[发明专利]实验确定页岩储层水力压裂自支撑裂缝导流能力的方法

说明书

本发明公开实验确定页岩储层水力压裂自支撑裂缝导流能力的方法，包括以下步骤：选取具有天然裂缝的页岩储层段露头，沿天然裂缝延伸方向将露头岩样切割为不低于八块带天然裂缝的方形岩板；用激光扫描仪获取每块方形岩板裂缝面的粗糙形貌数据，并计算出面积迂曲度；挑选出岩样；将选取的岩样的粗糙表面进行模型构建；然后将处理后的曲面模型导入雕刻机中，并选取页岩储层段的井下岩心或者同层位露头岩石进行重复制作；据页岩储层资料，计算自支撑裂缝不同位置处的剪切滑移量；最后将剪切滑移后的页岩岩样进行导流能力测试。本发明使得测试条件与储层实际情况相符，得到与储层情况相符的导流能力。

技术领域

本发明涉及实验确定页岩储层水力压裂自支撑裂缝导流能力的方法，属于石油天然气增产改造技术领域。

背景技术

页岩气已成为全球非常规资源勘探开发的热点，水力压裂是实现页岩气开发的有效手段。通过水力压裂沟通地下天然裂缝，使天然裂缝在地应力的作用下发生剪切滑移形成自支撑裂缝，从而构建出具有一定导流能力的网络裂缝是页岩压裂的核心目标。而自支撑裂缝导流能力是影响产能的关键因素。影响自支撑裂缝导流能力的因素包括：裂缝面粗糙形貌、剪切滑移量、裂缝面微凸点力学性质、闭合应力等。如何准确评价自支撑裂缝导流能力，对页岩气压裂方案设计及压后产能预测有着重要的影响。

目前对于自支撑裂缝导流能力的评价主要采用实验测试方法，将取自页岩储层段的露头岩样或者井下岩心，采用人工劈裂的方法获取粗糙裂缝表面，将劈裂岩样剪切错位后组合封装，再对裂缝面加载法向压力并测试其导流能力，以此来评价水力压裂后地下自支撑裂缝导流能力。

这种做法的问题在于：采用人工劈裂的方法获取的粗糙裂缝表面与天然裂缝面的粗糙形貌差异较大，其形貌不能代表天然裂缝面；此外，不同的岩样劈裂后具有不同的裂缝表面形态，其导流能力的测试结果差异较大，应该用哪一种粗糙形貌岩样的导流能力测试结果来代表储层中自支撑裂缝的导流能力，并无明确说法；不仅如此，自支撑裂缝的剪切滑移量对导流能有重要影响，并且在自支撑裂缝的不同位置其剪切滑移量有所不同，但目前的做法多是利用固定的剪切滑移量来代表整条裂缝的滑移量，用裂缝上一个点的测试数据来代替整条裂缝的导流能力，测试条件与储层实际情况不符。

发明内容

针对上述问题，本发明主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种实验确定页岩储层水力压裂自支撑裂缝导流能力的方法，该方法采用井下岩心或同层位的露头岩样，利用裂缝面重构技术批量制作具有水力压裂后自支撑裂缝表面真实形态的人造岩样，计算自支撑裂缝不同位置处的剪切滑移量，将人造岩样进行剪切错位获得自支撑裂缝面不同位置处剪切滑移页岩岩板，然后开展自支撑裂缝导流能力测试，真实模拟页岩储层水力压裂后地下自支撑裂缝的渗流形态，准确评价自支撑裂缝导流能力及其分布情况。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：实验确定页岩储层水力压裂自支撑裂缝导流能力的方法，包括以下步骤：

步骤S1、采集具有天然裂缝的页岩储层段露头，沿天然裂缝延伸方向将露头岩样切割为多块长142mm、宽37mm、高50mm的带天然裂缝的方形岩板，其中以天然裂缝延伸方向作为岩板长方向，并应保证天然裂缝上任意两点距岩板上表面的高度差小于10mm，方形岩板数量不低于8块；

步骤S2、用激光扫描仪获取步骤S1所述的带天然裂缝方形岩板的裂缝面粗糙形貌数据，并计算出面积迂曲度；

步骤S3、根据步骤S2中得到的面积迂曲度，选取其中一块最能代表该页岩储层天然裂缝表面形貌的方形岩板；

步骤S4、采用标准差滤波法对步骤S3中选取方形岩板的三维点云数据进行降噪处理，然后根据克里金插值法对降噪后的点云数据进行插值规整，之后导入Geomagic软件中将点云数据转换为NURBS曲面模型，最后将曲面模型导入雕刻机，利用雕刻机自带的Artcame软件建立雕刻机刀路；