[发明专利]一种模拟多段压裂水平气井闷井后开采的实验装置和方法

权利要求书

1.一种模拟多段压裂水平气井闷井后开采的实验装置，其特征在于，其主要由左右端注入装置、岩心夹持器部分、出口端测量装置组成；所述的岩心夹持器部分使用特制岩心，该特制岩心由偶数个等尺寸、且圆心处有相同孔道的较短岩心串联组成，较短岩心之间装有薄纱网，且特制岩心的圆心孔道处固定一根与孔道等径的金属筛管；左右端注入装置各安装一套相同的气相、液相泵入系统，用于注入单相气或不同类型流体；出口端测量装置设置有两条支路，其中一条用于测量单相气的流量，另外一条用于分离气液两相混合流体、且测量分离后的气体和液体流量。

2.根据权利要求1所述的一种模拟多段压裂水平气井闷井后开采的实验装置，其特征在于，所述的金属筛管用来模拟水平井筒，且能在岩心夹持器部分施加围压后起到保护岩心的作用。

3.根据权利要求1所述的一种模拟多段压裂水平气井闷井后开采的实验装置，其特征在于，所述的薄纱网用来模拟页岩气井水力压裂形成的主缝间的填充支撑剂，也是为了避免较短岩心之间的表面过于光滑而出现贴合紧密、无法提供流体正常渗流通道的情况。

4.根据权利要求1所述的一种模拟多段压裂水平气井闷井后开采的实验装置，其特征在于，所述的左右端注入装置各安装一套相同的气相、液相泵入系统，为了使串联组成的特制岩心的两端都能均匀饱和流体，而且能缩短饱和实验的时长。

5.根据权利要求1所述的一种模拟多段压裂水平气井闷井后开采的实验装置，其特征在于，所述的岩心夹持器的中间位置、中间位置左端10cm处、中间位置左端5cm处、中间位置右端5cm处、中间位置右端10cm处各装有一个压差传感器，这5个压差传感器的末端安装在岩心夹持器的右端。

6.一种模拟多段压裂水平气井闷井后开采的实验方法，其特征在于，其包括步骤如下：

(1)首先取同区块两组物性接近的特制岩心，两组岩心为偶数个等尺寸、且圆心处有相同孔道的较短岩心串联组成，较短岩心之间装有薄纱网，将金属筛管塞入任意一组岩心的圆心处，接着装入橡胶套筒并安装好岩心夹持器部分，装置密封性检测无误后方可进行实验；

(2)将左端注入装置及出口端测量装置全部打开，泵入实验气体排出装置中的空气，结束后关闭双向阀( 27) ，打开右端注入装置，排出右端注入装置内的空气；

(3)关闭双向阀( 28) ，同时打开左右端注入装置向岩心夹持器内注入氮气，并调节压力、温度控制箱( 26) 加热，直至特制岩心处的监测温度及压力达到设定值，且温度及压力能保持恒定至少12小时；

(4)关闭左右端注入装置，打开出口端测量装置进行衰竭性开采实验，并随时记录流量、温度及压力数据；

(5)岩心夹持器内部的氮气彻底排空后，将单相气源换成甲烷，重复上述步骤(2)至(4)，并对比上述两组实验的结果区别，以模拟页岩气吸附气对页岩气井生产动态的影响；

(6)单相气实验结束后，将其中一组特制岩心进行静压自吸实验，具体为：将该组特制岩心在常温、常压条件下进行自吸实验，且随时测量两组特制岩心自吸情况；另外一组特制岩心进行动压自吸实验，具体为：将该组特制岩心装入岩心夹持器，先后打开左右端注入装置的液体恒速恒压泵，泵入液体以排出全部装置内的空气，空气排空完后同时打开左右端注入装置、以设定的泵入压力及时长持续泵入该实验液体，并及时泄压取出特制岩心，快速测量特制岩心的重量，继续将该特制岩心装入岩心夹持器重复该组实验，得到特制岩心在设定压力、温度条件下不同自吸时长的自吸液量；

(7)静压、动压条件下的自吸实验完成后，将两组特制岩心都饱和甲烷以进行衰竭性开采实验，具体步骤是(2)至(4)，并随时记录流量、温度及压力数据；

(8)最后对比每组实验结果，获取静压、动压条件下的页岩自吸区别以及吸附气、不同含水饱和度对页岩气井产能的影响。

7.根据权利要求6所述的一种模拟多段压裂水平气井闷井后开采的实验方法，其特征在于，所述的每组特制岩心由偶数个较短岩心串联组成，为了适应不同实验要求，较短岩心个数可以是2个、4个或6个，是为了使较短岩心串联时形成的缝的位置恰好能对应压差传感器的固定位置。