[发明专利]一种剪切缝页岩岩心脉冲衰减渗透率测试方法

权利要求书

1.一种剪切缝页岩岩心脉冲衰减渗透率测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：基于气体在页岩剪切缝岩心中的多尺度渗流模型，建立剪切缝页岩岩心双重介质物理模型；所述剪切缝页岩岩心双重介质物理模型包括：

裂缝系统渗流方程：

式中：k_fe为裂缝表观渗透率，mD；μ_g为气体粘度，mPa·s；B_g为天然气体积系数，无量纲；p_f为裂缝压力，MPa；q_m为单位体积裂缝向基质的窜流量，1/s；t为时间，s；为裂缝孔隙度，无因次；

基质系统渗流方程：

式中：k_me为基质表观渗透率，mD；p_m为基质压力，MPa；为基质孔隙度，无因次；q_des为单位岩心吸附解吸气量，1/s；V_E为单位体积岩心等温吸附气体体积，cm³/cm³；

当基质与裂缝间的窜流为拟稳态窜流时：

式中：α为稀疏系数，无量纲；

当基质与裂缝间的窜流为非稳态窜流时：

式中：r₁为基质颗粒半径，cm；r_b为积分半径，cm；

边界条件为：

上游腔室：

下游腔室：

式中：k_m为基质渗透率，mD；A为岩心表面积，cm²；x为水平方向横坐标值，无量纲；u为上游瓶位置x轴坐标；k_f为裂缝渗透率，mD；V_u为上游室体积，cm³；V_g为气体摩尔体积，0.0224m³/mol；Z为气体偏差因子，无量纲；R为气体常数，8.314J/(mol·K)；T_du为上下游瓶温度，K；p_u为上游室压力，MPa；C_g为气体压缩系数，MPa^-1；d为下游瓶位置x轴坐标；V_d为下游室体积，cm³；p_d为下游室压力，MPa；

初始条件：

式中：x、y为系统中某点坐标；p_mi为基质初始压力，MPa；p_fi为裂缝初始压力，MPa；p_u0为上游初始压力，MPa；p_d0为下游初始压力，MPa；

S2：使用有限体积法获得物理模型对应的有限体积离散格式，结合牛顿-拉普森迭代算法求解物理模型全隐式求解格式，对模型进行编程求解；

S3：利用脉冲衰减法实验装置对剪切缝页岩岩心进行脉冲衰减实验，利用实验数据测出上游室和下游室的压力、时间关系曲线；

S4：结合剪切缝页岩岩心双重介质物理模型，采用曲线拟合的方法来获取剪切缝页岩岩心的基质渗透率和裂缝渗透率。

2.根据权利要求1所述的剪切缝页岩岩心脉冲衰减渗透率测试方法，其特征在于，步骤S1中所述多尺度渗流模型为B-K模型，所述B-K模型数学描述方程为：

式中：k_app为表观渗透率，mD；k_∞为固有渗透率，mD；K_n为克努森数，无量纲；α为稀疏系数，无量纲；b为滑脱系数，无量纲。