[發明專利]一種壓裂液懸砂能力測試系統及方法

有效

• 申請號: 201610161915.X
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105675847B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 張健;郜時旺;張國祥;荊鐵亞;王金意
• 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: G01N33/26
• 分類號: G01N33/26
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種基于壓裂液懸砂能力測試系統的測試方法，所述壓裂液懸砂能力測試系統，包括兩條支路：

第一條支路包括均與過濾器(5)入口連接的第一氣瓶(1)和第二氣瓶(2)，過濾器(5)的出口依次連接冷凝器(6)和儲罐(7)，儲罐(7)連接支路匯合點且在連接管路上依次設置有第一注入泵(11)、第一壓力傳感器(12)、第一流量計(13)和第一止回閥(14)，

第二條支路包括盛液容器(15)，盛液容器(15)連接活塞容器(19)且在連接管路上依次設置第二注入泵(17)和第二流量計(18)，活塞容器(19)連接支路匯合點且在連接管路上依次設置有第二壓力傳感器(20)和第二止回閥(21)；

兩條支路匯合后再依次連接中間容器(23)和循環回路(43)，其中支路匯合點與中間容器(23)之間管路上設置有安全閥(22)，中間容器(23)與循環回路(43)之間管路上依次設置有第三壓力傳感器(24)、第七閥(25)、柱塞泵(26)、第三止回閥(27)和第八閥(28)；

所述循環回路(43)由螺桿泵(29)、第四壓力傳感器(30)、溫度傳感器(31)、觀測容器(32)、第五壓力傳感器(37)、螺旋管(38)和第九閥(39)依次連接而成，其中第九閥(39)和螺桿泵(29)的交匯處連接第八閥(28)；

所述觀測容器(32)安裝有帶有刻度的透視窗(33)，且內部設置有大小合適的旋轉勺(34)、上篩網(35)和下篩網(36)；

所述測試方法包括動態懸砂能力和靜態懸砂能力的測試，其特征在于：

CO₂無水壓裂液動態懸砂能力測試方法步驟：

步驟11，組裝實驗設備，第一氣瓶(1)或第二氣瓶(2)中為CO₂氣體，在旋轉勺(34)中放入適量的支撐劑，安裝在觀測容器(32)中，將添加劑放入活塞容器(19)中，對中間容器(23)和螺旋管(38)設定實驗溫度；

步驟12，抽真空檢測實驗裝置密封性；

步驟13，向中間容器(23)中注入實驗設定配比的液態CO₂和添加劑；

步驟14，向觀測容器(32)中注入CO₂無水壓裂液；

步驟15，循環CO₂無水壓裂液，加支撐劑，觀測動態懸砂效果；

步驟16，實驗后處理，排出殘液，清洗管路和設備；

步驟17，改變實驗設定的添加劑配比、溫度、壓力或排量，重復以上步驟，可以得到不同情況下CO₂無水壓裂液的懸砂效果，利用支撐劑通過同一距離所用的時間來表征壓裂液在該實驗條件下的動態懸砂能力，通過對比分析，得到CO₂無水壓裂液動態懸砂能力最強時的溫度、壓力和排量條件；

CO₂無水壓裂液靜態懸砂能力測試方法步驟：

步驟21，組裝實驗設備，第一氣瓶(1)或第二氣瓶(2)中為CO₂氣體，在旋轉勺(34)中放入適量的支撐劑，安裝在觀測容器(32)中，將添加劑放入活塞容器(19)中，對中間容器(23)和螺旋管(38)設定實驗溫度；

步驟22，抽真空檢測實驗裝置密封性；

步驟23，向中間容器(23)中注入實驗設定配比的液態CO₂和添加劑；

步驟24，向觀測容器(32)中注入CO₂無水壓裂液；

步驟25，加支撐劑，觀測靜態懸砂效果；

步驟26，實驗后處理，排出殘液，清洗管路和設備；

步驟27，改變實驗設定的添加劑配比、溫度或壓力，重復以上步驟，可以得到不同情況下CO₂無水壓裂液的懸砂效果，利用支撐劑的沉降時間來表征壓裂液在該實驗條件下的靜態懸砂能力，通過對比分析，得到CO₂無水壓裂液靜態懸砂能力最強時的溫度和壓力條件。

2.根據權利要求1所述基于壓裂液懸砂能力測試系統的測試方法，其特征在于，所述第一氣瓶(1)與過濾器(5)入口之間的連接管道上設置有第一閥(3)，所述第二氣瓶(2)與過濾器(5)入口之間的連接管道上設置有第二閥(4)，所述盛液容器(15)與第二注入泵(17)之間的連接管道上設置有第六閥(16)。