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原文传递致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的测试方法及装置

专利名称：	致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的测试方法及装置
摘要：	本发明公开了一种致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的测试方法及装置，所述致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的测试方法包括将饱和压裂液的待测试试件固定在压力容器内，根据致密储层在地层条件下的压力和温度，对待测试试件施加对应的初始围压、初始轴压、初始温度和初始孔压，使得待测试试件实现地层状态的模拟；通过拟合得到待测试试件未破裂前的渗透率与有效应力的关系曲线、计算得到待测试试件水力加砂压裂后渗透率的变化倍数，利用关系曲线和变化倍数确定致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的变化规律，为致密储层的合理高效开发提供理论依据。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国石油天然气股份有限公司
发明人：	张登文;谷胜群;钟炳成;车航;刘国华;朱杰;余曦;张德军;喻鹏;李建召
专利状态：	有效
申请日期：	2018-09-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201811143455.3
公开号：	CN109959595A
代理机构：	北京三高永信知识产权代理有限责任公司
代理人：	董亚军
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	100007 北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦
主权项：	1.一种致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的测试方法，其特征在于，所述方法包括：将饱和压裂液的待测试试件固定在压力容器内；根据致密储层在地层条件下的压力和温度，通过围压增压器向所述待测试试件施加初始围压、轴向作动器向所述待测试试件施加初始轴压、温度控制组件向所述待测试试件施加初始温度、孔压增压器向所述待测试试件施加初始孔压；通过所述孔压增压器向所述待测试试件的上端施加多个可变孔压，且相邻的两个所述可变孔压之间的差值相同，利用脉冲测试仪得到施加每个所述可变孔压时所述待测试试件的上端与下端之间的初始压力差、每个所述可变孔压的施加时长和每个所述施加时长后所述待测试试件的上端与下端之间的结束压力差；根据所述施加每个所述可变孔压时所述待测试试件的上端与下端之间的初始压力差、每个所述可变孔压的施加时长和每个所述施加时长后所述待测试试件的上端与下端之间的结束压力差，得到所述待测试试件的初始渗透率和未破裂前的多个第一渗透率；根据所述待测试试件未破裂前的多个第一渗透率、初始围压和多个可变孔压，拟合得到所述待测试试件未破裂前的渗透率与有效应力的关系曲线；当所述待测试试件破裂后，关闭所述脉冲测试仪，通过所述孔压增压器向所述待测试试件的上端施加第一预设压力、加砂组件向所述待测试试件的上端加砂、压裂液注入组件向所述待测试试件的上端注入压裂液、流量测取组件向所述待测试试件的下端施加第二预设压力，并获取施加了所述第二预设压力后渗流稳定的流量；根据所述流量、所述第一预设压力和所述第二预设压力，得到所述待测试试件破裂后的第二渗透率；根据所述待测试试件的初始渗透率和所述待测试试件破裂后的第二渗透率，得到所述待测试试件水力加砂压裂后渗透率的变化倍数。 2.根据权利要求1所述的致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的测试方法，其特征在于，所述将饱和水的待测试试件固定在压力容器内之前，所述方法还包括：获取所述待测试试件的长度和横截面的直径。 3.根据权利要求2所述的致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的测试方法，其特征在于，所述获取所述待测试试件的长度和横截面的直径之后，所述方法还包括：对所述待测试试件进行拍照或核磁共振成像，得到所述待测试试件的天然微裂缝情况。 4.根据权利要求3所述的致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的测试方法，其特征在于，所述将所述待测试试件烘干后进行拍照或核磁共振成像，得到所述待测试试件的天然微裂缝情况之后，所述方法还包括：对所述待测试试件抽真空后饱和所述压裂液，并继续抽真空。 5.根据权利要求1所述的致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的测试方法，其特征在于，所述待测试试件的初始渗透率和未破裂前的多个第一渗透率根据以下计算公式获取：式中：k为所述初始渗透率或第一渗透率，单位为×10-3μm2；μ为所述压裂液的粘度系数，单位为Pa·sec；β为所述压裂液的压缩系数，单位为Pa-1；V为所述压力容器的体积，单位为cm3；Δpi为施加每个所述可变孔压时所述待测试试件的上端与下端之间的初始压力差，单位为kPa；Δt为每个所述可变孔压的施加时长，单位为sec；Δpf为每个所述施加时长后所述待测试试件的上端与下端之间的结束压力差，单位为kPa；As为所述待测试试件的横截面积，cm2；Ls为所述待测试试件的长度，cm。 6.根据权利要求1所述的致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的测试方法，其特征在于，所述有效应力为所述初始围压与所述可变孔压的差值。 7.根据权利要求1所述的致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的测试方法，其特征在于，所述第二渗透率根据以下计算公式获取：式中，k为所述第二渗透率，单位为D；μ为所述压裂液的粘度系数，单位为Pa·sec；Q为所述流量，单位为m3/s；A为所述待测试试件的横截面积，m2；Δp为所述第一预设压力与所述第二预设压力之间的差值，单位为Pa；L为所述待测试试件的长度，单位为m。 8.根据权利要求7所述的致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的测试方法，其特征在于，所述第一预设压力与所述第二预设压力之间的差值的取值范围为0-0.7MPa。 9.一种致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的测试装置，其特征在于，所述装置包括：压力容器(1)、围压增压器(2)、轴向作动器(3)、温度控制组件(4)、孔压增压器(5)、脉冲测试仪(6)、加砂组件(7)、压裂液注入组件(8)和流量测取组件(9)，其中，所述轴向作动器(3)、所述温度控制组件(4)和待测试试件(10)设置在所述压力容器(1)内，所述轴向作动器(3)设置在所述待测试试件(10)的上端，所述温度控制组件(4)设置在所述待测试试件(10)的外壁上；所述围压增压器(2)与所述压力容器(1)的内壁和所述待测试试件(10)之间的腔体连通，所述孔压增压器(5)与所述脉冲测试仪(6)相连，所述脉冲测试仪(6)分别与所述待测试试件(10)的上端和下端分别相连；所述加砂组件(7)与所述压裂液注入组件(8)相连，所述压裂液注入组件(8)与所述待测试试件(10)的上端相连；所述流量测取组件(9)与所述待测试试件(10)的下端相连。 10.根据权利要求9所述的致密储层水力加砂压裂过程中渗透率的测试装置，其特征在于，所述装置还包括：应变仪(11)和数据采集器(12)；所述应变仪(11)设置在所述待测试试件(10)上；所述数据采集器(12)与所述应变仪(11)、所述脉冲测试仪(6)信号相连。
所属类别：	发明专利