[发明专利]页岩自吸能力评价实验方法及装置

说明书

本发明提供了一种页岩自吸能力评价实验方法及装置，涉及页岩气开发实验技术领域。所述页岩自吸能力评价实验方法包括：获取经过线切割方法处理后的页岩样品的各个物性参数；根据预设的时间间隔，实时获取部分浸入待吸液面的所述页岩样品的质量变化；基于实时获取的所述页岩样品的各个物性参数以及所述页岩样品的质量变化，获取所述页岩样品的自吸能力评价结果。与现有技术相比，本发明采取全新的线切割的岩心制备方法、部分浸入的自吸实验方法和基于页岩物性参数的自吸能力评价方法，对岩心的损伤较小，实验结果更为精确。

技术领域

本发明涉及页岩气开发实验技术领域，具体而言，涉及一种页岩自吸能力评价实验方法及装置。

背景技术

自发渗吸(简称自吸)是多孔介质在毛细管力驱动下自发地吸入某种润湿液体的过程，是发生在多孔介质里的一种常见自然现象，存在于众多工程应用和自然科学领域，页岩储层中的自发渗吸问题已经成为了当前国际研究的热点课题之一，孔隙结构和矿物组成是影响页岩储层渗吸的重要因素。

目前较为有效的开采模式是水力多段压裂改造地层的方式，通过向地层中灌入高压流体(水)和砂，使地层岩石中出现大面积裂缝网，增加气体的流通通道，增大产气量。该页岩气藏原始含水饱和度30％左右，在改造过程中，大量流体会自发渗入地层的岩石中，未被吸入的流体在工程后期会返排到地面。常规油气藏，由于粘土含量较低，缝网中的流体不会被吸入岩石中，所以压裂改造返排率越高，越有利于疏通油气流动通道，改造效果越好。页岩气储层由于流体的自发渗吸，可以滞留大量压裂液，最终返排率低。目前焦石坝页岩气田储层压裂改造时平均返排率10.7％，主体区返排率更低，而西南部返排率高(平均达18.5％)、产水量大。为搞清页岩气藏压裂液滞留原因，有必要详细研究页岩的吸水特性，从而了解页岩吸水的物理现象、页岩吸水能力与构成及其影响因素。探究影响页岩气井压裂液返排率的因素，为预测返排率提供理论依据，为取得最好的压裂效果提供理论指导。

目前国内外有较多的学者研究页岩的自吸现象，研究页岩渗吸吸水量与时间的关系，认为页岩的自吸过程分为三个阶段，快速自吸阶段、过度阶段、平衡阶段。普遍认为吸水量与时间的平方根成线性关系。

然而，目前的页岩自吸实验采用的大多是通过水钻获得的页岩，页岩含有大量粘土矿物、层理缝，钻样过程中发生吸水膨胀，钻样成功率低，机械振动伤害岩心，并且增大渗透率等。在强大外力作用下和水浸的情况下，页岩岩心破坏严重，不能真实反应页岩在地层下的缝网情况。

另外，目前的页岩自吸实验多采用完全浸没页岩的方式，该方式在实验过程中会产生大量的气泡附着在岩石表面，影响实验结果准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种页岩自吸能力评价实验方法及装置，其能够有效改善上述问题。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种页岩自吸能力评价实验方法，所述方法包括：获取经过线切割方法处理后的页岩样品的各个物性参数；根据预设的时间间隔，实时获取部分浸入待吸液面的所述页岩样品的质量变化；基于实时获取的所述页岩样品的各个物性参数以及所述页岩样品的质量变化，获取所述页岩样品的自吸能力评价结果。

第二方面，本发明实施例还提供了一种页岩自吸能力评价实验装置，其包括物性参数获取模块，用于获取经过线切割方法处理后的页岩样品的各个物性参数；质量获取模块，用于根据预设的时间间隔，实时获取部分浸入待吸液面的所述页岩样品的质量变化；评价模块，用于基于实时获取的所述页岩样品的各个物性参数以及所述页岩样品的质量变化，获取所述页岩样品的自吸能力评价结果。

第三方面，本发明实施例还提供了一种页岩自吸能力评价实验装置，其包括天平、页岩样品和烧杯，所述页岩样品的顶部挂设在所述天平上，所述烧杯中盛有待吸液体，所述页岩样品的底部浸入所述待吸液体中，所述页岩样品的侧面经过蜡密封处理。