[发明专利]利用声发射评价页岩储层可压性的测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油开发领域，尤其涉及一种利用声发射评价页岩储层可压性的测试装置及方法。 

背景技术

页岩气储层基质渗透率超低、天然裂隙发育，体积压裂是页岩气增产的重要手段，即在水力压裂过程中，使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络，从而增加改造体积，提高初始产量和最终采收率。因此，判断页岩形成缝网能力，即页岩可压性是页岩气体积压裂的基础。 

目前，一般通过脆性来评价页岩的可压性，即脆性指数较高的储层一般硬脆，能迅速形成复杂的网状裂缝。也就是说，目前评价可压性的方法多数是建立在页岩脆性评价的基础上，但脆性并不等于可压性，脆性是可压性的必要而不充分条件，而且不够直观、可靠，不能直接观察页岩压裂后的缝网形态。因此，通过现有的测试方案不能准确地对页岩的可压性进行评价。 

发明内容

本发明提供一种利用声发射评价页岩储层可压性的测试装置及方法，用于解决现有的测试方案不能准确地对页岩的可压性进行评价的技术问题。 

本发明的第一个方面是提供利用声发射评价页岩储层可压性的测试装置，包括：圆柱密封容器、位于所述容器内的页岩岩心、以及填充在所述容器内壁与所述页岩岩心之间的混凝土； 

所述容器的端面上具备通孔，所述容器的外侧壁上设置有声发射探头，以通过所述通孔在所述页岩岩心上钻孔并向孔眼内泵注液体，从而利用所述声发射探头采集的声发射信号，获得用于对所述页岩岩心的可压性进行评价 的裂缝随时间演化的空间展布。 

本发明的另一个方面是提供一种使用前述的利用声发射评价页岩储层可压性的测试装置，利用声发射评价页岩储层可压性的测试方法，包括： 

通过位于容器端面上的通孔，在所述页岩岩心上钻孔，形成孔眼； 

通过所述通孔，向所述孔眼中泵注液体，并利用设置在所述容器外壁上的声发射探头，采集所述页岩岩心因水力至裂产生的声发射信号； 

根据所述声发射信号，利用声发射数量的多少，对所述页岩岩心由于水力压裂产生的裂缝数量进行初步地定性表征； 

根据所述声发射信号，利用声发射定位，对所述页岩岩心的裂缝形态进行定量表征，获得裂缝随时间演化的空间展布。所述空间展布及声发射数量用于对所述页岩岩心的可压性进行综合评价。 

本发明提供的利用声发射评价页岩储层可压性的测试装置及方法中，所述测试装置包括位于圆柱密封容器内的页岩岩心以及填充在所述容器内壁与所述页岩岩心之间的混凝土，通过所述容器端面上的通孔在页岩岩心上钻孔，并向孔眼中泵入液体，利用设置在容器外壁上的声发射探头，对所述页岩岩心的裂缝数量进行定性表征，对所述页岩岩心的裂缝形态进行定量表征，获得裂缝随时间演化的空间展布，从而直观、可靠地观察页岩压裂后的缝网形态，进而对所述页岩岩心的可压性进行准确可靠的综合评价。 

附图说明

图1为本发明实施例一提供的利用声发射评价页岩储层可压性的测试装置的俯视剖面示意图； 

图2为本发明实施例一中所述利用声发射评价页岩储层可压性的测试装置的斜视结构示意图； 

图3为本发明实施例二提供的利用声发射评价页岩储层可压性的测试方法的流程示意图； 

图4为本发明实施例二提供的利用声发射评价页岩储层可压性测试方法的原理示意图。 

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。为了方便说明，放大或者缩小了不同层和区域的尺寸，所以图中所示大小和比例并不一定代表实际尺寸，也不反映尺寸的比例关系。 

图1为本发明实施例一提供的利用声发射评价页岩储层可压性的测试装置的俯视剖面示意图，如图1所示，所述测试装置包括：圆柱密封容器1、位于所述容器内的页岩岩心2、以及填充在所述容器内壁与所述页岩岩心之间的混凝土3； 

所述容器1的端面上具备通孔11，所述容器1的外侧壁上设置有声发射探头12，以通过所述通孔11在所述页岩岩心2上钻孔并向孔眼内泵注液体，从而利用所述声发射探头12采集的声发射信号，获得用于对所述页岩岩心2的可压性进行评价的裂缝随时间演化的空间展布。 

为了更好地理解本方案，图2为本发明实施例一中所述利用声发射评价页岩储层可压性的测试装置的斜视结构示意图。具体的，可以结合各附图更好地理解本实施例的技术方案。