[发明专利]页岩气压裂缝网气水两相导流能力测试系统及测试方法

摘要

本发明公开了一种页岩气压裂缝网气水两相导流能力测试系统，包括导流室、三通阀门、气液分离器、流量计、计重器、一号高压反应釜及二号高压反应釜，所述导流室包括导流室本体、安装在导流室本体中空腔室内的主导流硅胶管及沿主导流硅胶管的长度方向按照预设角度并与主导流硅胶管相连通的多根次导流硅胶管，主导流硅胶管连通导流室本体的进口和出口。将模拟主裂缝和次裂缝的主导流硅胶管和次导流硅胶管放入导流室本体内，然后照实验要求的铺砂浓度和支撑剂的粒径往主导流硅胶管和多根次导流硅胶管内铺置支撑剂形成缝网，能更加真实的模拟测试页岩压后气水同产时导流能力的大小。本发明还同时公开了采用这种测试系统的测试方法。

主权项

1.一种页岩气压裂缝网气水两相导流能力测试系统的测试方法，其中，页岩气压裂缝网气水两相导流能力测试系统包括导流室、与导流室进口相连的三通阀门、与导流室出口相连的气液分离器、与气液分离器气体出口相连的流量计及与气液分离器液体出口相连的计重器，连接有一号高压恒速泵的一号高压反应釜通过一号阀门与三通阀门相连，连接有二号高压恒速泵的二号高压反应釜通过二号阀门与三通阀门相连，所述导流室包括导流室本体、安装在导流室本体中空腔室内的主导流硅胶管及沿主导流硅胶管的长度方向按照预设角度并与主导流硅胶管相连通的多根次导流硅胶管，主导流硅胶管连通导流室本体的进口和出口，每根次导流硅胶管的末端与导流室本体的中空侧壁连通；还包括与导流室本体中空腔室相连的三号高压恒速泵，且所述三号高压恒速泵与所述导流室本体之间设置有一号压力表；所述三通阀门与所述导流室之间设有三号阀门，并且所述三号阀门与所述导流室本体之间设置有三号压力表；其特征在于：所述测试方法包括如下步骤：1)按照实验要求的铺砂浓度和支撑剂的粒径往主导流硅胶管和多根次导流硅胶管内铺置支撑剂形成缝网；2)将液压油通过三号高压恒速泵注入导流室本体的中空腔室内直至充满整个中空腔室且液压油为常压状态，通过一号压力表读取记录常压状态下液压油体积V0；并将高压气相流体注入一号高压反应釜内，高压水相流体注入二号高压反应釜内；3)设置预设闭合压力p，启动三号高压恒速泵继续向导流室本体中空腔室内注入液压油，至一号压力表的压力为预设闭合压力p后，稳定导流室本体中空腔体内的压力，并记录由常压升至闭合压力p过程三号高压恒速泵所注入的液压油体积V1；由常压升至闭合压力p液压油由于压力升高导致的体积变化量V2＝pC×[V0+V1(1+Cp)]，其中，C为液压油压缩系数；主导流硅胶管和多根次导流硅胶管受压后体积变化量V3＝V1‑V2；由于常压状态下主导流硅胶管和多根次导流硅胶管内完全充填支撑剂，主导流硅胶管的直径为d₀，主导流硅胶管的长度为l₀，多根次导流硅胶管的直径依次为d₁～d_i，多根次导流硅胶管的长度依次为l₁～l_i，根据主导流硅胶管和多根次导流硅胶管的直径和长度，计算等效的初始缝网体积V_F0和初始缝网宽度w₀，即其中n为一个主导流硅胶管与多根次导流硅胶管的根数总和；并计算闭合压力p下的等效缝网宽度4)打开一号阀门、二号阀门和三号阀门，启动一号高压恒速泵和二号高压恒速泵，设定一号高压恒速泵和二号高压恒速泵的注入比λ，以恒速模式驱动一号高压反应釜内的高压气相流体和二号高压反应釜内的高压水相流体至导流室本体内的缝网中；当导流室本体进口的高压气相流体与气液分离器气体出口流量相等，同时，导流室本体进口的高压水相流体与气液分离器液体出口流量相等时，记录进出口压差Δp、气相流体流量qg和水相流体流量qw，采用达西定律计算等效相渗透率其中，μ_g为气相黏度、μ_w为水相黏度；5)改变一号高压恒速泵和二号高压恒速泵的注入比λi，重复步骤4)，测试不同注入比λi下的等效相渗透率kgi、kwi，从而计算出气水两相导流能力kgiw、kwiw。