[发明专利]一种页岩气藏衰竭开采实验方法及装置

权利要求书

1.一种页岩气藏衰竭开采实验装置，其特征在于，包括压力控制系统、恒温系统、岩心吸附模型、气体计量系统、供气系统；

所述压力控制系统包括环压自动控制单元、回压控制单元、压力监测传感器；

所述恒温系统为岩心吸附模型提供恒温控制；

所述岩心吸附模型包括岩心夹持器；

所述气体计量系统用于控制并记录岩心吸附模型的出口流量和出口端压力；所述所述供气系统用于为压力控制系统提供系统所需要的压力。

2.一种页岩气藏衰竭开采实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)页岩样品制备

将页岩岩心用线切割方法制成不同长度、不同面积的柱状岩心；将切割好的柱状岩心放在干燥箱烘干后冷却测试岩心长度、直径、渗透率、孔隙度与质量参数；

2)对页岩样品进行页岩气藏衰竭开采实验

页岩气藏衰竭开采实验包括定产衰竭开采方式和定压衰竭开采方式；

3)根据实验记录的时间、压力、气体量数据，进行数据处理并绘图，获得出口不同时间下的累计产气量，压力变化，计算物质平衡时间、规整化产量参数。

3.根据权利要求2所述的页岩气藏衰竭开采实验方法，其特征在于，所述步骤1)中，放在干燥箱烘干后冷却为放在干燥箱120℃下烘干24小时后冷却。

4.根据权利要求2所述的页岩气藏衰竭开采实验方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述定产衰竭开采方式，实验步骤如下：

2.1)岩心装入岩心吸附模型中，温度升到地层温度，充入气体试压不渗漏，压力升至30MPa，恒压稳定，及时打开进口阀门补压，直至压力恒定；

2.2)提高到环压42MPa，模型加压稳定24小时，达到模拟地层渗透率的要求；

2.3)打开气体流量计，选交替运行，打开出口阀门，调节出口流量控制阀，将流量控制在设定的流量值，开始衰竭开采实验，记录不同时间的进、出口压力及出口气体累计流量，并根据流量变化情况调节出口流量阀控制保持在设定流量范围内，直到出口端压力为零时则不再调节流量值；

2.4)出口压力为零，继续让入口压力自然下降，直到入口压力降到零或设定压力后结束实验，记录最终的累计气体流量值，关闭气体流量计；

2.5)设置不同的流量，重复以上步骤开展页岩气衰竭开采实验。

5.根据权利要求2所述的页岩气藏衰竭开采实验方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述定压衰竭开采方式，实验步骤如下：

2.6)岩心烘干，装入模型，温度升到地层温度，充入气体试压不渗漏，压力升至30MPa，恒压稳定，及时打开V₅、V₉补压，直至压力恒定；

2.7)提高到环压42MPa，模型加压稳定24小时，达到模拟地层渗透率的要求；

2.8)定压生产时，岩心夹持器出口需控制回压阀加载所需的生产压力，打开气体计量计，选交替运行，打开出口阀门，调节出口流量控制阀，控制流速，直到岩心出口压力值降到设定压力时则不再调节流量值；

2.9)出口压力为设定压力后，继续让入口压力自然下降，直到入口压力降设定的压力后结束实验，记录最终的累计气体流量值，关闭气体流量计；

2.10)设置不同的出口压力，重复以上步骤开展页岩气衰竭开采实验。

6.根据权利要求2所述的页岩气藏衰竭开采实验方法，其特征在于，所述步骤3)中，根据实验记录的时间、压力、气体量数据，进行数据处理，计算物质平衡时间、规整化产量参数如下：

物质平衡时间计算公式：t＝ΣQ/q_t；

规整化产量计算公式：q_n＝q_t/[(P₀/Z_p)²-(P_t/Z_p)²]；

其中，q_t为瞬时流量；P₀为入口压力；P_t为出口压力；Z_p为气体压缩因子。