[发明专利]一种试验预测页岩水力压裂效果的方法

说明书

本发明公开了一种试验预测页岩水力压裂效果的方法。本发明方法利用页岩储层压后关井，压裂液自发渗吸到储层导致页岩中而返排率低的现象，通过页岩室内渗吸实验测试单位面积页岩吸收的压裂液量，结合注入压裂液总体积和返排体积确定页岩储层吸入的压裂液总体积，再根据页岩气井压裂段数、每段压裂时间、关井时间和页岩储层自吸总体积等参数最终确定页岩压裂的水力裂缝面积，从而实现对页岩气井水力压裂的储层改造效果的有效评价。该方法操作简洁，不需要增加额外的矿场施工工艺流程和设备，室内与矿场均易实现，能够极大地节约成本。

技术领域

本发明涉及页岩气勘探与开发领域，具体而言，涉及一种试验预测页岩水力压裂效果的方法。

背景技术

页岩气在非常规油气资源中占有至关重要的地位，并逐步成为油气资源开采的热点。据估计，全世界页岩气资源量约为456万亿方，中国页岩气资源量也十分巨大，其可采资源量为15～30万亿方，而美国页岩气的可采资源量为28万亿方，两者大致相当。页岩气的开发不仅能够改善能源结构关系，还能够极大的缓解世界范围内能源紧张、亟求新气源等问题，具有巨大意义。页岩由于其低孔特低渗的特点，必须采用水平井加分段压裂的开采技术，水力压裂的主要功能是在储层中形成复杂的人工缝网，增加储层泄流面积。由于水力压裂形成缝网的复杂性，针对常规储层的水力压裂储层改造效果评价手段已无法满足页岩储层的需求，因此，目前主要采用微地震监测技术和理论模型方法评价压后储层改造效果，但现有技术在现场实施工艺和程序复杂，且耗时长、成本极高。

目前页岩气压裂效果评价方法具体内容如下：

(1)一种是利用水力压裂过程中会产生微地震的现象，在压裂井旁设置井中检波器接受并处理这些信号，反推出震源的空间位置，随微地震在时空上的产生，展示了裂缝的方位、长度和高度，实现对压裂裂缝监测和评价，但是这种方法工艺复杂、施工条件苛刻，且微地震事件识别受噪音和信息处理的影响，成本非常高。

(2)另一种是基于水平井分段分簇压裂裂缝扩展理论、岩石力学理论和渗流力学理论，对页岩压裂分簇裂缝扩展进行数值模拟与表征，通过裂缝扩展理论模型计算储层改造总体积。这种方法建模流程复杂，计算过程复杂繁琐，运算量非常大。

鉴于水力压裂的根本目标是增加裂缝密度，增大储层泄流面积，计算水力压裂改造形成的裂缝系统总面积，可以作为一种评价水力压裂效果的有效手段。页岩气藏属于低孔、特低渗储层，因此需要依赖于水力压裂技术，泵入大量的压裂液进入地层造缝，并在压裂后期对压裂液进行返排。页岩储层压裂后返排率普遍低于30％，Haynesvile页岩气区，压后返排率甚至低于5％，页岩气返排率低的影响因素主要是由于自吸作用，在页岩关井期间，部分压裂液自吸进入页岩储层，导致页岩返排体积大大减少。

根据该现象，本发明提出了一种通过页岩渗吸实验和矿场压裂参数确定页岩气井体积压裂水力裂缝面积从而评价裂缝压裂效果的方法。相比于传统评价手段，本发明方法不仅能有效评价体积压裂改造裂缝面积，还具有操作简便，矿场适应性强和成本低的优势。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种试验预测页岩水力压裂效果的方法。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

一种试验预测页岩水力压裂效果的方法，依次包括以下步骤：

选取井下岩样，制备相应尺寸的岩心，将岩样烘干、称重、密封，并测量自吸面面积，其中密封岩心时只留下一个端面；

配制压裂液，测试压裂液密度，将压裂液置入压裂效果评估装置中，所述压裂效果评估装置包括压裂液容器、高精度分析天平和数据处理系统；

岩心自吸实验，采用不吸水、无弹性的悬线将完全浸入压裂液中的岩心悬挂在高精度分析天平下端，当压裂液吸入岩样中时，通过控制数据处理系统定时记录高精度分析天平测试数值；