CN103244112A-页岩裂缝网络导流能力测试方法和装置-公开.docx

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1、PATEXPL 麴 RER专利探索者一全球创新始于探索页岩裂缝网络导流能力测试方法和装置申请号： CN201310165194.6申请日：20130508申请（专利权）人：常州大学地址： 江苏省常州市武进区膈湖路1号发明人：何岩峰,卢强,王烁龙，田仁连,陈宇星,钟明主分类号： E21B49/00公开（公告）号：CN103244112A公开（公告）日：20130814代理机构：代理人：(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 CN103244112A(45)申请公布日20130814(21)申请号 CN201310165194.6(22)申请日 20130508

2、(71)申请人常州大学地址江苏省常州市武进区涌湖路1 号(72)发明人何岩峰，卢强，王烁龙, 田仁连，陈宇星，钟明(74)专利代理机构代理人(54)发明名称页岩裂缝网络导流能力测试方法和 装置(57)摘要本发明的目的是提供一种页岩裂缝 网络导流能力测试方法和装置。本装置包 括导流室、加环压装置、流体供给装置和 流体测量装置。本装置和测试方法能够模 拟页岩气藏条件下体积压裂裂缝的导流能 力。权利要求书-一种页岩裂缝网络导流能力测试装置，其特征在于包括导流室、加环压装置、流 体供给装置和流体测量装置；所述的导流室是由导流室外筒和两端的封盖围成的空间; 环形套筒套设于导流室外筒内；所述加环压装置通过

3、导管连接于导流室外筒；两端的 封盖上各设有流体通道，所述流体供给装置与前端封盖连接，所述流体测量装置与后 端封盖连接；所述加环压装置、流体供给装置和流体测量装置均与导流室相通。页岩裂缝网络导流能力测试装置特征在于所述封盖内侧有凸块，流体通道位于凸 块中央；封盖闭合时，所述凸块位于环形套筒内。页岩裂缝网络导流能力测试装置特征在于所述的环形套筒材质为橡胶。一种页岩裂缝网络导流能力测试方法，其特征在于包括以下步骤：(1)制备页岩裂缝网络模型：将要测试的页岩的主要成分制造成中间有凹槽的半圆 形模型，再将两半圆形模型正压紧就形成了一个中间有一个裂缝网络的页岩裂缝网络 模型：(2)上述的页岩裂缝网络模型慢

4、慢推入环形套筒中，再将环形套筒和页岩裂缝网络 模型推入导流室外筒中，导流室外筒两端加封盖拧紧。(3)打开加压装置给导流室加环压；然后打开开启流体供给装置给导流室提供流体。(4)当流体测量装置记录的流体流量稳定时，记录流体的通过导流室的流量和导流 室两端的压力大小；(5)加大环压压力，重复步骤(4),直到加的环压达到预定的页岩裂缝网络模型的 最大压力为止。说明书页岩裂缝网络导流能力测试方法和装置本发明的技术领域是页岩气藏体积压裂形成的裂缝网络对导流能力影响的测试方 法及设备。现有裂缝导流能力的测试方法可在标准实验条件下模拟井下压力、温度评价裂缝 支撑剂对不同压裂液的导流能力，从而对各种支撑剂压裂

5、液进行性能对比，利用达西 公式计算每一闭合压力下的裂缝宽度、不同支撑剂对导流能力的影响。在页岩气的开 采过程中，通过水力压裂对储层实施改造，在形成一条或多条主裂缝的同时，会在主 裂缝的侧向强制形成次生裂缝，并且会在次生裂缝上继续分支形 成二级次生裂缝，以 此类推，形成天然裂缝和人工裂缝的裂缝网络。从而可以进行渗流的有效储层打碎， 实现长、宽、高三维方向的全面改造，增加渗流面积及导流能力，提高初始产量和最 终采收率。但是，目前还没有页岩气藏人工压裂形成的裂缝网络对导流能力的影响的 测试方法和设备。为提高页岩气的生产，有必要对裂缝网络的导流能力进行测试。本发明的目的是提供一种页岩裂缝网络导流能力测

6、试方法和装置。本发明所述的页岩裂缝网络导流能力测试装置，包括导流室、加环压装置、流体 供给装置和流体测量装置；所述的导流室是由导流室外筒和两端的封盖围成的空间； 一环形套筒套设于导流室外筒内；所述加环压装置通过导管连接于导流室外筒；两端 的封盖上各设有一流体通道，所述流体供给装置与前端封盖连接，所述流体测量装置 与后端封盖连接；所述加环压装置、流体供给装置和流体测量装置均与导流室相通。为了更好地实现导流室内流体的密封，可在封盖内侧设计有凸块，流体通道位于 凸块中央：封盖闭合时，所述凸块位于环形套筒内。这样的设计可使页岩裂缝网络模 型的端面与环形端面形成错位，更好地实现密封。所述的环形套筒材质优

7、选橡胶。本发明还公开了一种页岩裂缝网络导流能力测试方法，包括以下步骤：(1)制备页岩裂缝网络模型：将要测试的页岩的主要成分制造成中间有凹槽的半圆 形模型，再将两半圆形模型正压紧就形成了一个中间有一个裂缝网络的页岩裂缝网络 模型：(2)上述的页岩裂缝网络模型慢慢推入环形套筒中，再将环形套筒和页岩裂缝网络 模型推入导流室外筒中，导流室外筒两端加封盖拧紧。(3)打开加压装置给导流室加环压；然后打开开启流体供给装置给导流室提供流体。(4)当流体测量装置记录的流体流量稳定时，记录流体的通过导流室的流量和导流 室两端的压力大 小；(5)加大环压压力，重复步骤(4),直到加的环压达到预定的页岩裂缝网络模型的

8、 最大压力为止。本发明中流室与两封盖用螺纹连接，两端封盖、导流室外筒和岩心套管(环形套管) 有不同型号，测试时应按网络模型的大小选择环形套筒和导流室的型号。在根据本发明所述的页岩裂缝网络导流能力测试方法中，页岩裂缝网络模型的页 岩直径、组成物质和将耍测试的页岩相同。页岩裂缝网络模型用来模拟页岩压裂后的 裂缝网络。导流室分为导流室外筒和两端的封盖组成。其中，导流室外筒中间有一根 导管连接加环压装置。前端封盖连接着流体供给装置，后端封盖连接流体测量装置。 裂缝网络模型和导流室外筒用环形套筒隔开，利用加环压装置加环压，使环形套筒和 页岩裂缝网络模型之间没有缝隙，所以流体不会从套管和页岩裂缝网络模型之

9、间通过。 从而通过页岩网络模型的流体都是从裂缝网络通过的，根据通过的流量和压差就可以 计算网络模型的导流能力。本发明具有以下优点：可以模拟各种裂缝网络结构；成本低廉，经济环保，操作 简单。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明装置示意图图2是导流室aw截面图图3是导流室bb截面图图4是导流室Cp剖面图图5是页岩裂缝网络模型俯视图图6是页岩裂缝网络模型d4截面图图1中1是平流泵(各种供液供气装置)；2是导流室进液阀；3是导流室两端封盖; 4是导流室外筒；5是手摇泵(各种加压装置)；6是橡胶套筒：7是页岩裂缝网络模型; 8是环压供液阀；9是导流室出液阀；10是流体计量装置；11是导流

10、室进液压力计； 12是环压压力计；13是导流室出液压力 计。图2中3是导流室两端封盖：4是导流室外筒：6是橡胶套筒：14是封盖内侧凸块。 图3中4是导流室外筒；6是橡胶套筒；7是页岩裂缝网络模型。图4中3是导流室两端封盖；4是导流室外筒；6是橡胶套筒；7是页岩裂缝网络 模型；14是封盖内侧凸块；15是裂缝网络形状。图5中7是页岩裂缝网络模型；15是裂缝网络形状。图6中7是页岩裂缝网络模型；15是裂缝网络形状。1 .用将要测试的页岩的主要成分制造中间有凹槽的半圆形模型，两半圆形模型对 正压紧就形成了一个中间有一个裂缝网络的页岩裂缝网络模型7。2 .按网络模型的大小选择环形套筒6和导流室的型号。把

11、选择的导流室外筒4与 加环压装置5连接好。3 .把页岩裂缝网络模型慢慢推入环形套筒6中，再将环形套筒和页岩裂缝网络模 型7推入导流室外筒4中，导流室两端加封盖3,使封盖内侧凸块14在环形套筒6内 侧并拧紧封盖3。4 .打开环压供液阀8,用手摇泵5给导流室加环压，用环压压力计12记录环压压 力。然后打开导流室进液阀2和导流室出液阀9,开平流泵1给导流室提供流体，流 体通过导管流过裂缝网络15最终流入计量装置10中。5 .到流体计量装置10记录的流体流量稳定时并记录流量大小，用导流室进液压力 计11和导流室出液压力计记录流体的通过导流室两端的压力大小，。6 .加大环压压力，重复第5步，直到加的环压达到预定的页岩裂缝网络模型的最 大压力为止。