[发明专利]一种用于页岩的自发渗吸测量方法

说明书

本发明涉及一种用于页岩的自发渗吸测量方法，其按照先后顺序包括以下步骤：将岩芯放入岩芯夹持器中，连接测量装置的管线并检查密封性；关闭或打开岩芯夹持器顶部的控制阀，同时打开岩芯夹持器底部的控制阀；向刻度管中注入水，水流经岩芯夹持器底部的管线后到达岩芯夹持器底部的控制阀；当岩芯夹持器底部的控制阀出水时，关闭该控制阀；通过围压泵对岩芯施加围压，岩芯吸水，刻度管液面下降，计量岩芯吸水体积。还可在连接好测量装置的管线并检查密封性后启动加热装置，设置加热温度和加热时间，对岩芯施加高温环境。本发明的测量方法操作方便，结构简单，节省成本，可模拟高温高压的环境，使模拟过程更符合实际情况，测得的结果也更加真实可靠。

技术领域

本发明属于石油工程技术领域，具体涉及一种用于页岩的自发渗吸测量方法。

背景技术

自发渗吸是发生在多孔介质中常见的自然现象，对于非常规储层，利用自发渗吸对其进行研究在国际上都是比较前沿的技术。在致密性储层的研究中，特别是对低孔低渗透页岩气储层的研究中，评价储层岩石的自发渗吸强度是研究的重点。首先，由于低渗透储层的吼道细小，大多处于微米级甚至纳米级，毛细管力引起的自发渗吸现象比常规储层更为明显，对储层产生的影响更大；其次，低渗储层的吸水能力取决于岩性、地层以及人工注入的液体类型，需要进行大量自吸实验研究致密性储层与人工注入液体的相互作用；同时低渗储层的非均质性较强，尤其是在页岩气钻井过程中，需要对不同地层或同一地层不同位置的页岩进行多次取样评价。

目前，国内外对于页岩的自发渗吸研究主要集中在实验室环境中，在常温常压下，通过测量页岩对液体的吸入量开展研究。但是在现场作业过程中，页岩是在地下几千米处跟压裂液接触，此过程发生的具体环境是高温高压，可见现有的研究并不能真实地模拟页岩的渗吸过程。因此，急需开发一种用于页岩的自发渗吸测量方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于页岩的自发渗吸测量方法，其按照先后顺序包括以下步骤：

步骤一：将岩芯放入岩芯夹持器中，连接测量装置的管线并检查密封性；

步骤二：关闭或打开岩芯夹持器顶部的控制阀，同时打开岩芯夹持器底部的控制阀；

步骤三：向刻度管中注入水，水流经岩芯夹持器底部的管线后到达岩芯夹持器底部的控制阀；

步骤四：当岩芯夹持器底部的控制阀出水时，关闭该控制阀；

步骤五：通过围压泵对岩芯施加围压，岩芯吸水，刻度管液面下降，计量岩芯吸水体积，并转化为岩芯吸水质量随时间的变化关系。

优选的是，在完成所述步骤一后，启动加热装置，设置加热温度和加热时间，对岩芯施加高温环境。

本发明的测量方法，可模拟高温高压的条件下页岩自发渗吸过程，与实际环境更接近，所测得的实验室结果更具有代表性。

在上述任一方案中优选的是，所述测量装置为用于页岩的自发渗吸测量装置。

在上述任一方案中优选的是，所述用于页岩的自发渗吸测量装置，包括围压泵、岩芯夹持器、管线、刻度管、控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ，所述围压泵通过管线Ⅰ与所述岩芯夹持器连接，所述刻度管通过管线Ⅱ与所述岩芯夹持器的底部连接，所述控制阀Ⅰ通过管线Ⅲ与所述岩芯夹持器的底部连接，所述控制阀Ⅱ通过管线Ⅳ与所述岩芯夹持器的顶部连接。

通过岩芯夹持器底部的控制阀Ⅰ判断岩芯底部与水是否接触。控制阀Ⅰ与岩芯底面在同一水平线上。控制阀Ⅰ出水的那一刻，岩芯底面与水刚好接触，此时关闭控制阀Ⅰ，同时施加围压，并开始计量。实验开始时，刻度管和管线Ⅱ内充满水，岩芯底面与水接触，在施加围压的条件下，岩芯吸水，从而导致刻度管中的液面下降，通过计量刻度管中液面的下降得出岩芯的吸水量。