[发明专利]预插板式的层理性页岩靶的制作方法及层理性页岩靶

说明书

本发明公开了一种预插板式的层理性页岩靶的制作方法及层理性页岩靶，该方法包括：获取页岩靶射孔实验中要求的页岩靶的尺寸、页岩靶中页岩层的数量、每一层页岩层的填充厚度及填充物料、相邻两页岩层间的交界层的填充厚度及填充物料；根据所述页岩靶的尺寸制作页岩靶壳模具，所述页岩靶壳模具的内部空腔被隔层挡板分隔成依次相邻的多个页岩层填充腔；将每一层页岩层的填充物料浇筑到对应的页岩层填充腔中；对所述隔层挡板进行脱模处理，在每个隔层挡板脱模形成的间隙中浇筑对应的交界层的填充物料，得到层理性页岩靶。本发明解决了现有技术的页岩模型的制作方法无法制作出适合进行地面射孔实验的页岩靶的技术问题。

技术领域

本发明涉及页岩气储层体积压裂增产技术领域，具体而言，涉及一种预插板式的层理性页岩靶的制作方法及层理性页岩靶。

背景技术

页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，是一种清洁、高效的能源资源和化工原料，和常规天然气相比，页岩气资源主要具有以下特点：(1)储量丰富。据估计，世界页岩气资源量为457万亿立方米，同常规天然气资源量相当，其中页岩气技术可采资源量为187万亿立方米。全球页岩气技术可采资源量排名前5位国家依次为：中国(36万亿立方米，约占20％)、美国(24万亿立方米，约占13％)、阿根廷、墨西哥和南非。中国页岩气资源丰富，技术可采资源量为36万亿立方米，是常规天然气的1.6倍。在开采技术成熟、经济性适当时，将会产生巨大的商业价值。(2)开采寿命长，生产周期长。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中，因此普遍含气丰富，生产周期长，一般为30-50年，具有很高的工业经济价值。(3)保护环境，相比于一些天然气储藏，页岩气主要以甲烷为主，开采过程中有毒有害气体较少，清洁安全，保护环境。因此在石油资源日益枯竭的今天，页岩气正受到人们越来越多的重视，美国领导下页岩革命也已经在全世界范围内不断掀起新的高潮。我国作为页岩气储量大国，资源潜力巨大，如何高效的开发页岩气资源是关系到经济快速发展和国民生活改善的重大课题。

页岩气储层具有低孔低渗等特征，开发主要依靠水平井结合大规模分段压裂技术，形成大规模缝网，给页岩气提供较好的流动通道，最终实现体积压裂，其中分段压裂技术包括多层压裂技术、清水压裂技术、重复压裂技术及最新的同步压裂技术，这些技术正不断提高着页岩气井的产量，而根据地层的性质进行合理的分段布簇及优化射孔参数(可简称为分簇射孔)则是实现分段压裂进而形成有效缝网体的基本前提。

图2和图3分别是现有技术的页岩气储层均匀分簇以及非均匀页岩气储层非均匀分簇射孔示意图。相比与欧美开发比较成功的较为均质的页岩气储层可以采用均匀分簇，我国的页岩区块普遍经历了更加复杂的地质构造运动，储层非均质性极为突出，如图2和图3所示。储层非均质性主要表现在以下几个方面：(1)岩石力学性质更加复杂，(2)层理和天然裂缝充分发育，(3)地应力方向和大小难以准确测定，(4)储层岩性多变，(5)不同深度储层温度差异大。此时若采用常规的均匀分簇射孔方法(孔密度、孔深、孔径、簇间距等参数保持不变)进行射孔压裂时，常会出现储层起裂困难、缝网难以有效形成、不同射孔簇产量波动剧烈等诸多问题，给高效开发页岩带来巨大挑战。因此探索适合我国非均质页岩的非均匀分簇射孔参数优化方法显得至关重要。

但目前针对非均质性页岩孔簇参数优化研究主要侧重于从数值模拟的角度对均匀分簇射孔的簇间距进行优化，包括起裂模型优化、裂缝扩展模型优化等，这些方法一定程度为页岩高效压裂提供了借鉴和指导，但也存在页岩非均质性难以有效模拟、孔缝模型假设过于理想、计算参数选取缺乏实验依据、裂缝扩展机理和扩展规律研究模糊、研究结果适用范围窄效果差等诸多问题。