[實用新型]一種二氧化碳無水壓裂液濾失性測試裝置

有效

• 申請號: 201520466432.1
• 申請日: 2015-07-01
• 公開（公告）號: CN204789227U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 張健;赫文豪;張國祥;郜時旺;楊光;肖博;金碩;劉超
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;中國華能集團公司
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本實用新型涉及二氧化碳無水壓裂技術領域，特別涉及一種二氧化碳無水壓裂液濾失特性測試裝置。

背景技術

隨著對非常規油氣藏的大規模勘探與開發，二氧化碳無水壓裂技術由于其“無水壓裂”的特性正備受關注。CO₂無水壓裂技術主要是用CO₂無水壓裂液(主要由液態CO₂和極少量化學添加劑混合形成)代替傳統水基壓裂液進行儲層改造，在提高體積壓裂改造效果的同時，能夠有效保護儲層，并且節約大量的水資源。

然而，現場作業常需測取CO₂無水壓裂液的關鍵流體參數，其中便包括濾失特性參數。然而，實際的市場調研發現，現有的施工現場作業，或實驗室研究常用的壓裂液濾失特性測試儀器，多是主要針對常規液體壓裂液，例如凍膠壓裂液或清水壓裂液，對專門測試這種氣體壓裂液的濾失特性的系統與設備，市場上還沒有成熟的產品銷售。

因此，我們發明了本測試裝置。本實用新型一種二氧化碳無水壓裂液濾失特性測試裝置可以模擬并測試不同添加劑配比下的二氧化碳無水壓裂液在不同溫度、不同壓力和不同剪切速度的情況下壓裂液對儲層巖心的濾失程度。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的設備及儀器不配套的問題，本實用新型的目的在于提供了一種二氧化碳無水壓裂液濾失特性測試裝置，專門測試不同添加劑配比下的二氧化碳無水壓裂液在不同溫度、不同壓力和不同剪切速度下的濾失參數。

為了達到上述目的，本實用新型采取的技術方案為：

一種二氧化碳無水壓裂液濾失特性測試裝置，包括第一氣瓶1和第二氣瓶2，且第一氣瓶1和第二氣瓶2分別通過第一閥3和第二閥4與氣體凈化器5的入口連接，氣體凈化器5的出口依次連接體積流量計6、制冷系統7和液態CO₂儲罐8，其中制冷系統7和液態CO₂儲罐8并聯后再串接有第三閥9，液態CO₂儲罐8出口同時連接有第四閥10、第一壓力計12、第五閥11和CO₂泵13，然后匯合另一條依次連接有試劑罐14和試劑泵15的支路，在兩條支路匯合處連接有安全閥16，并依次連接第一單向閥17、預熱器18、溫度計19和第二壓力計20后進入恒溫箱21，在恒溫箱21出口依次連接有致冷機38和質量流量計39和壓裂液回收裝置40。

所述恒溫箱21內部，與第二壓力計20相連接的是第六閥22，第六閥22后依次連接有濾失儀23、巖心夾持器24、第三壓力計25、第七閥26,之后連接恒溫箱出口處的外界致冷機38；在濾失儀23入口處和巖心夾持器24的出口端安裝有壓差傳感器27；在巖心夾持器24出口處連接有加回壓支路，加回壓支路上依次連接回壓閥28、第二單向閥29、回壓泵30和N₂瓶31；在巖心夾持器24側面連接有加環壓支路，加環壓支路上依次連接第八閥32、環壓跟蹤泵33、過濾器34和儲液罐35，且儲液罐35的下端設計有第十閥37；同時，在濾失儀23下端設計有第九閥36。

所述裝置能夠根據需要靈活選擇氣瓶即第一氣瓶1和第二氣瓶2的接入數量，同時氣瓶口向下傾斜固定放置；所述液態CO₂儲罐8在制冷系統7內，為制冷系統7一部分。

所述氣體凈化器5是為了除去原始二氧化碳氣體中混雜的水蒸氣等雜質，提純獲得高精度二氧化碳氣體。

所述CO₂泵13和試劑泵15采用恒速恒壓泵，能夠根據需要，選擇適當規格型號，設定排量，調節泵的流量。最大工作壓力為70MPa以上，從而能夠模擬壓裂施工時地層壓力條件。

所述安全閥16安裝在CO₂泵13和試劑泵15的兩條支路匯合處。

所述第一單向閥17只允許流經安全閥16的壓裂液流向裝置恒溫箱相關管線，而第二單向閥29只允許N₂向巖心夾持器24末端施加回壓。

所述恒溫箱21自帶加熱系統和保溫系統，溫度范圍為-30～150℃，能夠根據需要，選擇適當型號，設定溫度，調節測試時壓裂液溫度，從而模擬地層溫度條件，且恒溫箱21內部溫度可以由其溫度傳感器實時監測。

所述濾失儀23可以采用與美國CoreLab/Temco公司FDS-800型動態濾失及地層傷害評價系統這一設備相同的對應結構。

所述N₂瓶31為回壓容器，通過回壓泵30泵入，用于向巖心夾持器施加回壓。

所述儲液罐35內儲存液體可為一般清水，通過環壓跟蹤泵33，用于向巖心夾持器施加圍壓。