[发明专利]一种页岩岩芯层理缝流动模拟评价装置及方法

说明书

本发明公开了一种页岩岩芯层理缝流动模拟评价装置及方法，属于非常规储层增产改造领域，包括夹持器，其特征在于：还包括平流泵、入口流量计、注入压力计和注入旋塞阀，夹持器顶端连接有活塞，底端连接有固定法兰，活塞上设置有流体进入接口，夹持器上开有流体流出接口，流体流出接口通过金属管线连接有流出旋塞阀、流出流量计、流出压力计和流体计量天平，活塞上设置有机械加压件，夹持器上部开有围压加压口，下部开有围压泄压口，围压加压口通过管道依次连接有加压控制旋塞阀、围压压力计、围压加压器和第一泄压控制旋塞阀。本发明能够有效评价全直径页岩岩芯的层理缝在不同应力状态下的自支撑与含支撑剂的流动能力，进而能够保障压裂效果。

技术领域

本发明涉及到非常规储层增产改造技术领域，尤其涉及一种页岩岩芯层理缝流动模拟评价装置及方法。

背景技术

页岩气藏储层具有超低孔、超低渗的物性特征。大部分页岩储层页理之间交接强度不足，因此，层理之间可能存在裂缝空间。

目前页岩储层都需要大规模体积压裂进行增产改造，人工裂缝与常规砂岩储层完全不同，页岩储层裂缝由于受到高脆性、天然裂缝发育等因素影响，主裂缝并非唯一，而大范围发育的天然裂缝是压后改造效果的重要影响因素。层理缝的存在使得页岩储层压裂后裂缝更加复杂。层理缝的三维空间状态、渗流特点与人工裂缝、天然裂缝有着明显区别，而目前在压裂模型、室内评价以及压裂设计中，并未对层理缝进行充分研究。由于层理缝的广泛存在及在水力压裂中的开启、延伸和支撑效果，对压裂后的产能影响较大。

取芯结果显示，页岩储层龙马溪底部优质段普遍存在层理缝发育且胶结程度低的情况，层理缝的长度及其与渗流方向的角度是影响岩样流动能力的关键因素，而层理缝在不同支撑条件下，其流动能力必然存在差异，影响复杂裂缝的渗流能力，从而影响压裂效果。目前，传统的压裂中常用的二维或三维模型的施工净压力分析结果除判定主裂缝和天然裂缝之外，无法模拟含支撑剂层理缝的流动能力，支撑层理缝对页岩气流动的影响缺乏手段和方法进行评价，尤其是模拟真实层理形态、真实应力应变条件下页岩支撑层理缝内流体的径向流动状态。

公开号为CN 107701164A，公开日为2018年02月16日的中国专利文献公开了一种页岩层理内支撑剂运移模拟装置，包括连续配液系统、自动混砂系统和控制与数据处理系统，其特征在于：还包括层理缝内流动模拟系统，连续配液系统和自动混砂系统连接，自动混砂系统和层理缝内流动模拟系统连接，层理缝内流动模拟系统和控制与数据处理系统连接；所述层理缝内流动模拟系统包括第一模拟井筒、第二模拟井筒、第一水平层理缝、第二水平层理缝、0°垂直缝、45°垂直缝、90°垂直缝、第三水平层理缝、第三模拟井筒、第四模拟井筒和第五模拟井筒，第一水平层理缝为平行设置的两条，两条第一水平层理缝的入口端通过第一模拟井筒连接，出口端通过第四模拟井筒连接；第二水平层理缝为平行设置的两条，两条第二水平层理缝的入口端通过第二模拟井筒连接，出口端通过第五模拟井筒连接；第三水平层理缝为平行设置的两条，出口端通过第三模拟井筒连接；0°垂直缝为平行设置的两条，上端分别与两条第一水平层理缝连接，下端分别与两条第二水平层理缝连接；45°垂直缝为平行设置的两条，上端分别与两条第一水平层理缝连接，下端分别与两条第二水平层理缝连接；90°垂直缝为平行设置的两条，下端分别与两条第二水平层理缝连接，中部分别与两条第一水平层理缝连接，上端分别与两条第三水平层理缝的入口端连接。

该专利文献公开的页岩层理内支撑剂运移模拟装置，可以实现压裂现场段塞式加砂、连续加砂及多种液体体系混合压裂泵注程序模拟，实现不同裂缝支撑效果定量评价，为现场泵注程序模拟优化、压裂参数定量评价提供理论基础与实验支撑。但是，不能通过岩芯内部进液、周向出液的方式模拟含层理缝页岩径向流动能力，进而不能有效评价全直径页岩岩芯的层理缝在不同应力状态下的自支撑与含支撑剂的流动能力，无法保障压裂效果。

发明内容