NB/T 10120-2018 页岩气自支撑裂缝导流能力测定推荐方法

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  • 8剖缝器上刀头及盖板

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    图9部缝器下刀头及盖板示意图

    5.3灌封模具:结构及组装排列图见图10 见图11和图12。材料应为不锈钢材质。

    幕墙标准规范范本图10灌封模具组装示意图

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    图11灌封模具示意图

    图12L形垫片示意图

    5.4液压框架:按SY/T6302—2009中2.2.2规定的设备要求。 5.5位移计:量程12mm,精度不低于0.001mm。 5.6流体驱替系统:包括氮气瓶及流量控制阀,流量范围应在5mL/min~300mL/min,固定流量下 流量变化不大于1%。 5.7压差传感器:量程0kPa~10kPa,精度不低于0.01kPa。 5.8压力传感器:量程OkPa~6MPa,精度不低于0.01MPa。 5.9回压调节器:回压调节器调节范围OMPa~6MPa,精度不低于0.01MPa。 5.10体积流量计:量程0mL/min~300mL/min,精度不低于满量程的0.1%。 5.11温度控制系统:包括加热设备和温度控制设备。预热器及导流室的温度应维持在设定温度的土1℃ 范围内。

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    5.12载荷测量装置:在液压柱塞和框架平台之间应有一温度补偿的电子式压力传感器,确定施加在 导流室上的闭合压力。 5.13数据采集系统:可实时读取并记录位移计、压差传感器、压力传感器、体积流量计、温度控制 系统及载荷测量装置的测试参数。最小采样时间不大于1s,可连续记录时间不低于120h。 5.14切割机:试样加工尺寸长不少于200mm,宽不少于50mm,高不少于80mm。 5.15岩心端面研磨机:试样加工尺寸长不少于200mm,宽不少于50mm,高不少于80mm,精度不 低于0.02mm。 5.16岩样端面磨圆机(或线切割机):试样加工尺寸长不少于200mm,宽不少于50mm,高不少于 80mm,精度不低于0.02mm。 5.17天平:量程为1000g,精度不低于0.1g。 5.18盒式气压计:精度不低于2hPa。 5.19 游标卡尺:精度不低于0.02mm。 5.20 深度规:精度0.005mm,量程12.7mm。 5.21月 雕刻刀:刀头采用SK2模具钢。 5.22烧杯:100mL

    5.12载荷测量装置:在液压柱塞和框架平台之间应有一温度补偿的电子式压力传感器,确定施加在 导流室上的闭合压力。 5.13数据采集系统:可实时读取并记录位移计、压差传感器、压力传感器、体积流量计、温度控制 系统及载荷测量装置的测试参数。最小采样时间不大于1s,可连续记录时间不低于120h。 5.14切割机:试样加工尺寸长不少于200mm,宽不少于50mm,高不少于80mm。 5.15岩心端面研磨机:试样加工尺寸长不少于200mm,宽不少于50mm,高不少于80mm,精度不 低于0.02mm。 5.16岩样端面磨圆机(或线切割机):试样加工尺寸长不少于200mm,宽不少于50mm,高不少于 80mm,精度不低于0.02mm。 5.17天平:量程为1000g,精度不低于0.1g。 5.18盒式气压计:精度不低于2hPa。 5.19 游标卡尺:精度不低于0.02mm。 5.20 深度规:精度0.005mm,量程12.7mm。 5.21月 雕刻刀:刀头采用SK2模具钢。 5.22烧杯:100mL。

    6.1预制划痕岩板的制备

    6.1.1使用切割机和岩心端面研磨机将岩样加工为长177.5mm±0.2mm,宽35.0mm±0.2mm,厚度 50mm±0.2mm的岩板。 6.1.2用雕刻刀在岩板中部沿岩板劈裂方向预制划痕,见图13。划痕应平直,划痕上沿任意两点距 岩板上表面的高度差小于1mm。用游标卡尺测定划痕宽度,应小于1mm。用深度规测定划痕深度 应小于1mm。

    说明: 划痕两端距岩板上表面高度; 一岩板中部预制划痕; 一岩板。 注:不按比例尺绘图

    说明: 划痕两端距岩板上表面高度; 一岩板中部预制划痕; 一岩板。 注:不按比例尺绘图

    图13岩板预制划痕示意图

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    1.3用透明胶带包裹岩板的六个面,胶带层数应为一层。用美工力沿着预制划痕去除其周围5m 的透明胶带,见图14。

    6.1.4用天平称量预制划痕岩板质量Wg。

    图14透明胶密封和部分去除示意图

    6.3上下岩板错位固定

    6.3.1将人工劈裂后的岩板沿劈裂面进行错位,错位量2.5mm土0.2mm,见图15。 6.3.2利用研磨机打磨掉剪切滑移后上岩板左侧和下岩板右侧各2.5mm±0.2mm长度的岩样,上下岩 板加工后尺寸均为:长175.0mm±0.2mm,宽35.0mm±0.2mm的方形岩板,见图15。 6.3.3用端面磨圆机将上下岩板长度方向两端打磨为直径35.0mm土0.5mm的圆弧,见图16。 6.3.4测试岩板尺寸,包括岩板宽度W,岩板总长度L,岩板圆弧段半径r,岩板厚度h(见图16), 并计算错位后岩板的承压面积S。

    6.3.1将人工劈裂后的岩板沿劈裂面进行错位,错位量2.5mm土0.2mm,见图15。 5.3.2利用研磨机打磨掉剪切滑移后上岩板左侧和下岩板右侧各2.5mm±0.2mm长度的岩样,上下岩 板加工后尺寸均为:长175.0mm±0.2mm,宽35.0mm±0.2mm的方形岩板,见图15。 .3.3用端面磨圆机将上下岩板长度方向两端打磨为直径35.0mm土0.5mm的圆弧,见图16 6.3.4测试岩板尺寸,包括岩板宽度W,岩板总长度L,岩板圆弧段半径r,岩板厚度h(见图16), 并计算错位后岩板的承压面积S。

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    图15岩样剪切滑移示意图

    图16上下岩板端面打磨圆弧示意图

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    3.5根据6.3.4中测量的错位后岩板尺寸,将背胶纸剪成图17所示的形状和大小,然后用背胶纸 固定剪切错位后的上下岩板,见图17。

    图17背胶固定密封岩样示意图

    6.4.1在灌封模具的底板和挡板内表面覆盖一层透明胶带。在胶带表面均匀涂抹凡士林,使用量2g~3g。 组装灌封磨具。 6.4.2将灌封胶A组分和B组分按质量比1:1倒入烧杯中混合,用玻璃棒搅拌15min后倒入组装好 的灌封模具内,灌封胶总使用量50g~70g。 注:手工混合时动作一定要轻,并保证匀速均匀搅拌以免带入更多气泡。灌封胶在没有混合好的情况下不会固化 或固化不良。灌封胶操作时间为40min,室温下完全固化一般为24h左右(不含混合时间)。 6.4.3将固定密封后的岩板放入灌封模具内,并用玻璃棒将岩板压到灌封模具底部。

    4.1在灌封模具的底板和挡板内表面覆盖一层透明胶带。在胶带表面均匀涂抹凡士林,使用量2g~3g 装灌封磨具。 4.2将灌封胶A组分和B组分按质量比1:1倒入烧杯中混合,用玻璃棒搅拌15min后倒入组装如 灌封模具内,灌封胶总使用量50g~70g。 注:手工混合时动作一定要轻,并保证匀速均匀揽拌以免带入更多气泡。灌封胶在没有混合好的情况下不会固1 或固化不良。灌封胶操作时间为40min,室温下完全固化一般为24h左右(不含混合时间)。 .3将固定密封后的岩板放人灌封模具内,并用玻璃棒将岩板压到灌封模具底部。

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    6.4.4紧贴灌装模具内壁的四个侧面,插人L形垫片使岩板居中,20min后取出垫片。 6.4.51 待灌封胶自然凝固后,拆卸灌封模具,取出覆胶岩板。 6.4.6观察覆胶岩板表面,如存在直径大于3mm的气泡则需用刀刮除灌封胶,重复6.4.1至6.4.5。 6.4.7用美工刀去除覆胶岩板测压口及流体进出口位置的灌封胶,开启流体进出口和测压口。流体进 出口和测压口形状应为边长2cm±1mm的正方形,见图18。 6.4.8用美工刀去除覆胶岩板上下表面的灌封胶,见图18

    7直支撑裂缝导流能力测定

    7.1.1安装导流室筛网

    7.1.2装载自支撑裂缝岩板及底部活塞

    图18流体进出口和测压口开启示意图

    1.2.1在自支撑裂缝岩板周围均匀涂抹凡林(用量2g~3g)后,将其装入导流室中。 1.2.2装载底部活塞,其安装位置需使自支撑裂缝岩板上的流体进出口和测压口与导流室流体进出 测压口对齐。调平底部活塞,使自支撑岩板两端高度相差小于0.02mm,紧固下部活塞固定螺栓孔

    7.1.3装载顶部活塞

    7.1.3.1将顶部活塞装入导流室中。

    7.1.3.1将顶部活塞装入导流室中。 7.1.3.2调整顶部活塞位置,使其与自支撑裂缝岩板接触

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    7.1.4安装导流室接头

    2.1将安装好的导流室放在液压载荷系统的两个平板之间,启动液压载荷系统,将导流室闭合压 载至3.225kN 2.2连接导流室流体注人管线及测压管线

    7.3.1液压载荷框架

    按SY/T63022009中2.4.1规定的测试要求

    7.3.2实验流体系统

    每次实验前均需进行渗漏检验。完整的实验流体系统包括氮气瓶、减压阀、管线、接头和导流室 备。设置系统回压为1MPa,关闭系统进出口,5min内压力变化应不超过0.01MPa。

    7.4自支撑裂缝导流能力实验装置加热

    7.4.1根据目标层位温度,设定实验温度

    4.1根据目标层位温度,设定实验温度。 1.2在温度加载至设定温度后,用温度传感器每隔30s测量温度值。当相邻两次测试结果相差 1C以内,说明系统温度达到稳定状态

    7.5导流室闭合压力加载

    7.5.1根据目标层位闭合应力及6.3.4中测量的自支撑裂缝岩板受力面积S,设定实验测试的闭合 压力值。 7.5.2将位移计归零。将导流室加载至设定压力,加载速率为3500kPa/min。 7.5.3每2min用位移计测量压力框架上活塞盖板与下活塞盖板之间的宽度变化值。当相邻3次测量 结果相差在1.0%以内,表明系统达到稳定状态。只有闭合压力达到稳定状态才能开始测试。

    5.1根据目标层位闭合应力及6.3.4中测量的自支撑裂缝岩板受力面积S,设定实验测试的闭 力值。 5.2将位移计归零。将导流室加载至设定压力,加载速率为3500kPa/min。 5.3每2min用位移计测量压力框架上活塞盖板与下活塞盖板之间的宽度变化值。当相邻3次测 果相差在1.0%以内,表明系统达到稳定状态。只有闭合压力达到稳定状态才能开始测试。

    5.1流速范围设定在50mL/min~300mL/min。 5.2向导流室内缓慢注入氮气,流速达到设定流速后,通过流量传感器每隔5s测量流量值(Q) 续4次测试结果相差在土1%以内,说明系统流量达到稳定状态。开始记录实验数据。

    8自支撑裂缝导流能力计算

    西流动条件下建材标准,自支撑裂缝导流能力的计算见公式

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    FcD导流能力,单位为达西厘米(D·cm); 岩板宽度,单位为厘米(cm); 流体流速,单位为立方厘米每分钟(cm/min); 盒式气压计压力值,单位为兆帕(MPa); 测试温度条件下流体黏度,单位为毫帕秒(mPa·s),该黏度值见表A.1; 导流室压差检测孔之间的长度,单位为厘米(cm); Ap 导流室进出口端压差,单位为千帕(kPa); 导流室中部绝对压力,单位为兆帕(MPa)。

    报告应列举所有的实验参数,如样品编号、实验流体、初始缝宽、测试时间和测试压力参数下 式流体的黏度、导流能力等。实验数据报告见表B.1

    附录B (资料性附录) 实验报告数据表

    页岩气自支撑裂缝导流能力测试实验数据按表B.1记录。

    路桥设计、计算NB/T 101202018

    表B.1实验报告数据表

    中华人民共和国 能源行业标准 页岩气自支撑裂缝导流能力测定推荐方法 NB/T10120—2018 石油工业出版社出版 (北京安定门外安华里二区一号楼) 北京中石油彩色印刷有限责任公司排版印刷 新华书店北京发行所发行 880×1230毫米16开本1.5印张40千字印1—500 2019年5月北京第1版2019年5月北京第1次印刷 书号:155021·7948定价:30.00元 版权专有不得翻印

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