本發明提供了一種薄互層頁巖油儲層壓裂模擬試驗方法及裝置，該薄互層頁巖油儲層壓裂模擬試驗方法包括：基于井下采集的巖心剖面信息，制備薄互層頁巖油儲層模擬試樣；將所述薄互層頁巖油儲層模擬試樣設置在巖心三軸加載室中；向所述巖心三軸加載室內注入壓裂液至所述薄互層頁巖油儲層模擬試樣破裂，檢測所述薄互層頁巖油儲層模擬試樣的裂縫產生位置信息、裂縫產生時間信息及形變信息；對破裂后的薄互層頁巖油儲層模擬試樣進行掃描，獲取薄互層頁巖油儲層模擬試樣的壓裂縫三維空間形態。該薄互層頁巖油儲層壓裂模擬試驗方法能夠準確模擬薄互層頁巖油儲層壓裂過程。

技術領域

本發明屬于地質勘探領域，更具體地，涉及一種薄互層頁巖油儲層壓裂模擬試驗方法及裝置。

背景技術

鹽間頁巖油儲層由于有分布廣泛、保存完好、含油量高、地層能量充足等優點，極有可能成為頁巖油大規模工業開發的突破點，同時蒸發鹽類礦物(鹽巖、石膏、鈣芒硝)的存在，也使鹽間頁巖油儲層的物理力學特性將有別于常規含氣頁巖儲層，影響儲層的壓裂改造效果。為了獲得鹽間頁巖油儲層有效、經濟和成功的壓裂效果，在實施水力壓裂開發之前，往往要進行壓裂設計。通過壓裂模擬來預測裂縫發育的寬度、長度和方向，評價壓裂是否成功。

目前所采用的模擬手段多借助商用數值模擬軟件完成，其壓裂模擬效果需要進行驗證。室內水力壓裂物理模擬是認識裂縫擴展機制的重要手段，可以對裂縫起裂、擴展及延伸的實際物理過程進行監測。水力壓裂過程中裂縫在長度、高度和寬度三個方向上同時擴展延伸，在沒有遮擋層的情況下，裂縫可能無限制地向上下延伸；若存在遮擋層，如果沒有足夠的強度和厚度時，裂縫也可能上竄下跳，穿入甚至穿透遮擋層。在各向同性地層和均勻地應力條件下，裂縫高度比較容易預測。而對于泥頁巖-鹽巖交互的薄互層進行水力壓裂時，層與層之間巖石力學性質、原地應力分布都不盡相同，形成的裂縫比較復雜，這時就必須解決裂縫互層界面的擴展問題。鹽間頁巖油儲層礦物組成差異大，巖石組分、儲層飽和流體狀態對壓裂縫影響研究尚屬空白，傳統的含氣頁巖儲層可壓性評價方法及水力壓裂縫表征技術難于適用，而對于泥頁巖-鹽巖交互的薄互層進行水力壓裂時，必須解決裂縫互層界面的擴展問題。

前人在水力壓裂裂縫擴展模型建立與壓裂縫數值模擬方面取得了有益的成果，但目前的研究多采用巖體為均質假設，少數研究也開展了層狀頁巖的壓裂物理模擬及裂縫機理研究，但仍與薄互層頁巖油儲層裂縫擴展仍存在明顯的差異，需要對薄互層巖體(鹽間頁巖油儲層)破裂機理及裂縫真實形態等問題做進一步的研究和探索。

因此，有必要研發一種能夠準確模擬鹽間頁巖油儲層水力壓裂裂縫起裂及擴展的薄互層頁巖油儲層壓裂模擬試驗方法及裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種薄互層頁巖油儲層壓裂模擬試驗方法及裝置，該薄互層頁巖油儲層壓裂模擬試驗方法能夠準確模擬鹽間頁巖油儲層水力壓裂裂縫起裂及擴展。可研究不同薄互層巖體、壓裂泵注參數、地應力參數及壓裂液粘度等參數，能夠獲得不同薄互層巖體壓裂后裂縫的三維形態特征和主控因素，為鹽間頁巖油儲層水力壓裂優化設計提供方法。本發明對推動薄互層巖體水力壓裂理論的發展和現場施工設計優化都具有一定的理論意義和實用價值。

為了實現上述目的，根據本發明的一方面提供了一種薄互層頁巖油儲層壓裂模擬試驗方法，該薄互層頁巖油儲層壓裂模擬試驗方法包括：

基于井下采集的巖心剖面信息，制備薄互層頁巖油儲層模擬試樣；

將所述薄互層頁巖油儲層模擬試樣設置在巖心三軸加載室中；

向所述巖心三軸加載室內注入壓裂液至所述薄互層頁巖油儲層模擬試樣破裂，檢測所述薄互層頁巖油儲層模擬試樣的裂縫產生位置信息、裂縫產生時間信息及形變信息；

對破裂后的薄互層頁巖油儲層模擬試樣進行掃描，獲取薄互層頁巖油儲層模擬試樣的壓裂縫三維空間形態。

優選地，通過安裝在薄互層頁巖油儲層模擬試樣表面的聲發射定位探頭檢測所述薄互層頁巖油儲層模擬試樣的裂縫產生位置信息、裂縫產生時間信息。