[发明专利]薄互层页岩油储层压裂模拟试验方法及装置

说明书

本发明提供了一种薄互层页岩油储层压裂模拟试验方法及装置，该薄互层页岩油储层压裂模拟试验方法包括：基于井下采集的岩心剖面信息，制备薄互层页岩油储层模拟试样；将所述薄互层页岩油储层模拟试样设置在岩心三轴加载室中；向所述岩心三轴加载室内注入压裂液至所述薄互层页岩油储层模拟试样破裂，检测所述薄互层页岩油储层模拟试样的裂缝产生位置信息、裂缝产生时间信息及形变信息；对破裂后的薄互层页岩油储层模拟试样进行扫描，获取薄互层页岩油储层模拟试样的压裂缝三维空间形态。该薄互层页岩油储层压裂模拟试验方法能够准确模拟薄互层页岩油储层压裂过程。

技术领域

本发明属于地质勘探领域，更具体地，涉及一种薄互层页岩油储层压裂模拟试验方法及装置。

背景技术

盐间页岩油储层由于有分布广泛、保存完好、含油量高、地层能量充足等优点，极有可能成为页岩油大规模工业开发的突破点，同时蒸发盐类矿物(盐岩、石膏、钙芒硝)的存在，也使盐间页岩油储层的物理力学特性将有别于常规含气页岩储层，影响储层的压裂改造效果。为了获得盐间页岩油储层有效、经济和成功的压裂效果，在实施水力压裂开发之前，往往要进行压裂设计。通过压裂模拟来预测裂缝发育的宽度、长度和方向，评价压裂是否成功。

目前所采用的模拟手段多借助商用数值模拟软件完成，其压裂模拟效果需要进行验证。室内水力压裂物理模拟是认识裂缝扩展机制的重要手段，可以对裂缝起裂、扩展及延伸的实际物理过程进行监测。水力压裂过程中裂缝在长度、高度和宽度三个方向上同时扩展延伸，在没有遮挡层的情况下，裂缝可能无限制地向上下延伸；若存在遮挡层，如果没有足够的强度和厚度时，裂缝也可能上窜下跳，穿入甚至穿透遮挡层。在各向同性地层和均匀地应力条件下，裂缝高度比较容易预测。而对于泥页岩-盐岩交互的薄互层进行水力压裂时，层与层之间岩石力学性质、原地应力分布都不尽相同，形成的裂缝比较复杂，这时就必须解决裂缝互层界面的扩展问题。盐间页岩油储层矿物组成差异大，岩石组分、储层饱和流体状态对压裂缝影响研究尚属空白，传统的含气页岩储层可压性评价方法及水力压裂缝表征技术难于适用，而对于泥页岩-盐岩交互的薄互层进行水力压裂时，必须解决裂缝互层界面的扩展问题。

前人在水力压裂裂缝扩展模型建立与压裂缝数值模拟方面取得了有益的成果，但目前的研究多采用岩体为均质假设，少数研究也开展了层状页岩的压裂物理模拟及裂缝机理研究，但仍与薄互层页岩油储层裂缝扩展仍存在明显的差异，需要对薄互层岩体(盐间页岩油储层)破裂机理及裂缝真实形态等问题做进一步的研究和探索。

因此，有必要研发一种能够准确模拟盐间页岩油储层水力压裂裂缝起裂及扩展的薄互层页岩油储层压裂模拟试验方法及装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄互层页岩油储层压裂模拟试验方法及装置，该薄互层页岩油储层压裂模拟试验方法能够准确模拟盐间页岩油储层水力压裂裂缝起裂及扩展。可研究不同薄互层岩体、压裂泵注参数、地应力参数及压裂液粘度等参数，能够获得不同薄互层岩体压裂后裂缝的三维形态特征和主控因素，为盐间页岩油储层水力压裂优化设计提供方法。本发明对推动薄互层岩体水力压裂理论的发展和现场施工设计优化都具有一定的理论意义和实用价值。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面提供了一种薄互层页岩油储层压裂模拟试验方法，该薄互层页岩油储层压裂模拟试验方法包括：

基于井下采集的岩心剖面信息，制备薄互层页岩油储层模拟试样；

将所述薄互层页岩油储层模拟试样设置在岩心三轴加载室中；

向所述岩心三轴加载室内注入压裂液至所述薄互层页岩油储层模拟试样破裂，检测所述薄互层页岩油储层模拟试样的裂缝产生位置信息、裂缝产生时间信息及形变信息；

对破裂后的薄互层页岩油储层模拟试样进行扫描，获取薄互层页岩油储层模拟试样的压裂缝三维空间形态。

优选地，通过安装在薄互层页岩油储层模拟试样表面的声发射定位探头检测所述薄互层页岩油储层模拟试样的裂缝产生位置信息、裂缝产生时间信息。