[发明专利]一种评价煤储层压敏效应的实验方法

权利要求书

1.一种评价煤储层压敏效应的实验方法，其特征在于：所述的评价煤储层压敏效应的实验方法包括以下步骤：

第一步，煤样采集，在新鲜煤壁上选择层理均匀的煤体，并将煤壁上部煤体去掉，使所选煤体保留为台阶形状，然后把制成的台阶状煤体的上部平面整理平整，在煤体上表面用记号笔划出一个边长15—25cm的正方形标记线，然后用沿着画出标记线对煤体进行裁切，制备得到正方体煤样毛坯，然后将与正方体煤样毛坯同轴分布的硬质框罩套在正方体煤样毛坯外，并通过聚氨酯浇注在硬质框罩与正方体煤样毛坯质检缝隙内，并在聚氨酯凝固后，将位于硬质框罩外部的煤样毛坯从煤壁上裁断，并在铁框上贴上标签，然后对裁断后的煤样毛坯进行密封防护，并防止到配备了防震材料的转运箱内转运至实验室内，最后在实验室内拆除硬质框罩，并将聚氨酯与煤样毛坯进行分离，即得到了大块煤样；

第二步，煤岩样品制备，首先由裁切设备将第一步制备得到的大块煤样进行至少三次裁切处理，制备得到长23—33mm、高45—60mm的长方体；然后用砂纸对煤样表面打磨，直至达到实验所需规格，即可得到成品煤岩样品；

第三步，实验数据采集，对第二步并保持轴向压力和气压恒定条件下，首先设定煤岩样品压力实验函数，然后根据压力实验函数，结合第二步制备得到的煤岩样品结构，将煤岩样品安装到压力实验设备上，并在煤岩样品外表面设定至少10个压力采集点，然后一方面对煤岩样品施加0.5—5Mpa的轴向压力，另一方面为煤岩样品由压力为0.3—1Mpa氦气进行包覆，最后对煤岩样品外表面缓慢施加均匀围压，且设定至少三个围压检测段，每个围压检测端内围压保持30—40分钟，相邻两个围压检测段的压力差为1Mpa，在完成检测围压检测后，匀速对围压进行卸载，且卸载过程中，每个围压检测端内围压保持50—80分钟，并直至煤岩样品围压回复到第三步前的轴压值，从而完成对煤样压力检测作业过程，在进行检测的同时，由实验设备在氦气流动状态及压力稳定后，测量煤样压力检测过程中的压力、流量、时间、温度、渗透率参数并记录监测数据；

第四步，实验数据处理，完成第三步作业后，首先设定氦气在煤储层中渗透率函数、渗透率的变化率函数、最大岩心渗透率损害率函数及不可逆渗透率损害率函数，然后将第三步中检测得到的数据分别带入到氦气在煤储层中渗透率函数、渗透率的变化率函数、最大岩心渗透率损害率函数及不可逆渗透率损害率函数中进行运算，然后对计算结果进行统计和比对，获取煤储层压敏效应的具体参数。

2.根据权利要求1所述的一种评价煤储层压敏效应的实验方法，其特征在于：所述的第一步中，所述的标签内容包括煤样的上下方位、取样地点信息。

3.根据权利要求1所述的一种评价煤储层压敏效应的实验方法，其特征在于：所述的第一步中，所述的密封防护处理时，对煤样毛坯进行封蜡或包裹塑料薄膜处理。

4.根据权利要求1所述的一种评价煤储层压敏效应的实验方法，其特征在于：所述的第一步中，所述的硬质框罩为框架结构。

5.根据权利要求1所述的一种评价煤储层压敏效应的实验方法，其特征在于：所述的第二步中，裁切作业时，每次裁切厚度为1—5厘米；砂纸打磨作业时，每次打磨量为0.5—3毫米，且总打磨量为5—15毫米。

6.根据权利要求1所述的一种评价煤储层压敏效应的实验方法，其特征在于：所述的成品煤岩样品的高径比为2—3。

7.根据权利要求1所述的一种评价煤储层压敏效应的实验方法，其特征在于：所述的压力实验函数为：

P＝ρgh

式中：P—煤岩样品所处的净上覆压力，MPa；

ρ—岩石密度，10³kg/m³，取2.5；

h—煤岩埋深，m。

8.根据权利要求1所述的一种评价煤储层压敏效应的实验方法，其特征在于：所述的氦气在煤储层中渗透率函数为:

式中：kg—煤岩渗透率，单位为10^-3um²；

U—测试条件下流体的黏度，单位为mPa·s；

L—岩样长度，单位为cm；

A—岩样横截面积，单位为cm²；

Pa—测试条件下的标准大气压力，单位为Mpa；

Qo—气体在一定时间内通过岩样的体积，单位为cm³/s；

P1—岩样进口压力，单位为MPa；

P2—岩样出口压力，单位为MPa；

煤岩样品渗透率的变化率函数为：

式中：Db—不同压力值下渗透率的变化率；

Ki—初始渗透率，单位为10^-3um²；

Kn—压力增加或降低以后煤岩渗透率，单位为10^-3um²；

最大岩心渗透率损害率函数为：

D_bt＝max(D_b1，D_b2，....，D_bn)

式中：Dbt—为煤储层压力敏感性损害率；

Dbn—为压力增加过程中不同压力下渗透率的变化率；

不可逆渗透率损害率为：

式中：Db’—为不可逆压力敏感损害率；

ki—为初始渗透率，单位为10^-3um²；

ki’—为恢复到净上覆压力时煤岩渗透率，单位为10^-3um²。