【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及油氣田開采，尤其涉及一種模擬支撐劑在多尺度裂縫系統中鋪置的實驗裝置及方法。
技術介紹
1、致密礫巖儲層孔隙度低、滲透性差，常規的開采手段難以實現其高效開發，水平井體積壓裂技術可以形成復雜裂縫網絡，增大儲層改造體積，大幅度提升產量及采收率，是實現礫巖油藏規模效益開發的重要手段。由于礫巖油藏本身非均質性強，含大量礫石，體積壓裂產生的人工縫大多為繞礫石延伸的彎曲裂縫且形成的裂縫面粗糙程度大，對支撐劑長距離運移和對人工裂縫形成有效的支撐帶來的影響至關重要。在致密礫巖油藏體積壓裂泵送支撐劑過程中，支撐劑可能會全部沉降至裂縫底部，導致裂縫上部無支撐劑充填，形成無效的裂縫支撐，支撐劑的沉降與分布規律決定著復雜裂縫網絡內支撐劑分布的最終形態和導流能力，從而決定了壓裂施工的效果。
2、中國專利技術專利cn102590888a公開了一種模擬支撐劑在裂縫中鋪置的實驗裝置，包括人工裂縫，所述的人工裂縫包括兩個相互平行設置的透明平板，在兩張透明平板的上下兩端分別通過包邊框密封，在透明平板的左端設置一個模擬井筒，在透明平板的右端設置一個出液管，所述透明平板、包邊框、模擬井筒的筒壁和出液管的筒壁共同圍成一個密閉空間；所述模擬井筒頂部設置有進料口、模擬井筒的底部設置有卸料口，在模擬井筒壁上且朝向密閉空間方向均勻設置有多個筒壁射孔，所述進料口、卸料口和筒壁射孔相互貫通；在模擬井筒的進料口處設置有流量計和壓力表；所述出液管頂部設置有回料口、出液管底部卸料口，在出液管壁上且朝向密閉空間方向均勻設置有多個孔眼，所述回料口、卸料口和孔眼相互貫通
3、因此，如何提供一種模擬支撐劑在多尺度裂縫系統中鋪置的實驗裝置及方法，充分考慮實際地層的裂縫網絡結構，為現場施工提供理論依據和指導是目前丞待解決的問題。
技術實現思路
1、為解決現有技術中存在的技術問題，本專利技術提供一種模擬支撐劑在多尺度裂縫系統中鋪置的實驗裝置及方法，通過主裂縫、一級分支縫和二級分支縫構成的多尺度裂縫系統，更加貼近實際地層的裂縫網絡結構，能更準確地模擬支撐劑在實際裂縫網絡結構中的鋪置情況，為現場施工提供理論依據和有效指導。
2、為實現以上技術目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、一種模擬支撐劑在多尺度裂縫系統中鋪置的實驗裝置，包括多尺度裂縫系統和壓裂液配置系統，所述壓裂液配置系統通過進料管道連接所述多尺度裂縫系統，所述多尺度裂縫系統通過主回料管道和分支縫回料管回接至壓裂液配置系統；
4、所述多尺度裂縫系統包括主裂縫、一級分支縫和二級分支縫；所述主裂縫、一級分支縫和二級分支縫均為可視化平板結構，包括兩個相互平行設置的可視化平板，兩張所述可視化平板的側邊通過包邊框密封；
5、所述主裂縫在兩張可視化平板的左端設置一個進料井筒、右端設置一個回料井筒，所述可視化平板、包邊框、進料井筒和回料井筒共同圍成一個密閉空間；所述進料井筒底端密閉、頂端設有進料口，所述進料口連接進料管道，并在進料口處設置有流量計和壓力表；所述進料井筒的筒壁上朝向密閉空間設有多個筒壁射孔，所筒壁射孔與所述進料口貫通；所述回料井筒頂端密閉、底端設有回料口，所述回料井筒的筒壁上朝向密閉空間設有多個孔眼，所述孔眼與所述回料口連通；所述回料口連接主回料管道，并在回料口處設置有流量計和閥門；
6、所述主裂縫的板面上導通設置有若干個一級分支縫，所述一級分支縫的板面上導通設置有至少1個二級分支縫，所述二級分支縫通過分支縫回料管道回接至壓裂液配置系統，所述分支縫回料管道上設置有閥門和流量計。
7、進一步地，多個射孔在進料井筒的筒壁上均勻分布，射孔的孔徑、數量和方位角根據不同模擬實驗需求設定；多個孔眼在回料井筒的筒壁上均勻分布。
8、進一步地，多個所述多尺度裂縫系統通過中間聯通兩通接頭串接。
9、進一步地，所述主裂縫、一級分支縫和二級分支縫之間通過中間聯通兩通接頭進行連接；
10、所述中間聯通兩通接頭為直通連接件，頂部為出口、下部放空，采用航空鋁合金材質；
11、所述中間聯通兩通接頭的轉角和通徑縫寬有多種規格。
12、更進一步地，所述中間聯通兩通接頭的轉角角度為30°、45°、60°或90°，通徑縫寬為2mm、4mm、6mm、8mm或10mm。
13、進一步地，所述可視化平板的兩側還設置有模型蓋板，用于加固支撐所述可視化平板；所述模型蓋板為中空的框架結構，所述模型蓋板中間間隔設置有若干個加強筋。
14、更進一步地，所述多尺度裂縫系統的耐壓范圍為0-2mpa；所述可視化平板的材質為硼硅玻璃，透光度≥85％；所述模型蓋板以及加強筋的材質為316l不銹鋼或高強度鋁合金。
15、進一步地，所述壓裂液配置系統包括配液罐、加砂裝置、混砂罐和沉降罐；所述配液罐和所述加砂罐均連接至混砂罐進行混砂，所述混砂罐的出料口連接所述進料管道；所述配液罐的出液管道和所述混砂罐的出料管道上均設置有輸送泵；
16、所述沉降罐的進料口分別連接所述主回料管道和所述分支縫回料管道，所述沉降罐的頂部出液口通過輸送泵連接至配液罐。
17、更進一步地，所述配液罐為兩個并聯；所述輸送泵為螺桿泵。
18、進一步地，所述多尺度裂縫系統還包括裂縫寬度調節機構，所述裂縫寬度調節機構包括若干個不同厚度的墊板，所述墊板夾持設置在兩個可視化平板的兩端。
19、進一步地，所述多尺度裂縫系統還包括翻轉機構；所述主裂縫的兩端通過短軸連接所述翻轉機構，所述翻轉機構可帶動所述主裂縫水平翻轉0-180°任一角度后鎖緊，從而可模擬從垂直到水平的各種情況，包括水平縫、垂直縫和角度縫。
20、更進一步地，所述翻轉機構采用蝸輪蝸桿自鎖減速機構，所述翻轉機構采用液壓控制。
21、進一步地，所述多尺度裂縫系統1還包括高壓噴頭清洗裝置，所述高壓噴頭清洗裝置包括若干個旋轉旋轉高壓噴頭，若干個所述旋轉高壓噴頭分別間隔嵌入安裝在兩個可視化平板中，并確保對應于一級分支縫的入口處設置有所述旋轉高壓噴頭。
22、更進一步地，在一級分支縫和二級分支縫的過渡縫隙處設置有旋轉高壓噴頭。
23、進一步地，所述實驗裝置還包括在線監測系統；
24、所述在線監測系統主要由運載平臺、高清攝像機、視屏控制移動機構及照明輔助系統組成；所述運載平臺的框架由鋁合金型材搭建，所述高清攝像機放置在運載平臺上，并通過視屏控制移動機構自由調整高清攝像機在不同位置移動，實時記錄、保存相關的視頻資料，方便以后的分析和研究相關攜砂液的運移軌跡和運移規律。
25、更進一步地，所述實驗裝置還包括數據采集處理系統；<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種模擬支撐劑在多尺度裂縫系統中鋪置的實驗裝置，其特征在于，包括多尺度裂縫系統和壓裂液配置系統，所述壓裂液配置系統通過進料管道連接所述多尺度裂縫系統，所述多尺度裂縫系統通過主回料管道和分支縫回料管回接至壓裂液配置系統；
2.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，多個射孔在進料井筒的筒壁上均勻分布，射孔的孔徑、數量和方位角根據不同模擬實驗需求設定；多個孔眼在回料井筒的筒壁上均勻分布。
3.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，多個所述多尺度裂縫系統通過中間聯通兩通接頭串接。
4.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述主裂縫、一級分支縫和二級分支縫之間通過中間聯通兩通接頭進行連接；
5.根據權利要求3或4所述的實驗裝置，其特征在于，所述中間聯通兩通接頭的轉角角度為30°、45°、60°或90°，通徑縫寬為2mm、4mm、6mm、8mm或10mm。
6.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述可視化平板的兩側還設置有模型蓋板，用于加固支撐所述可視化平板；所述模型蓋板為中空的框架結構，所述模型蓋板中間間
7.根據權利要求6所述的實驗裝置，其特征在于，所述多尺度裂縫系統的耐壓范圍為0-2MPa；所述可視化平板的材質為硼硅玻璃，透光度≥85％；所述模型蓋板以及加強筋的材質為316L不銹鋼或高強度鋁合金。
8.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述壓裂液配置系統包括配液罐、加砂裝置、混砂罐和沉降罐；所述配液罐和所述加砂罐均連接至混砂罐進行混砂，所述混砂罐的出料口連接所述進料管道；所述配液罐的出液管道和所述混砂罐的出料管道上均設置有輸送泵；
9.根據權利要求8所述的實驗裝置，其特征在于，所述配液罐為兩個并聯；所述輸送泵為螺桿泵。
10.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述多尺度裂縫系統還包括裂縫寬度調節機構，所述裂縫寬度調節機構包括若干個不同厚度的墊板，所述墊板夾持設置在兩個可視化平板的兩端。
11.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述多尺度裂縫系統還包括翻轉機構；所述主裂縫的兩端通過短軸連接所述翻轉機構，所述翻轉機構可帶動所述主裂縫水平翻轉0-180°任一角度后鎖緊，從而可模擬從垂直到水平的各種情況，包括水平縫、垂直縫和角度縫。
12.根據權利要求11所述的實驗裝置，其特征在于，所述翻轉機構采用蝸輪蝸桿自鎖減速機構，所述翻轉機構采用液壓控制。
13.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述多尺度裂縫系統1還包括高壓噴頭清洗裝置，所述高壓噴頭清洗裝置包括若干個旋轉旋轉高壓噴頭，若干個所述旋轉高壓噴頭分別間隔嵌入安裝在兩個可視化平板中，并確保對應于一級分支縫的入口處設置有所述旋轉高壓噴頭。
14.根據權利要求13所述的實驗裝置，其特征在于，在一級分支縫和二級分支縫的過渡縫隙處設置有旋轉高壓噴頭。
15.根據權利要求1-4、6-14任一項所述的實驗裝置，其特征在于，所述實驗裝置還包括在線監測系統；
16.根據權利要求15所述的實驗裝置，其特征在于，所述實驗裝置還包括數據采集處理系統；
17.一種模擬支撐劑在多尺度裂縫系統中鋪置的實驗方法，采用如權利要求1-16任一項所述的實驗裝置進行，其特征在于，所述實驗方法包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種模擬支撐劑在多尺度裂縫系統中鋪置的實驗裝置，其特征在于，包括多尺度裂縫系統和壓裂液配置系統，所述壓裂液配置系統通過進料管道連接所述多尺度裂縫系統，所述多尺度裂縫系統通過主回料管道和分支縫回料管回接至壓裂液配置系統；
2.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，多個射孔在進料井筒的筒壁上均勻分布，射孔的孔徑、數量和方位角根據不同模擬實驗需求設定；多個孔眼在回料井筒的筒壁上均勻分布。
3.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，多個所述多尺度裂縫系統通過中間聯通兩通接頭串接。
4.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述主裂縫、一級分支縫和二級分支縫之間通過中間聯通兩通接頭進行連接；
5.根據權利要求3或4所述的實驗裝置，其特征在于，所述中間聯通兩通接頭的轉角角度為30°、45°、60°或90°，通徑縫寬為2mm、4mm、6mm、8mm或10mm。
6.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述可視化平板的兩側還設置有模型蓋板，用于加固支撐所述可視化平板；所述模型蓋板為中空的框架結構，所述模型蓋板中間間隔設置有若干個加強筋。
7.根據權利要求6所述的實驗裝置，其特征在于，所述多尺度裂縫系統的耐壓范圍為0-2mpa；所述可視化平板的材質為硼硅玻璃，透光度≥85％；所述模型蓋板以及加強筋的材質為316l不銹鋼或高強度鋁合金。
8.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述壓裂液配置系統包括配液罐、加砂裝置、混砂罐和沉降罐；所述配液罐和所述加砂罐均連接至混砂罐進行混砂，所述混砂罐的出料口連接所述進料管道；所述配液罐的出液管道和所述混砂罐的出...
【專利技術屬性】
技術研發人員：嚴印強，郝紅永，郭晟豪，李雅，東方，左鵬，韓曉強，徐景潤，彭小強，楊興渝，亓樹成，娜琴，魯陽，王存江，呂振華，張繼周，徐冬梅，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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