[发明专利]一种页岩气藏复杂裂缝导流能力模拟实验方法

说明书

技术领域

本发明是关于页岩气藏储层水力压裂技术，特别是关于页岩气藏压裂形成复杂裂缝导流能力模拟实验方法。本发明为研究页岩气藏水力压裂裂缝导流能力优化提供技术支持。

背景技术

页岩气藏储层具有低孔、低渗的物性特征，若不实施压裂改造，形成大规模的裂缝网络带，给页岩气提供充分的流动通道，将无法获得理想的产量和采收率。目前页岩气开采技术，主要包括水平井多段压裂技术、滑溜水大型压裂技术和同步压裂技术，这些先进技术的有效实施，大幅度提高了页岩气井的产量。

页岩气藏与传统低渗透油气藏不同，传统低渗油气藏，通过水力压裂形成单一主裂缝，增大裂缝与储层接触面积，沟通远部储层，提高油气井产量。页岩气藏基质渗透率极低，基本无渗透性，因此如只形成单一主裂缝增产效果有限。但页岩气藏一般层理发育，岩心脆性较强，通过大规模水力压裂，可以形成网状裂缝带，增大裂缝与储层接触面积，沟通层理与天然裂缝，从而有效提高气藏产量。通常将页岩气藏压裂形成裂缝网络带所在的储层叫做页岩气藏的改造体积，在改造体积内的页岩气可以有效开采，而改造体积外的页岩气很难运移到裂缝内，从而无法开采到地面。页岩气藏层理与微裂缝的发育程度、脆性程度以及压裂规模与压裂工艺共同决定了压裂改造体积的大小以及裂缝的复杂程度，改造体积越大、裂缝越复杂，压裂增产效果越好。页岩气藏压裂形成的网状裂缝，可以归结为两种类型，一种是分支裂缝，另一种是转向裂缝。网状裂缝的导流能力是决定压后效果的重要因素，室内评价页岩裂缝导流能力的裂缝形态能否模拟实际压裂裂缝，导流能力的测试是否准确，对页岩气藏压裂设计、预测压裂效果有重要作用。

常规水力压裂裂缝导流能力实验测试所使用的是两片厚度相等的岩心板，将支撑剂夹在两片岩板中间，模拟压裂形成单一裂缝。但页岩气藏压裂形成网状裂缝，按传统方式测试导流能力与实际有很大差别，因此需针对网状裂缝特点，对实验方法进行设计，测试不同裂缝形态下的导流能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种页岩气藏复杂裂缝导流能力模拟实验方法，该方法可方便地用于研究页岩气藏水力压裂形成复杂裂缝后裂缝导流能力的测试。

为实现上述目的，本发明提供了一种页岩气藏复杂裂缝导流能力模拟实验方法，该方法包括下列步骤：

a)选取制作试件的地层页岩岩心或同层位的页岩露头，将所述页岩材料加工成17.7cm长、1.5cm厚、3.8cm宽两端半圆形的页岩岩板；b)所模拟的复杂裂缝主要分为两种形态，一种是转向裂缝，一种是分支裂缝。根据所模拟裂缝形态的不同分别对加工好的岩板进行进一步加工。c)如模拟转向裂缝则需将步骤b)中一片加工好的岩板切成多片短岩板，短岩板交错固定在步骤b)中加工好的两片岩板上。d)如模拟分支裂缝则需将步骤b)中一片加工好的岩板切成三段，切口位置在岩板两端靠近半圆位置处，切口宽度在3mm左右。e)将加工好的模拟转向缝或分支缝的岩板放置到测试裂缝导流能力的导流室中，岩板间铺置一定铺砂浓度的支撑剂。f)将导流室放置到裂缝导流能力测试装置中进行导流能力实验测试，实验后获取页岩气藏复杂裂缝导流能力数据。

进一步地，所模拟页岩气藏复杂裂缝主要包括转向缝和分支缝两种情况。

进一步地，在步骤a)中，在步骤a)中，加工好的页岩岩板表面光滑平整。

进一步地，在步骤c)中，所模拟裂缝的转向程度决定短岩板的数量，转向程度越高需要切的短岩板数量越多，每片短岩板的长度越小。

进一步地，在步骤c)中，用硅胶将切好的短岩板交错粘在步骤b)中加工好的两片岩板上，当两片岩板正对放置时相邻两片短岩板间距离约为3mm。

进一步地，在步骤e)中，如模拟转向缝，则在固定有短岩板的两片岩板间铺置一定浓度的支撑剂，支撑剂支撑在短岩板和长岩板之间。

进一步地，在步骤e)中，如模拟分支缝，先在导流室中铺置一片岩板，然后铺置一定浓度的支撑剂，铺好后把步骤d)中切好的三段岩板放置在支撑剂上，然后再铺置一定浓度的支撑剂在三段切开的岩板上，最后在支撑剂上铺置一片岩板。根据模拟分支缝形态的不同，可将上下两条分支缝的入口或出口端用小岩心板堵死。

进一步地，在步骤e)中，岩板在放入导流室前需要在岩板四周涂抹硅胶，以保证岩心侧面与导流室壁面之间密封。

进一步地，在步骤f)中，首先将安置好岩板与支撑剂的导流室放置到裂缝导流能力测试装置中，设置实验参数进行导流能力测试实验。

进一步地，分支裂缝两条缝内的铺砂浓度可相同，也可不同，如不同则铺砂浓度高的缝为主缝，铺砂浓度低的为支缝。