[发明专利]一种模拟页岩气开采过程中“焖井”操作的实验方法

说明书

本发明属于页岩气开采技术领域，具体涉及一种模拟页岩气开采过程中“焖井”操作的实验方法。该方法通过向岩心与岩心夹持器入口端之间设置的容纳空间注入压裂液，待压裂液充满所述第一容纳空间，停止压裂液注入，每隔一段时间测量一次核磁共振信号，得到不同时刻岩心中甲烷的T2谱图；根据定标曲线得到不同时刻吸附态和自由态甲烷的质量。该方法能够更真实的模拟页岩气开采过程中“焖井”操作阶段，从而获得由于渗吸作用进入页岩的压裂液对页岩内甲烷赋存状态的影响数据，进而得到在页岩渗吸压裂液置换排驱作用下自由气和吸附气在页岩不同尺度孔隙间运移规律。

技术领域

本发明属于页岩气开采技术领域，具体涉及一种模拟页岩气开采过程中“焖井”操作的实验方法。

背景技术

我国的页岩气资源潜力巨大，页岩气的勘探和开发可以极大缓解我国的天然气需求压力，改善我国的能源结构和能源安全。大规模水力压裂是页岩气储层成功开发的关键技术之一。与常规油气储层不同，页岩气井的压裂液返排率一般在10％–30％，部分井甚至低于5％。统计显示，大量低返排率井的产能并未受到严重影响，甚至出现返排率越低的井其产能越高的情况。因而，国内外均出现页岩气井压裂施工完成后先进行关井，经过一段时间再进行返排的施工工艺(称之为“焖井”)，以增强增产效果。

但是，页岩气藏属于特低孔、特低渗多尺度的双重介质，同时页岩气存在吸附/解吸/扩散/流动等多种流动特性的非常规气藏。储渗结构属于纳微米数量级并具有很强的多尺度性，具有特殊的微观储存结构和复杂的渗流机理。因此，页岩气储层“焖井”增产机理尚不清楚。因此，通过室内实验模拟“焖井”过程中压裂液的渗吸过程，对于优化焖井时间，提高产能具有重要意义。

例如，中国专利文献CN111257202A，公开了一种含吸附气条件下页岩压裂液强制渗吸及返排实验方法，具体包括以下步骤：步骤S10、将取得的岩样样品，筛选并加工制备成含有裂缝发育岩心、裂缝欠发育岩心、基块岩心串联模拟页岩多尺度储渗空间，放入长岩心夹持器中，并通过围压泵和恒温系统对岩心夹持器内模拟地层环境；所述地层环境包括围压、温度，所述围压为设定的上覆地层压力，温度为设定的储层温度；在长岩心夹持器的入口端和出口端设定回压，回压值为储层孔隙压力；对夹持器抽真空；向岩样中注入甲烷直至达到储层孔隙压力，并稳定一段时间；步骤S20、将岩样与装有压裂液的中间容器连通，设置中间容器的初始压力高于岩样孔隙压力，通过压力衰减法模拟压裂液在页岩多尺度储渗空间渗吸过程；步骤S30、通过监测岩样两端电阻，通过电阻变化反映页岩多尺度储渗空间含水量的变化情况；同时，在岩样出口端通过气体流量计搜集压裂液渗吸过程中置换出的甲烷气体，通过监测气体流量反映岩样中甲烷的采收率；步骤S40、待岩样电阻稳定后，将中间容器与岩样通过阀门断开连接，打开岩样入口端回压阀的控制阀门，回压阀设定的回压值比储层孔隙压力低，通过监测岩样两端电阻变化反映压裂液返排过程中含水饱和度变化。但是，该方法不能完全模拟“焖井”操作，其通过在岩样出口端利用气体流量计搜集甲烷气体，从而计算被置换出的甲烷气体，这样得到的只是一个结果数值，无法监测到实验过程中岩样内部吸附态和自由态甲烷的体积动态变化过程，更无法了解实验过程中岩样内部甲烷在不同尺度孔隙之间的移动情况。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中无法模拟“焖井”操作，且无法监测到实验过程中岩样内部吸附态和自由态甲烷的体积动态变化过程，更无法了解实验过程中岩样内部甲烷在不同尺度孔隙之间的移动情况等缺陷，从而提供一种模拟页岩气开采过程中“焖井”操作的实验方法。

为此，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种模拟页岩气开采过程中“焖井”操作的实验方法，包括如下步骤：

S1：对核磁共振仪器进行校准，将甲烷注入岩心，测试不同压力条件下核磁信号，建立甲烷质量与核磁信号之间的定标曲线；

S2：在测试压力和温度下，将甲烷注入岩心，达到吸附平衡后，获取岩心内吸附态和自由态甲烷的初始信号；