本發明涉及頁巖儲層壓裂增產改造領域，更具體涉及一種適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法。
背景技術：
目前，測試壓裂在頁巖氣中的做法通常采用常規砂巖中的方法，只是規模稍微大了些。但由于頁巖氣與常規砂巖氣的特殊性與復雜性，常規測試壓裂的設計方法主要存在以下問題：
1)由于頁巖不是滲吸漲破，而是彎曲變形破裂，所以，常規的臺階式升排量設計，尤其是多級臺階升模式需要改進；
2)由于頁巖的水平層理縫/紋理縫相對發育，起步排量設計如太小，會造成后續即使高排量也難以穿過第一個層理縫/紋理縫；
3)尤其是水平井第一段壓裂時的井筒堵塞物嚴重，以往一般不先行酸化預處理就進行測試壓裂，會給地層特性解釋造成一定的假象和干擾效應；
4)最高臺階式排量的持續時間相對較短，一來裂縫遇到天然裂縫的概率降低，二來此段液量決定整個的測試壓裂用液規模，用液量少了，產生的誘導應力較小，對裂縫附近地應力場的改變(兩向水平應力趨于均勻化)效果不明顯，導致主壓裂時產生裂縫復雜性或裂縫轉向的概率大幅降低；
5)壓后停泵關井的時間相對較短，一般只有1個小時，與常規測試壓裂的停泵關井時間相當。由于頁巖基質的極低滲透性，除非連續溝通相互連通的天然裂縫或層理縫/紋理縫，否則，停泵關井時間過短，裂縫可能遠未達到閉合時間，給裂縫解釋帶來很大的困難。
因此，必須設計一種適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法，至少解決上述的其中一個問題。
技術實現要素：
針對上述問題，本發明的目的是提供一種適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法，以獲取頁巖地層的最小水平主應力、裂縫閉合時間、天然裂縫發育程度及地層的濾失情況等關鍵特性參數，并達到誘導裂縫轉向的效果，為主壓裂時的裂縫轉向或形成復雜裂縫奠定基礎，提高主壓裂改造體積和壓裂效果。
為達上述目的，本發明提供一種適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法，其包括以下步驟：
(1)酸預處理的步驟；
(2)確定最高排量的穩定注入時間及液量的步驟；
(3)臺階升的步驟：臺階式地逐漸提升排量至所述最高排量；
(4)臺階降的步驟：從所述的最高排量臺階式地逐漸降低排量；
(5)壓力降落測試的步驟：壓裂停泵后，停泵關井一段預設時間直至壓力降落的曲線出現拐點。
所述的適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法，其中，步驟(2)中，通過模擬手段，只改變排量，而不改變其他參數，考察排量對裂縫凈壓力的敏感性。
所述的適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法，其中，步驟(2)中，當裂縫凈壓力超過原始水平應力差值時，則認為此時排量為最高排量。
所述的適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法，其中，步驟(2)中，當裂縫凈壓力無法超過原始水平應力差值時，則采用常規端部脫砂技術提升裂縫凈壓力，使裂縫凈壓力超過原始水平應力差值，并認為此時排量為最高排量。
所述的適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法，其中，步驟(2)中，通過模擬手段，只改變液量，而不改變其他參數，考察液量對裂縫凈壓力的敏感性。
所述的適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法，其中，步驟(2)中，通過模擬手段，只改變壓裂液黏度，而不改變其他參數，考察壓裂液黏度對裂縫凈壓力的敏感性。
所述的適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法，其中，步驟(2)中，需要保證測試壓裂的裂縫長度至少達到主壓裂裂縫的50％以上。
所述的適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法，其中，步驟(3)中的臺階數為2個，步驟(4)中的臺階數為3-5個。
所述的適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法，其中，步驟(5)中，停泵關井時間為120-240分鐘。
所述的適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法，其中，步驟(1)中，使用15％的工業鹽酸進行酸預處理，用量為10-15m3，排量為1-1.5m3/min。
本發明的有益效果是：本發明通過酸預處理、確定最高排量的穩定注入時間及液量、臺階升、臺階降設計和壓力降落測試等步驟，獲取頁巖地層的最小水平主應力、裂縫閉合時間、天然裂縫發育程度及地層的濾失情況等關鍵特性參數，并達到誘導裂縫轉向的效果，為主壓裂時的裂縫轉向或形成復雜裂縫奠定基礎，提高主壓裂改造體積和壓裂效果。本發明設計合理、工藝簡單、便于操作。
具體實施方式
下面將對本發明作進一步說明。
本發明的主要設計思路為：
①測試壓裂除了認識頁巖地層的關鍵特性參數和使誘導裂縫轉向的兩個目標，還主要肩負著為主壓裂裂縫探路的目的，因此，為避免大部分液體都進入鄰近的層理縫/紋理縫中，在臺階升過程中，一要提高起步排量，二是縮小臺階升排量的臺階數，以達到壓開所有層理縫/紋理縫的目的。
②裂縫正常起裂延伸后，以裂縫內凈壓力為目標函數，優化排量、液量及液體黏度的最佳組合。裂縫凈壓力的目標值，至少要超過頁巖地層原始的兩向水平應力差值。如果排量、液量及黏度組合可以突破上述應力差的臨界值，則測試壓裂的第二個目標基本達到了；如果裂縫凈壓力很難達到上述應力差的臨界值，則在主壓裂時要考慮其它的裂縫轉向措施，如提高施工砂液比或其它縫內暫堵劑。
③常規的臺階降過程中，以壓力穩定為原則，有時15秒就變化一個排量，在頁巖中，考慮到頁巖的強非均質性，15秒的壓力穩定時間可能偏短，可適當延長到1分鐘以上。
④壓力降落測試時間由常規的1小時延長到2-3小時以上，由于頁巖基質的極低滲透性，2-3小時裂縫可能仍無法閉合，現場測試時可觀察壓力降落的速率，如速率有明顯的變化即認為裂縫的閉合點可能已經到了。
基于以上的設計思路，本發明提供了一種適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法，其主要包括以下步驟：
(1)酸預處理的步驟：
一般用15％的工業鹽酸，用量10-15m3為宜，排量1-1.5m3/min。目的是解除 井筒內污染堵塞物。
(2)確定最高排量的穩定注入時間及液量的步驟：
以常用的成熟商業軟件MEYER為模擬手段，先考察單因素敏感性，如只變排量，其他參數不變，考察裂縫凈壓力與排量的敏感性(當凈壓力超過原始水平應力差值，即可視為最高排量；若凈壓力無法超過原始水平應力差值，則采用常規端部脫砂技術提升凈壓力，使凈壓力超過原始水平應力差值，來獲取最高排量)依此類推再分別考察液量及壓裂液黏度等因素對裂縫凈壓力的敏感性。
為方便起見，可以綜合調整裂縫凈壓力敏感性最強的兩個參數組合。
有時即使液量對裂縫凈壓力影響不敏感，為了實現大范圍內的應力場的趨均化的有利變化，也可適當多注入一些液量，測試壓裂的裂縫長度至少達到主壓裂裂縫的50％-60％以上。
(3)臺階升的步驟：
考慮到頁巖破裂的特殊性及壓開所有層理縫/紋理縫的目的，初始的排量設計可以適當從原先的2-3m3/min提升到5-6m3/min。
一般設計2個臺階，第二個排量就提升到主壓裂設計的預期最高排量，如10m3/min，或15m3/min。
(4)臺階降的步驟：
雖然臺階升只有2個，但是臺階降可以達到3-5個，可從最高排量開始，每次降低25-30％左右，或者每次降低固定的排量，如3-4m3/min。每次臺階穩定的時間60-120秒。
(5)壓力降落測試的步驟：
壓裂停泵后，停泵關井120-180分鐘，視壓力降落速率的變化情況，適當降低或延長停泵時間。如壓力降落速率一直沒有變化，最多可將停泵時間延長到240分鐘，直至壓力降落的速率有明顯的變化即認為裂縫的閉合點可能已經到了。
所謂的明顯的變化，是指在頁巖氣井測試壓裂中，停泵后壓力曲線會迅速下降，將出現拐點，之后壓力曲線又變為平緩，而停泵時間必須在拐點之后。
本發明能夠達到以下的技術效果：
(1)認識頁巖地層的關鍵特性參數，如最小水平主應力、裂縫閉合時間、天然裂縫發育程度及地層的濾失情況；
(2)達到誘導裂縫轉向的效果，即為主壓裂時的裂縫轉向或形成復雜裂縫 奠定基礎。
由于常規測試壓裂一般只具有上述第一個目標，而本發明還具有第二個目標，而這個目標對頁巖氣壓裂設計而言更為重要。
本發明是一種適合于頁巖氣井的小型測試壓裂方法，通過酸預處理、確定最高排量的穩定注入時間及液量、臺階升、臺階降設計和壓力降落測試等步驟，獲取頁巖地層的最小水平主應力、裂縫閉合時間、天然裂縫發育程度及地層的濾失情況等關鍵特性參數，并達到誘導裂縫轉向的效果，為主壓裂時的裂縫轉向或形成復雜裂縫奠定基礎，提高主壓裂改造體積和壓裂效果。本發明設計合理、工藝簡單、便于操作。
相關技術術語的名詞解釋雖然已經參考優選實施例對本發明進行了描述，但在不脫離本發明的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結構沖突，各個實施例中所提到的各項技術特征均可以任意方式組合起來。本發明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求的范圍內的所有技術方案。