[发明专利]一种超临界二氧化碳饱和下的岩石参数测定方法

说明书

技术领域

本发明属于油气层开发及岩土工程领域，具体而言，涉及一种超临界二氧化碳饱和下的岩石参数测定方法。

背景技术

在油气开采作业中，由于页岩气储层的低孔、低渗特性，开发页岩气必须进行储层压裂和增渗。目前成功开采页岩气的美国主要采用水力压裂技术，但该技术需要消耗大量的水资源，且对地下水污染严重；同时中国页岩黏土含量普遍较高，页岩遇水易膨胀的特性也会影响储层改造效果。另外，中国目前已探明的页岩气储量大多分布在水资源比较缺乏的盆地、山区，在这些区域进行页岩气开发也面临水资源方面的挑战。

其中，当二氧化碳的温度和压力分别处于31.10℃和7.38MPa以上时，二氧化碳将达到超临界状态。由于超临界二氧化碳具有类似气体的扩散性及液体的密度和溶解力，同时兼具低粘度、低表面张力等特性，具有超强的流动、渗透和传递性能，可以代替清水作为压裂液。然而，由于超临界二氧化碳压裂页岩的理论和实验方面的研究都还很少，特别是缺乏相应的实验装置来模拟超临界二氧化碳压裂页岩过程中储层渗透率、应力、应变的变化规律，限制了二氧化碳在页岩气开采中的应用范围。

有鉴于此，本发明人根据从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种超临界二氧化碳饱和下的岩石参数测定方法，以期解决现有技术存在的问题。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种超临界二氧化碳饱和下的岩石参数测定方法，能够模拟地层高温、高应力状态状态下，实现超临界二氧化碳下岩石参数的相关研究，为后续应用创造条件。

为此，本发明提出一种超临界二氧化碳饱和下的岩石参数测定方法，其应用于一夹持装置上，所述夹持装置包括一左堵头、一密封胶套、一左堵头以及一夹持套管，所述左堵头及右堵头上分别沿轴向形成有一加注通道，所述超临界二氧化碳饱和下的岩石参数测定方法以下步骤：

a)将岩石材料加工成预定尺寸的试件，放置于所述密封胶套内，所述密封胶套的两端套设于所述左堵头及右堵头上，在所述试件的两端分别设置一多孔垫板，两所述多孔垫板对应与所述左堵头及右堵头的端部相贴合；

b)将所述夹持套管套设于所述左堵头、所述密封胶套及所述右堵头上，其两端对应通过左端套及右端套与所述左堵头、右堵头相密接，其与所述密封胶套间形成一环腔，所述右堵头能相对所述右端套移动；

c)通过所述夹持套管侧壁上开设的注液孔向所述环腔中注满液压油,并将油温维持在设定的温度值，使液压油对试件施加的围压处于设定的围压值；

d)对所述右堵头施加轴向压力，使所述右堵头压紧所述试件，直至该轴向压力达到设定值；

e)分别向所述左堵头及右堵头的加注通道内的加注通道以第一压力注入超临界二氧化碳流体，当所述试件内的超临界二氧化碳达到饱和后，将所述左封堵的注入压力提升至第二压力，记录超临界二氧化碳流量；

f)试验结束后，通过左堵头上的加注通道进行排气，并通过所述夹持套管的注液孔排液，撤除所述试件的围压与轴压，根据进入所述试件内的超临界二氧化碳流体体积，计算试件的超临界二氧化碳渗透率，完成实验。

本发明还提出一种超临界二氧化碳饱和下的岩石参数测定方法，其应用于一夹持装置上，所述夹持装置包括一左堵头、一密封胶套、一左堵头以及一夹持套管，所述左堵头及右堵头上分别沿轴向形成有一加注通道，所述超临界二氧化碳饱和下的岩石参数测定方法以下步骤：

a)将岩石材料加工成预定尺寸的试件，放置于所述密封胶套内，所述密封胶套的两端套设于所述左堵头及右堵头上，在所述试件的两端分别设置一多孔垫板，两所述多孔垫板对应与所述左堵头及右堵头的端部相贴合；

b)将所述夹持套管套设于所述左堵头、所述密封胶套及所述右堵头上，其两端对应通过左端套及右端套与所述左堵头、所述右堵头相密接，其与所述密封胶套间形成一环腔，所述右堵头能相对所述右端套移动；

c)通过所述夹持套管侧壁上开设的注液孔向所述环腔中注满液压油,并将油温维持在设定的温度值，使液压油对所述试件施加的围压处于预定围压；

d)对所述右堵头施加轴向压力，使所述右堵头压紧所述试件，之后，分别向所述左堵头的加注通道、所述右堵头的加注通道内注入超临界二氧化碳流体，使所述二氧化碳流体进入所述试件内，直至所述试件内的孔隙压力达到饱和；

e)通过移动所述右端套对所述试件施加轴向压力，所述试件在轴向压力的作用下发生变形，通过所述右端套与所述右堵头之间设置的轴向位移测量装置，测量所述右堵头4的位移量，继而得到所述试件的压缩量，其中，在测试过程中，记录各加载轴向压力数值与所述试件对应的轴向压缩量；