一种适用煤层压裂液动滤失的实验评价方法 技术领域 本发明属于煤层气开发及相关实验技术领域， 尤其是一种适用煤层压裂液动滤失 的实验评价方法。
技术背景 压裂液从裂缝向地层滤失是煤层压裂的基本现象。煤岩不同于常规石油储层类 岩石， 煤岩石裂隙系统发育， 当压裂液注入煤层时， 由于注入流体的压力远大于地层流体压 力， 容易重新开启或扩大原来的天然裂缝， 使渗透率大大增加， 导致煤层压裂液滤失现象严 重。针对以往压裂施工的分析结果表明， 煤层施工压裂液效率一般只有 15％～ 30％， 滤失 量很大。
常规石油储层类岩石的压裂液动滤失评价方法主要是通过泵将压裂液泵入并调 整回压使压裂液在一定的滤失压差下并以一定剪切速率流过岩心端面， 并测取滤液的滤失 时间和滤失量， 这种方法存在的主要缺陷为 ： (1) 岩心两端压差主要通过泵来进行调节， 使 得岩心两端压差维持在地层裂缝内外的水平， 故对泵的要求较高， 当岩心入口端压力过大 时， 容易造成对泵的损害 ； (2) 夹持器内的岩心没加围压， 与地层条件下的实际滤失条件有 所偏差。
由于煤岩具有的低渗透率和强应力敏感特性， 在动滤失评价实验过程中， 不考虑 围压的滤失量和考虑围压的滤失量是有较大区别的 ； 且煤层由于埋深相对较浅， 煤岩动滤 失实验过程中的压力、 剪切速率以及温度都与常规油气类岩石的动滤失实验有所区别， 故 用实验来评价煤层压裂液动滤失时需要考虑煤层的特殊性， 综合设计出一套适用煤层压裂 液动滤失实验评价方法。
发明内容 本发明的目的在于提供一种适用煤层压裂液动滤失的实验评价方法， 以测定不含 支撑剂的压裂液在高温高压下通过岩心端面时的滤失性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的 ：
一种适用煤层压裂液动滤失的实验评价方法， 实验评价方法的步骤是 ：
(1) 测取压裂液损害前的煤岩气测渗透率 ；
(2) 煤岩清水滤失实验 ： 将已测定渗透率的岩心装入岩心夹持器内， 在液腔内装 入清水， 围压为对应埋深的有效应力， 设定转子搅拌速率， 当滤液开始流出时， 开始记录时 间、 初始滤失质量、 滤液的累计滤失量， 测定时间为 120min， 即完成煤岩清水滤失实验 ；
(3) 煤岩压裂液滤失实验 ： 卸去液腔压力， 保持围压不变， 将液腔内的清水排出， 并配好与煤层匹配的压裂液， 装入液腔内， 设定液腔压力， 设定转子搅拌速率， 当滤液开始 流出时， 开始记录时间、 初始滤失质量、 滤液的累计滤失量， 测定时间为 120min， 停止搅拌， 并停止计时， 卸去液腔压力和围压， 并泄去压裂液， 即完成煤岩压裂液滤失实验 ；
(4) 煤岩压裂液损害率的测定 ： 在岩心夹持器出口端处接上管线， 并连接上泵用
清水反向驱替， 将液腔顶盖打开， 观测岩心夹持器靠近液腔处出液情况， 直至液腔出液变 清， 全为清水时， 关闭驱替泵， 停止驱替， 并将液腔内液体排出， 最后用反向测取煤岩滤失后 的气体渗透率， 即完成煤岩压裂液损害率的测定。
而且， 所述测取压裂液损害前煤岩气测渗透率的方法是 ： 选定好煤样先烘干， 并按 SY/T5336-1996 岩心常规分析方法测取煤样滤失前的渗透率。
而且， 所述步骤 (2) 及步骤 (3) 设定转子搅拌速率是根据实际地层压裂液的剪切 速率。
本发明优点和积极效果是 ：
1、 本发明与以往常规石油储层类岩石压裂液动滤失评价方法相比， 岩心两端滤失 压差形成方式不同。本发明主要通过恒压泵给液腔加压形成滤失压差， 行业标准中的滤失 压差为 3.5MPa， 因此恒压泵可以设定较低的压力， 同时又可以方便地改变滤失压差以适应 煤岩的特殊要求 ； 针对煤层的埋深条件和应力特性， 设计出适用于煤层压裂液动滤失评价 的压力和剪切速率， 围压为对应埋深的有效应力， 根据实际地层压裂液剪切速率设定转子 搅拌速率 ；
2、 本发明与以往常规石油储层类岩石压裂液动滤失评价方法相比， 压裂液剪切方 式不同。对比常规石油储层类岩石压裂液动滤失评价方法模拟管道的剪切方式而言， 本发 明通过转动设备形成压裂液在岩心端面上的流动剪切， 剪切方式更为合理， 岩心端面的剪 切速率分布更为均匀， 并且还可以真实地模拟钻井时的井壁动滤失情况。 3、 本发明给岩心夹持器加载对应埋深的有效应力， 夹持器连接压裂液液腔， 搅拌 液腔中的压裂液使压裂液以一定流速流过岩心前部端面， 用恒压泵给液腔加压， 使岩心前 后两端形成一定的压差， 测取岩心出口端滤液的滤失量和对应的滤失时间。本发明模拟煤 层增产改造过程中压裂液滤失情况， 实现科学有效地测定不含支撑剂的压裂液在地层条件 下的滤失特性。
具体实施方式
下面结合实施例， 对本发明进一步说明 ； 下述实施例是说明性的， 不是限定性的， 不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
本发明的总体技术思路是 ：
针对常规石油储层类岩石的压裂液动滤失评价方法和煤岩的特殊性质， 给岩心夹 持器加载对应埋深的有效应力， 夹持器连接压裂液液腔， 搅拌液腔中的压裂液使压裂液以 一定流速流过岩心前部端面， 用恒压泵给液腔加压， 使岩心前后两端形成一定的压差， 测取 岩心出口端滤液的滤失量和对应的滤失时间。
一种适用煤层压裂液动滤失的实验评价方法， 主要步骤为 ：
(1) 测 取 压 裂 液 损 害 前 的 煤 岩 气 测 渗 透 率， 即 选 定 好 煤 样 先 烘 干， 并 按 SY/T 5336-1996 岩心常规分析方法测取煤样滤失前的渗透率。
(2) 将已测定渗透率的岩心装入岩心夹持器内， 在液腔内装入清水， 围压为对应埋 深的有效应力， 液腔压力设为 3.5MPa， 根据实际地层压裂液剪切速率设定转子搅拌速率， 当 滤液开始流出时， 开始记录时间、 初始滤失质量、 滤液的累计滤失量， 测定时间为 120min， 完 成煤岩清水滤失实验。用清水进行滤失实验， 既可以检测仪器的密闭性， 又可以让管路充满液体， 有利于 滤液的排出和采集。
(3) 再用选定的压裂液进行煤岩滤失实验并完成相关数据采集 ： 卸去液腔压力， 保持围压不变， 将液腔内的清水排出， 并配好与煤层匹配的压裂液， 装入液腔内， 液腔压力 设为 3.5MPa， 根据实际地层压裂液剪切速率设定转子搅拌速率。 当滤液开始流出时， 开始记 录时间、 初始滤失质量、 滤液的累计滤失量， 测定时间为 120min。若用 3.5MPa 的液腔压力 实验 60min 后， 岩心夹持器出口端仍没有滤液滤出时， 保持围压不变， 调节液腔压力， 使液 腔压力缓慢增大至煤岩埋深对应的有效应力， 直至出液。120min 过后， 停止搅拌， 并停止计 时， 卸去液腔压力和围压， 并泄去压裂液， 完成煤岩压裂液滤失实验。
(4) 在岩心夹持器出口端处接上管线， 并连接上泵用清水反向驱替， 将液腔顶盖打 开， 观测岩心夹持器靠近液腔处出液情况， 直至液腔出液变清， 全为清水时， 关闭驱替泵， 停 止驱替， 并将液腔内液体排出， 最后用反向测取煤岩滤失后的气体渗透率， 完成煤岩压裂液 损害率的测定。
本发明所采用的工装， 均为本领域的常规装置， 因此没有具体描述其结构。5