[發明專利]水力壓裂支撐劑沉降及滲透率測試裝置

有效

• 申請號: 201310023290.7
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103048431A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 倪小明;張崇崇;劉曉;蘇現波;林曉英
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N15/08
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才

技術領域

本發明屬于煤儲層開發生產技術領域，尤其涉及一種水力壓裂支撐劑沉降及滲透率測試裝置。

背景技術

煤儲層裂隙發育程度的好壞在一定程度上決定著煤層氣開發時產氣量的多少。我國煤儲層本身由于受到多期構造運動的作用，開發前煤儲層裂隙一般都不發育，隨著煤層氣井開發深度的加大，這種現象更加嚴重，煤儲層改造顯得越來越重要。水力壓裂工藝技術因其工藝技術相對比較成熟、貨源廣、儲層改造效果相對比較好、價格比較低廉而成為目前煤儲層改造的主要工藝技術之一。水力壓裂過程中，為了防止營造出的裂縫的閉合，水力壓裂過程中將加入支撐劑來防止裂縫的閉合。支撐劑在裂縫中的支撐情況一定程度上決定著儲層改造后裂縫的導流能力大小。

為了改善煤儲層改造后的導流能力，研究者們從壓裂液的類型、支撐劑的類型、施工泵注參數等方面做了卓有成效的研究，為了對壓裂改造后的效果有一個比較準確的認識，人們現場采用試井的方法進行了壓裂改造后的滲透率測試，由于其設備龐大、搬遷困難、成本高，且試井測試的結果不具有代表性等特點，導致現場施工井不多，且因其代表性不強，所以無法對壓裂改造后的儲層改造效果得出比較準確的判斷。同時，試井無法對壓裂改造后的支撐劑支撐情況做出判斷。只有等井下煤礦開采后，可能會對支撐劑的支撐情況有一些判斷，但井下受采煤影響，在不進行專門研究的情況下，也無法確定支撐劑的沉降規律。且一口井無法代表其他井的支撐情況。如何針對不同裂隙發育的煤層、不同泵注參數下得出支撐劑的沉降規律并對其儲層改造后的滲透率進行測試，則是更有效對現場壓裂工藝參數優化，為現場壓裂提供更有利的支撐。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種水力壓裂支撐劑沉降及滲透率測試裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：水力壓裂支撐劑沉降及滲透率測試裝置，包括水力壓裂模擬系統、支撐劑沉降測試系統、滲透率測試系統和數據顯示控制系統，水力壓裂模擬系統和滲透率測試系統分別通過管道與支撐劑沉降測試系統的進液口和測試口連接，水力壓裂模擬系統、支撐劑沉降測試系統和滲透率測試系統分別通過數據線與數據顯示控制系統連接。

所述水力壓裂模擬系統包括砂罐1、第一開關閥門2、混砂攪拌機3、壓裂增壓器10、第一水罐15、注水泵23、第一安全閥9、第一流量傳感器4、第一壓力傳感器5、第一密度傳感器6、第二流量傳感器4a、第二壓力傳感器5a、第二開關閥門2a、第三開關閥門2c、第二水罐15a、第一單向閥8和第二單向閥8a，砂罐1和第一水罐15的出口分別與混砂攪拌機3的進口連接，第一開關閥門2設在砂罐1的出口處，第二開關閥門2a設在第一水罐15的出口處，混砂攪拌機3的出口與壓裂增壓器10的進口連接，壓裂增壓器10的出口連接有第一管道7，第一安全閥9、第一流量傳感器4、第一壓力傳感器5、第一密度傳感器6和第一單向閥8沿壓裂液流向順次設在第一管道7上，第二水罐15a的出口連接有第二管道7a，第三開關閥門2c、注水泵23、第二流量傳感器4a、第二壓力傳感器5a和第二單向閥8a沿水流方向順次設在第二管道7a上，第一管道7和第二管道7a的出口分別與支撐劑沉降測試系統的進液口連接，第一流量傳感器4、第一壓力傳感器5、第一密度傳感器6、第二流量傳感器4a和第二壓力傳感器5a通過所述數據線分別與數據顯示控制系統連接。

所述支撐劑沉降測試系統包括圓柱形的玻璃缸12、玻璃鋼管11、鋼架19、煤板20、螺栓17、壓力感應片18、示蹤捕捉器22和三個氣壓裝置，每個氣壓裝置均包括高壓氣瓶13、氣體壓縮機24、卸壓閥28、第三壓力傳感器5c、第三單向閥8c，鋼架19設在玻璃缸12內，煤板20通過螺栓17固定在鋼架19上，鋼架19的兩端設有鋼架卡槽27，玻璃鋼管11卡在鋼架卡槽27內，玻璃鋼管11下部設有孔眼25，壓力感應片18設在煤板20上，玻璃鋼管11的進液口與第一管道7和第二管道7a的出口連接，高壓氣瓶13的出口通過第三管道7b與玻璃缸12內部連通，氣體壓縮機24、卸壓閥28、第三壓力傳感器5c、第三單向閥8c沿氣流方向順次設在第三管道7b上，壓力感應片18、示蹤捕捉器22和第三壓力傳感器5c通過所述數據線分別與數據顯示控制系統連接。