一种致密储层岩石自发渗吸压裂液实验系统

本发明涉及致密储层岩石自发渗吸压裂液技术领域，更具体的说，涉及一种致密储层岩石自发渗吸压裂液实验系统。

背景技术：

致密油气储层渗透率小于0.1md，传统开发方式难以实现经济开采，通常需要采用水平钻井和水力压裂技术对储层进行改造，以实现经济开发的目的。大规模压裂改造会用到大量的水，然而压裂完成后压裂液返排率多小于50％，大量压裂液进入到储层空间。现场工程实践发现部分致密储层油气资源采收率和压裂液自发渗吸进入到储层空间的质量呈正相关。自发渗吸过程中，压裂液由于毛细管力作用逐渐由宏观水力压裂裂缝逐渐进入到储层内部孔隙空间中，包括储层内的微裂缝、孔隙结构中，从而置换存储在储层内部空间的油气资源。准确表征压裂液在储层空间内的自发渗吸行为对于致密油气储藏具有重要的意义。

致密储层孔吼尺寸多在微纳量级，岩石样品本征渗透率极低，同时致密储层内部含大量天然及由于水力压裂导致的微裂纹，造成了孔隙空间的复杂性和非均质性。其中微裂纹导流能力要远大于微纳尺寸孔隙，自发渗吸初期压裂液首先进入微裂纹而后逐渐进入更小尺寸的微纳孔隙，导致自发渗吸初期速率快而后逐渐变缓，达到稳定所需时间长。现有技术中并未考虑多孔介质形态、非均质性等的影响，在毛细管力作用下压裂液进入到孔隙空间的过程可用经典的lucas-washburn公式描述，如孔隙空间初始为油相则还需对公式加以修正。通过理论分析可知，孔隙空间的形态复杂性和非均质性导致了自发渗吸前期速率快，而后期速率慢。对于致密储层自发渗吸过程总时间随样品本征渗透率的降低而变长，通常对于致密储层岩石采用25mm直径50mm高标准圆柱进行实验，自发渗吸达到稳定所需的时间从一周到一个月不等，且表现出自发渗吸初始几个小时内渗吸速率较快，之后渗吸速率变慢的特征。

现有的自发渗吸实验研究方法，主要包括低场核磁共振技术测试t2谱方法及测重法。

低场核磁共振技术测试t2谱方法可在无损的条件下测试岩石样品内含氢流体的分布规律。随着自发渗吸的进行，压裂液进入样品内部导致样品核磁共振测试中t2谱的变化，通过计算t2谱所围面积的变化得到自发渗吸体积量的变化。然而在进行饱和油样品自发渗吸压裂液的t2谱测试中由于难以精确区分样品自身、饱和油及自发渗吸压裂液，使得难以准确换算得到自发渗吸压裂液的量。

测重法可分为体积换算测量法、悬挂实时测重法和取出擦拭测重法。其中体积换算法采用自发渗吸实验瓶(amottcell)记录被渗吸液置换出来的孔隙内的流体的体积。该方法适用于常规石油储层岩心。但是，由于致密储层渗透率和孔隙率极小，自发渗吸置换出的油相体积极小，同时置换出的油相在体积很小的情况下浮力难以由于壁面吸附力而自发上升，这些原因导致采用体积换算测量法进行致密储层自发渗吸实验时误差难以消除。悬挂实时测重法可以实时测量岩石样品重量随自发渗吸的变化规律，适用于致密岩石自发渗吸压裂液实验初期自发渗吸质量变化测量，然而在长时测量时，由于连续测量导致的误差使得悬挂实时测重法准确性难以保证。取出擦拭测重法虽然同样采用电子天平进行称重，但由于电子天平不需要连续工作，可以保证长时测量时的准确性。但是取出称重法需将样品从渗吸液中取出并进行擦拭，难以像悬挂实时测重法对样品自发渗吸过程中的重量进行实时记录。

因此，提供一种致密储层岩石自发渗吸压裂液实验系统，既能保证自发渗吸初期样品重量变化的连续测量，又能保证长时测量中的准确性，且可以多手段对比验证，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种致密储层岩石自发渗吸压裂液实验系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种致密储层岩石自发渗吸压裂液实验系统，包括：

数据接收模块、核磁共振实验测试模块、质量测量模块、数据发送模块和数据处理平台；

所述数据接收模块，用于接收所述核磁共振实验测试模块和所述质量测量模块的实验数据；

所述核磁共振实验测试模块，与所述数据接收模块的第一输入端连接，用于测试致密储层岩石自发渗吸过程中t2谱的变化，并将t2谱发送至所述数据接收模块；

所述质量测量模块，与所述数据接收模块的第二输入端连接，用于测量所述致密储层岩石在自发渗吸压裂液实验过程中质量变化，并将所述质量变化发送至所述数据接收模块；

所述数据发送模块，与所述数据接收模块的输出端连接，用于将数据接收模块所接收的数据发送至所述数据处理平台。

优选的，所述质量测量模块包括悬挂称重单元和取出称重单元的一种或多种；所述悬挂称重单元用于连续记录所述致密储层岩石在所述自发渗吸压裂液实验的第一阶段中的质量变化；所述取出称重单元用于记录所述致密储层岩石在所述自发渗吸压裂液实验的第二阶段中的质量变化。

优选的，所述自发渗吸压裂液实验的自发渗吸过程的初始阶段为第一实验周期。

优选的，所述第一实验周期之后为所述自发渗吸压裂液实验的第二实验周期，所述第二实验周期的时长为所述第一实验周期的时长的正整数倍。

优选的，在所述第二实验周期中的任一个所述第二实验周期的时长中，取出所述致密储层岩石进行擦拭后测重，所述致密储层岩石测重后，通过核磁共振实验测试模块进行t2测试。

优选的，还包括模式切换校核模块，与所述质量测量模块的输入端连接，用于所述质量测量模块切换测重方式时的测重准确性校核。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种致密储层岩石自发渗吸压裂液实验系统，本发明利用悬挂实时测重模块可准确测试初期自发渗吸行为，利用核磁共振t2谱测试及取出测重模块可进行后期自发渗吸量测量及岩石内不同尺寸孔隙对自发渗吸的贡献。测重结果和核磁共振t2谱测试对比验证，保证实验测试的准确性和可靠性；该系统能够准确、经济地实现致密油气储层在不同压裂液的自发渗吸实验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种致密储层岩石自发渗吸压裂液实验系统结构示意图；

图2为质量测量模块结构示意图；

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照附图1所示，本实施例公开了一种致密储层岩石自发渗吸压裂液实验系统，包括：

数据接收模块、核磁共振实验测试模块、质量测量模块、数据发送模块和数据处理平台；

数据接收模块，用于接收核磁共振实验测试模块和质量测量模块的实验数据；

核磁共振实验测试模块，与数据接收模块的第一输入端连接，用于测试致密储层岩石自发渗吸过程中t2谱的变化，并将t2谱发送至数据接收模块；

质量测量模块，与数据接收模块的第二输入端连接，用于测量致密储层岩石在自发渗吸压裂液实验过程中质量变化，并将质量变化发送至数据接收模块；

数据发送模块，与数据接收模块的输出端连接，用于将数据接收模块所接收的数据发送至数据处理平台。

在一个具体实施例中，质量测量模块包括悬挂称重单元和取出称重单元的一种或多种；悬挂称重单元用于连续记录致密储层岩石在自发渗吸压裂液实验的第一阶段中的质量变化；取出称重单元用于记录致密储层岩石在自发渗吸压裂液实验的第二阶段中的质量变化。

在一个具体实施例中，自发渗吸压裂液实验的自发渗吸过程的初始阶段为第一实验周期。

在一个具体实施例中，第一实验周期之后为自发渗吸压裂液实验的第二实验周期，第二实验周期的时长为第一实验周期的时长的正整数倍，即第二实验周期＝n*第一实验周期，其中，n为正整数。

在一个具体实施例中，在第二实验周期中的任一个第二实验周期的时长中，取出致密储层岩石进行擦拭后测重，致密储层岩石测重后，通过核磁共振实验测试模块进行t2测试。

在一个具体实施例中，还包括模式切换校核模块，与质量测量模块的输入端连接，用于质量测量模块切换测重方式时的测重准确性校核。

在另一个具体实施例中，公开了一种致密储层岩石自发渗吸压裂液实验方法，包括以下步骤：

1)岩心样品制备及处理：表面处理：所有表面不密封/环向密封/环向及顶面密封，分别对应全接触逆向自发渗吸/顺向自发渗吸/单面接触自发渗吸；

2)核磁共振测试仪测试干燥样品t2谱；

3)样品饱和油，并进行核磁共振t2谱测试；

4)置入氘水配置的压裂液中，采用实时测重系统记录初始(第一实验周期)4小时自发渗吸过程中的样品质量的变化，测试方法采用悬挂称重法；

5)在第二实验周期过程中，样品取出，同时取出同样浸泡在压裂液中的无纺布擦拭样品表面的残余压裂液。分别进行a)电子天平称重；b)核磁共振测试干燥样品t2谱；

6)将样品放回自发渗吸压裂液中，间隔4小时(第一实验周期时长)重复步骤5)；

7)按样品及自发渗吸模式不同，在样品重量不再发生变化时停止实验，此过程持续1周到1月不等。随实验进行可适当拉长测试时间间隔。

对所公开的实施例的上述说明，按照递进的方式进行，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。