ICS 75.020 CCS E 12
NB
中华人民共和国能源行业标准
NB/T 11050—2022
页岩气 页岩人工裂缝应力敏感性测试方法 Shale Gas-Stress sensitivity test method of shale artificial fractures
2022—11-04发布
2023—05—04实施
国家能源局 发布 NB/T 11050—2022
目 次
前言 1 范围 2 规范性引用文件 3术语和定义
I
方法原理 5 实验准备 5.1 岩样准备 5.2 测试流体 5.3 测试装置及仪器仪表 6 渗流测试技术要求 6.1 测试方式 6.2 测试操作 6.3 测试记录数据处理 7.1 渗透率变化率的计算 7.2 应力敏感性实验曲线的绘制 7.3 支撑剂回流率的计算 7.4支撑剂嵌入率的计算 7.5 支撑剂破碎率的计算 7.6 临界应力的判定 8 实验结论 8.1 最大渗透率损害率评价 8.2 不可逆渗透率损害率评价 8.3 应力敏感性损害程度评价 9实验报告附录A（资料性） 应力敏感性评价实验报告格式
4.
3
-
7
5
广
M NB/T 11050—2022
前 言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件由能源行业页岩气标准化技术委员会（NEA/TC26）提出并归口。 本文件起草单位：中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司页岩气研究院、中国石油大
学（北京）、中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院、中海油研究总院有限责任公司、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司、中国石油化工股份有限公司华东油气分公司、西南石油大学。
本文件主要起草人：樊怀才、吴建发、杨学锋、张鉴、陈浩、岳圣杰、方圆、胡晓华、王广耀、 陈月、吴天鹏、胡浩然、李佳峻、刘华、方思冬、白玉湖、陈凤、王良、彭钧亮、丁安徐、高和群、 赵玉龙、李小刚。
II NB/T11050-2022
页岩气页岩人工裂缝应力敏感性测试方法
1范围
本文件规定了页岩人工裂缝渗透率应力敏感性实验的岩样准备、测试流程和仪器仪表、测试过程及技术要求、数据处理及实验分析。
本文件适用于页岩人工裂缝渗透率测定和应力敏感性的测试、分析及评价。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
SY/T5358—2010储层敏感性流动实验评价方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
页岩人工裂缝应力敏感性 stress sensitivity of artificial fractures in shale 页岩人工裂缝导流能力随作用在裂缝壁面上有效应力变化而变化的规律。
4方法原理
根据达西定律，通过固定围压、改变流压的方式，测试页岩人工裂缝在不同应力条件下的渗透率，明确应力敏感临界参数，评价不同有效应力下页岩人工裂缝渗透率的损害程度。 5实验准备 5.1岩样准备 5.1.1岩样人工造缝
宜采用巴西劈裂法对页岩岩样进行人工造缝，造缝后的岩样不应有散碎、横向断裂、缺口及影响端面与柱面光滑、平整的现象。 5.1.2支撑剂准备 5.1.2.1应选用页岩水力压裂使用的陶粒、覆膜陶粒、石英砂、覆膜石英砂等为实验支撑剂。 5.1.2.2支撑剂应有材质、粒径大小、圆球度、力学性能等参数检测值。
1 NB/T 11050—2022
m一支撑剂铺设质量误差，用百分数表示； m2 铺设支撑剂前岩样质量，单位为克（g）；
铺设支撑剂后岩样质量，单位为克（g）。
7773
5.1.3.4采用热缩膜包裹岩样，确保岩样裂缝及支撑剂保持稳定。 5.2测试流体
采用空气或氮气（纯度99.9%以上）作为流动介质。 5.3测试装置及仪器仪表 5.3.1测试装置
应采用页岩人工裂缝应力敏感性变流压测试装置开展实验。 5.3.2仪器仪表 5.3.2.1 高压驱替泵在稳定流速下，流量计量精度不低于0.01mL/min。 5.3.2.2 实验恒温箱的温度计量精度不低于0.1℃。 5.3.2.3 围压泵、回压泵的压力计量精度不低于0.01MPa。 5.3.2.4 气量流量计精度不低于0.1mL/min。
6渗流测试技术要求 6.1 测试方式
应采用固定围压、改变流动出口回压的变流压方式测试人工裂缝渗透率。 应采取先小压差测试，然后再逐级增大压差测试，直至达到实验设计的最大压差。
6.2测试操作 6.2.1气密性
检测装置及仪器的气密性，保证系统整体性、密闭性及流通性。 6.2.2装置系统升压方式 6.2.2.1 测试前，应采用围压、流压跟踪模式进行逐级升压，即先将围压小幅度增加，一般不宜超过 2MPa，然后交替增加岩样人口压力和围压，直至围压和流压均上升至实验方案设定的最高压力值。
6.2.2.2围压和流压交替增加过程中，围压与岩样入口压力差不宜过大，一般应保持1.5MPa~ 2.0MPa，避免升压过程中人工裂缝渗透率发生先期伤害或夹持器套筒损坏等现象发生。 6.2.3测试过程 6.2.3.1采取先逐级降压至最低测试压力、再逐级升压至最高测试压力评价渗透率应力敏感性时，应按照页岩气井生产实际情况或实验设计的降压或升压的压力级差停点测试，降压或升压的压力级差不
宜超过2.5MPa。 6.2.3.2待每级测试流量、压力稳定后，测试各级压差下的气相渗透率，每级测试时间应保持在
30min以上，连续测定三次，三次测定的气相渗透率之间的相对误差应小于3%。
3 NB/T 11050—2022 6.2.4 装置系统泄压方式
测试结束后，先降低入口压力再降低回压，最后降低围压，降压过程同样采用压力跟踪模式进行逐级降压，即交替降低围压和岩样人口压力。 6.3测试记录
每级压差测试后均应记录渗透率测试结果：应根据测试分析的需要，及时记录支撑剂破碎、嵌人、运移情况。
7数据处理 7.1渗透率变化率的计算
不同有效应力下的人工裂缝渗透率计算及变化率计算方法参照SY/T5358—2010中应力敏感性评价实验执行。 7.2应力敏感性实验曲线的绘制
以有效应力为横坐标，以不同有效应力下页岩人工裂缝渗透率与初始渗透率的比值为纵坐标，绘制有效应力增加和有效应力减小过程中应力敏感性实验曲线。 7.3支撑剂回流率的计算
按照公式（4）计算支撑剂回流率。
m4 ×100% mg-m2
(4)
6:
式中：
支撑剂回流率，用百分数表示；铺设支撑剂后岩样质量，单位为克（g）；
m3
m2 铺设支撑剂前岩样质量，单位为克（g）： m4 人工裂缝中运移出的支撑剂质量，单位为克（g）。
7.4支撑剂嵌入率的计算
将原设支撑剂的总质量减去测试后人工裂缝中可取出的支撑剂和人工裂缝中运移出的支撑剂总质量，并与原铺设支撑剂的总质量相比，按照公式（5）计算支撑剂嵌人率。
(mg = m) -(m. m) ×100%
(5)
O
m, -m2
式中： 8 支撑剂嵌人率，用百分数表示： ms 一测试后人工裂缝内可取出支撑剂质量，单位为克（g）。
7.5支撑剂破碎率的计算
测试后，将人工裂缝中取出的所有支撑剂混合，并用孔径小于原始支撑剂最小粒径的筛网对实验
4 NB/T11050—2022
后的支撑剂进行分筛，收集发生破碎的支撑剂并称重m6，按照公式（6）计算支撑剂破碎率。
m ×100% m.ms
(6)
式中：
支撑剂破碎率，用百分数表示； m6 一测试后发生破碎的支撑剂质量，单位为克（g）。
7.6临界应力的判定
按照公式（7）计算人工裂缝渗透率可恢复率。
K"
= ×100%
(7)
K;
式中：一渗透率可恢复率，用百分数表示； K一有效应力恢复至初始有效应力点时人工裂缝的渗透率，单位为毫达西（mD）； Ki一一初始有效应力条件下人工裂缝渗透率，单位为毫达西（mD）。 以有效应力为横坐标，以不同有效应力下渗透率可恢复率为纵坐标，绘制有效应力与渗透率可恢
复率实验曲线，实验曲线上渗透率可恢复率曲线变化的拐点对应的有效应力即为临界应力。
8实验结论 8.1最大渗透率损害率评价
人工裂缝最大渗透率损害率计算参照SY/T5358—2010中应力敏感性评价实验执行。 8.2不可逆渗透率损害率评价
人工裂缝不可逆渗透率损害率计算参照SY/T5358—2010中应力敏感性评价实验执行。 8.3应力敏感性损害程度评价
人工裂缝应力敏感性损害程度评价指标参照SY/T5358--2010中应力敏感性评价实验执行。
9: 实验报告
应编写应力敏感实验报告并归档。实验报告应包含基础资料、柱塞状岩样支撑剂填充数据、柱塞状岩样内支撑剂回流率测定数据、临界应力测定数据、渗透率应力敏感性分析数据、实验曲线、实验结论，以及在此基础上形成的对页岩气井生产管理的认识和建议。实验报告格式参见表A.1。
5