程进行合理的假设，测量应力条件下基岩的供气能力、裂缝的应力敏感以及裂缝的导流能力，通过对基岩供气能力的测试结果分析基质供气能力与裂缝导流能力的匹配关系。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一方面，提供一种裂缝动态导流能力、基岩供气能力的测试装置，包括岩心夹持器、供气装置、供液装置、回压装置、以及流量检测装置；
[0007]所述岩心夹持器包括容纳方形岩心的方形壳体、与所述方形壳体的左右两端相连的左端盖和右端盖；所述左端盖与所述方形岩心的左端面之间设有左堵头，所述左堵头的左端贯穿所述左端盖的中心，所述左堵头的右端与所述方形岩心的左端面抵接且大小完全覆盖所述方形岩心的左端面；所述右端盖与所述方形岩心的右端面之间设有右堵头，所述右堵头的右端贯穿所述右端盖的中心，所述右堵头的左端与所述方形岩心的右端面抵接且大小完全覆盖所述方形岩心的右端面；所述方形壳体的上壁设有上开口一，所述方形壳体的上壁外表面设有覆盖所述上开口一的上钢板，所述上钢板上设有上开口二，所述上钢板的外表面设有覆盖所述上开口二的上堵头；所述方形壳体的下壁设有与所述上开口一对称的下开口一，所述方形壳体的下壁外表面设有覆盖所述下开口一的下钢板，所述下钢板上设有与所述上开口二对称的下开口二，所述下钢板的外表面设有覆盖所述下开口二的下堵头；所述左堵头、右堵头、上堵头、下堵头的中心均设有贯穿各堵头中轴线的流体主通道；所
述方形岩心的上端面和所述方形岩心的下端面设有与所述方形岩心上下端面匹配的不渗透隔板或渗透隔板一，所述不渗透隔板或渗透隔板一与所述方形壳体之间形成供气腔；所述方形壳体的前壁内表面和后壁内表面均设有与所述方形岩心前后侧壁匹配的凹槽，所述凹槽内设有与所述凹槽匹配的橡胶层，所述方形壳体的前壁和后壁上分别设有与所述凹槽相连通的围压加压孔；
[0008]所述供气装置包括相连的高压加压泵和高压供气箱，所述高压供气箱的输出端通过管线一与左堵头流体主通道的输入端相连，且所述管线一上依次设有压力调节阀一、压力传感器一、阀门一；所述高压供气箱的输出端通过管线二与上堵头流体主通道的输入端相连，且所述管线二上依次设有压力调节阀二、压力传感器二、阀门二；所述高压供气箱的输出端通过管线三与下堵头流体主通道的输入端相连，且所述管线三上依次设有压力调节阀三、压力传感器三、阀门三；
[0009]所述供液装置通过管线四与所述围压加压孔相连；所述回压装置包括回压增压泵，所述回压增压泵通过管线五与所述右堵头流体主通道的输出端相连，且所述管线五上依次设有回压阀、阀门四；所述流量检测装置通过管线六与回压阀和阀门四之间的管线四相连。
[0010]作为优选，所述上开口一的尺寸大于所述方形岩心左端面的尺寸，所述上开口二的尺寸小于所述方形岩心左端面的尺寸。
[0011]作为优选，所述上钢板与所述方形壳体上壁之间、所述下钢板与所述方形壳体下壁之间均设有橡胶垫片，所述上钢板和所述下钢板通过螺栓固定在所述方形壳体的外表面。
[0012]作为优选，所述管线三与所述管线二共用同一个压力调节阀，所述管线三通过三通阀一与压力调节阀二和压力传感器二之间的管线二相连。
[0013]作为优选，所述回压阀为三通阀二，所述管线六与所述三通阀二的其中一个接口相连。
[0014]作为优选，所述回压阀与所述流量检测装置之间还设有气体缓冲罐。
[0015]作为优选，所述左堵头、右堵头、上堵头、下堵头的内表面均设有与所述流体主通道相通的线性凹槽一。
[0016]作为优选，所述左堵头和所述右堵头的内表面还均设有与所述线性凹槽一相通的环形凹槽；所述上堵头和所述下堵头的内表面还均设有与所述线性凹槽一相通的线性凹槽二。
[0017]作为优选，所述左堵头、右堵头、上堵头、下堵头与所述方形壳体之间均设有密封圈。
[0018]作为优选，所述左堵头与所述方形岩心左端面之间、所述右堵头与所述方形岩心右端面之间均设有与渗透隔板二，所述渗透隔板二的大小与所述左堵头的右端面或所述右堵头的左端面相匹配。
[0019]作为优选，所述渗透隔板二的左右端面涂有凡士林。
[0020]另一方面，还提供一种裂缝动态导流能力的测试方法，采用上述任意一项所述的测试装置进行测试，且所述测试装置中方形岩心的上端面和下端面的隔板为不渗透隔板，所述裂缝动态导流能力包括裂缝导流能力及应力敏感，包括以下步骤：
[0021]将待测方形岩心装入所述岩心夹持器中，进行裂缝导流能力及应力敏感测试，具体的：
[0022]通过供气装置、管线二、管线三向所述供气腔内注入加压介质，使压力升高至预设压力值一作为轴向应力；同时，通过供液装置、管线四向方形壳体前壁内表面与橡胶层之间、后壁内表面与橡胶层之间注入水或液压油，使压力升高至预设压力值二作为围压；
[0023]通过供气装置、管线一向所述左堵头的流体主通道注入气体并记录注入气体压力，打开阀门四，待所述流量检测装置检测到有流量时，稳定20
‑
40min，然后通过所述流量检测装置测量出口流量并记录；
[0024]根据实验记录参数计算裂缝渗透率，并根据所述裂缝渗透率计算应力敏感指数与裂缝导流能力，根据所述应力敏感指数评价裂缝的应力敏感性能。
[0025]作为优选，所述裂缝渗透率的计算方法为：
[0026][0027]式中：K
f
为裂缝渗透率，μm2；Q0为通过岩心的流量，cm3/s；p0为大气压，MPa；μ为气体粘度，mpa
·
s；L为岩心长度，cm；A为岩心端面面积，cm2；p1为入口段压力，MPa；
[0028]所述应力敏感指数的计算方法为：
[0029][003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种裂缝动态导流能力、基岩供气能力的测试装置，其特征在于，包括岩心夹持器、供气装置、供液装置、回压装置、以及流量检测装置；所述岩心夹持器包括容纳方形岩心的方形壳体、与所述方形壳体的左右两端相连的左端盖和右端盖；所述左端盖与所述方形岩心的左端面之间设有左堵头，所述左堵头的左端贯穿所述左端盖的中心，所述左堵头的右端与所述方形岩心的左端面抵接且大小完全覆盖所述方形岩心的左端面；所述右端盖与所述方形岩心的右端面之间设有右堵头，所述右堵头的右端贯穿所述右端盖的中心，所述右堵头的左端与所述方形岩心的右端面抵接且大小完全覆盖所述方形岩心的右端面；所述方形壳体的上壁设有上开口一，所述方形壳体的上壁外表面设有覆盖所述上开口一的上钢板，所述上钢板上设有上开口二，所述上钢板的外表面设有覆盖所述上开口二的上堵头；所述方形壳体的下壁设有与所述上开口一对称的下开口一，所述方形壳体的下壁外表面设有覆盖所述下开口一的下钢板，所述下钢板上设有与所述上开口二对称的下开口二，所述下钢板的外表面设有覆盖所述下开口二的下堵头；所述左堵头、右堵头、上堵头、下堵头的中心均设有贯穿各堵头中轴线的流体主通道；所述方形岩心的上端面和所述方形岩心的下端面设有与所述方形岩心上下端面匹配的不渗透隔板或渗透隔板一，所述不渗透隔板或渗透隔板一与所述方形壳体之间形成供气腔；所述方形壳体的前壁内表面和后壁内表面均设有与所述方形岩心前后侧壁匹配的凹槽，所述凹槽内设有与所述凹槽匹配的橡胶层，所述方形壳体的前壁和后壁上分别设有与所述凹槽相连通的围压加压孔；所述供气装置包括相连的高压加压泵和高压供气箱，所述高压供气箱的输出端通过管线一与左堵头流体主通道的输入端相连，且所述管线一上依次设有压力调节阀一、压力传感器一、阀门一；所述高压供气箱的输出端通过管线二与上堵头流体主通道的输入端相连，且所述管线二上依次设有压力调节阀二、压力传感器二、阀门二；所述高压供气箱的输出端通过管线三与下堵头流体主通道的输入端相连，且所述管线三上依次设有压力调节阀三、压力传感器三、阀门三；所述供液装置通过管线四与所述围压加压孔相连；所述回压装置包括回压增压泵，所述回压增压泵通过管线五与所述右堵头流体主通道的输出端相连，且所述管线五上依次设有回压阀、阀门四；所述流量检测装置通过管线六与回压阀和阀门四之间的管线四相连。2.根据权利要求1所述的裂缝动态导流能力、基岩供气能力的测试装置，其特征在于，所述上开口一的尺寸大于所述方形岩心左端面的尺寸，所述上开口二的尺寸小于所述方形岩心左端面的尺寸。3.根据权利要求1所述的裂缝动态导流能力、基岩供气能力的测试装置，其特征在于，所述左堵头、右堵头、上堵头、下堵头的内表面均设有与所述流体主通道相通的线性凹槽一。4.根据权利要求3所述的裂缝动态导流能力、基岩供气能力的测试装置，其特征在于，所述左堵头和所述右堵头的内表面还均设有与所述线性凹槽一相通的环形凹槽；所述上堵头和所述下堵头的内表面还均设有与所述线性凹槽一相通的线性凹槽二。5.根据权利要求1所述的裂缝动态导流能力、基岩供气能力的测试装置，其特征在于，所述左堵头与所述方形岩心左端面之间、所述右堵头与所述方形岩心右端面之间均设有与渗透隔板二，所述渗透隔板二的大小与所述左堵头的右端面或所述右堵头的左端面相匹
配。6.一种裂缝动态导流能力的测试方法，其特征在于，采用权利要求1
‑
5中任意一项所述的测试装置进行测试，且所述测试装置中方形岩心的上端面和下端面的隔板为不渗透隔板，所述裂缝动态导流能力包括裂缝导流能力及应力敏感，包括以下步骤：将待测方形岩心装入所述岩心夹持器中，进行裂缝导流能力及应力敏感测试，具体的：通过供气装置、管线二、管线三向所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世杰，潘毅，孙雷，王亚娟，卜淘，林仁义，赵秋霞，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：