【摘要】：液氮壓裂過程向地層注入液氮而產(chǎn)生的低溫會對煤層巖石造成破壞,導致煤層滲透率升高。為揭示液氮注入地層過程對煤層滲透率影響的規(guī)律,采用壓力脈沖衰減法開展了低溫處理前、后煤巖滲透率測試試驗。對比干燥與飽水煤巖在不同處理溫度下的滲透率測試結果,-10、-25、-40℃及液氮(-195.8℃)低溫處理30 min都會導致煤巖滲透率升高,飽水煤巖滲透率升高幅度高于干燥煤巖;隨著處理溫度的降低,煤巖滲透率升高幅度變大,擬合得到了滲透率升高率與煤巖處理溫度之間的指數(shù)關系。通過試驗結果分析,詳細論述了低溫導致煤巖破壞并提高煤層滲透率的原理。
【圖文】：

制?壞對儲層滲透率有何影響尚無人研究。本文針對液氮壓裂過程，研究液氮注入產(chǎn)生的一次凍融條件下煤巖滲透率變化規(guī)律，對煤層氣井進行液氮壓裂的增產(chǎn)機制提供理論依據(jù)，具有重要的參考價值。2低溫對煤巖滲透率影響試驗2.1巖樣制備試驗用煤巖樣取自沁水盆地南部晉城煤業(yè)集團寺河煤礦3#煤層。煤巖樣嚴格按照儲層敏感性流動試驗評價方法國家標準[18]要求制作。將所取煤塊通過西南石油大學國家重點試驗室取芯設備取芯，并將所取巖芯兩端按照要求長度切割平整。煤巖芯為直徑為2.5cm，，長度為3～5cm的圓柱體。圖1試驗用煤巖樣Fig.1Samplesofcoalrockinexperiments2.2試驗裝置干燥處理裝置為SG-3恒溫箱，海安縣石油科研儀器公司，溫度范圍為5～300℃。低溫處理裝置為W-505A低溫恒溫槽，產(chǎn)自天津比朗科技有限公司（見圖2），冷卻媒介為無水乙醇，溫度范圍為40～95℃，溫度波動范圍為0.1℃；試驗室用液氮。圖2低溫恒溫槽Fig.2Low-temperaturethermostatbath滲透率測試儀器為lowgaspermeabilitymeasure-ment700超低滲氣體滲透率儀（見圖3），產(chǎn)自法國SANCHEZTECHNOLOGIES公司，工作介質為高純氮氣，測量范圍為(0.00001～0.1)10-3μm2。2.3試驗原理天然煤巖芯滲透率極低，利用常規(guī)的穩(wěn)態(tài)法氣測滲透率儀器及方法很難測出，本次試驗采用非穩(wěn)態(tài)壓力脈沖衰減法[19]進行測試。測試過程巖芯樣品裝在一個巖芯夾持器中，然后將夾持器與控制模塊連接，用手動液壓泵加上圍壓，然后測量滲透率�？刂颇K首先給巖芯施加一個孔隙壓力，然后通過巖芯傳遞一個壓差脈沖，隨著壓力瞬間傳遞通過巖芯，計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄巖芯兩端的壓力差、下游壓力和時間，并在電腦軟件屏幕上繪制出壓差和平均壓力與時間的對數(shù)曲線，

低溫恒溫槽Fig.2Low-temperaturethermostatbath
【作者單位】： 西南石油大學油氣藏地質及開發(fā)工程國家重點實驗室;中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術分公司;中國石油大學(北京)石油工程學院;中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院;
【基金】：國家重點實驗室開放研究課題(No.PLN1208) “十二五”國家科技重大專項(No.2011ZX05042-002-001)~~
【分類號】：TE37

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本文編號：2542581