[发明专利]一种快速优选页岩储层压裂液矿化度的实验方法

说明书

本发明涉及一种快速优选页岩储层压裂液矿化度的实验方法，以初始压裂液矿化度页岩气相渗透率为基准，通过计算压裂液返排液矿化度溶液、3/4压裂液返排液矿化度溶液、1/2压裂液返排液矿化度溶液和1/4压裂液返排液矿化度溶液加压饱和时的页岩气相渗透率损害率，渗透率损害率刚大于30％所对应的压裂液矿化度即为最优的压裂液矿化度。本发明较好地模拟了不同矿化度的压裂液进入到页岩储层后，气体在页岩中的输运过程，优选出的压裂液矿化度更加准确，操作简便快捷，能够快速评价出页岩储层压裂所需的最优压裂液矿化度，为现场页岩储层压裂液配置的矿化度选择提供了理论依据和指导。

技术领域

本发明涉及一种石油、地质、矿业领域内快速优选页岩储层压裂液矿化度的实验方法。

背景技术

水平井分段水力压裂技术是商业化开采页岩气的关键技术，水平段长度为1500m的页岩气井，压裂施工使用的压裂液用量在30000m³以上。压裂液配置用水要求是清澈透明，无杂质、pH在6.5～7.5之间。现场通常用河水作为基液配置压裂液，配置的压裂液矿化度通常在300mg/L以下。页岩储层入井压裂液的返排率通常在30％～50％之间，常压页岩储层的压裂液返排率大于高压和异常高压页岩储层的压裂液返排率，返排率可高达90％以上。页岩压裂液返排液具有成分复杂(主要是胍胶和高分子聚合物，其次是硫酸盐还原菌，硫化物，铁，镁，钙等离子)，处理难度大的特点，为了节约处理成本和降低压裂液返排液对环境造成的危害，通常的做法是将页岩压裂液返排液进行回注，经过简单的杀菌和除固相处理后重新作为基液配置压裂液。

低矿化度的压裂液进入到页岩储层有利于产生更多的微裂缝，同时压裂液的返排率更低，从而降低压裂液处理成本。现场采用的降低压裂液矿化度的方法是稀释法，通过将清水压裂液与压裂液返排液按不同的比例混合，从而达到降低压裂液矿化度的目的，而对于压裂液矿化度降低到多少既能保证页岩气井产量，又能降低压裂液返排液处理成本尚未形成科学的理论指导。因此亟需一套操作简便，能快速优选出适用于特定储层的压裂液矿化度的实验评价方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种快速优选页岩储层压裂液矿化度的实验方法，以快速得到综合考虑压裂液促缝效果和返排液处理成本等因素而提出的最优压裂液矿化度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种快速优选页岩储层压裂液矿化度的实验方法，具有以下步骤：

S1、在同一块全直径岩心上沿着层理钻取组分和物性相近的五块页岩样品，将所述页岩样品加工成直径25mm、长度为50mm的柱塞状，而后将五块页岩样品在65℃下烘干24h、抽真空4h，备用；

S2、将压裂液返排液与以河水为基液配置的压裂液按不同的比例混合，配置出以压裂液返排液为基液的不同矿化度的压裂液；

S3、将页岩样品置于配置好的压裂液中进行抽真空加压饱和，抽真空时间为4h，加压饱和压力为页岩样品的饱和度中值压力；

S4、将页岩样品放置于岩心夹持器中，在原地有效应力下进行“老化”24h，而后采用压力衰减法对页岩样品在不同矿化度的压裂液中加压饱和的渗透性进行评价；

S5、以初始压裂液矿化度页岩气相渗透率为基准，计算压裂液返排液矿化度溶液、3/4压裂液返排液矿化度溶液、1/2压裂液返排液矿化度溶液和1/4压裂液返排液矿化度溶液加压饱和时的页岩气相渗透率损害率，渗透率损害率刚大于30％所对应的压裂液矿化度即为最优的压裂液矿化度。

优选地，所述步骤S2中，配置的压裂液矿化度比例共1:0、3:1、1:1、1:3和0:1五种，分别对应五种页岩样品，五种比例对应的矿化度依次为压裂液返排液矿化度、3/4压裂液返排液矿化度、1/2压裂液返排液矿化度、1/4压裂液返排液矿化度和河水配置的压裂液矿化度。

具体说，步骤S4中，所述的压力衰减法评价具有以下步骤：