[發(fā)明專利]超臨界二氧化碳壓裂液的懸砂性的測試裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610550407.0
• 申請日: 2016-07-13
• 公開（公告）號: CN107621535A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃志文;蘇建政;張汝生;劉長印;孫志宇;李鳳霞;趙夢云;賀甲元;胡艾國
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院
• 主分類號: G01N33/26
• 分類號: G01N33/26;G01N15/04
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)領(lǐng)域中的油氣開采過程中水力壓裂技術(shù)，具體涉及一種超臨界二氧化碳壓裂液的懸砂性的測試裝置和方法。

背景技術(shù)

壓裂液體系對支撐劑的懸砂性評價方法主要顆粒靜態(tài)沉降法，主要是測單顆粒礫石在靜止?fàn)顟B(tài)下的攜砂液中的沉降速度，即將需要測試的壓裂液倒入量筒中，用直尺量取液面的某個高度，將優(yōu)選好的一定數(shù)量的陶粒放入液體表面，記錄最先到達量筒底部陶粒的時間即可得到沉砂速度，沉砂速度直接反映的是壓裂液的懸砂性能。

超臨界二氧化碳壓裂在內(nèi)的無水壓裂技術(shù)開發(fā)頁巖油、頁巖氣等非常規(guī)資源是未來的一個重要研究方向，超臨界二氧化碳壓裂液體系的懸砂性測試是二氧化碳壓裂技術(shù)的一項關(guān)鍵的基礎(chǔ)技術(shù)。超臨界二氧化碳的存在狀態(tài)要求溫度低于臨界溫度31.1℃、壓力大于臨界壓力7.4MPa，懸砂性測試?yán)щy的一個主要原因是該二氧化碳在超臨界狀態(tài)的品相不定，可以在氣體、固體、液體狀態(tài)相互轉(zhuǎn)變，壓縮系數(shù)、密度和粘度均隨溫度和壓力改變具有非線性變化，工作溫度在-30°到150°寬范圍，工作壓力在3-60MPa范圍，從而給懸砂性測試帶來很大困難。目前常規(guī)的壓裂液體系懸砂性的測試方法和測試裝置無法滿足科研和生產(chǎn)的測試要求。

由此，需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)對超臨界二氧化碳壓裂液體系的懸砂性進行測試的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問題的部分或者全部，本發(fā)明提出了一種超臨界二氧化碳壓裂液的懸砂性的測試裝置和方法。該超臨界二氧化碳壓裂液的懸砂性的測試裝置和方法能測試超臨界二氧化碳對不同支撐劑的懸砂性，從而為研究超臨界二氧化碳的攜砂液規(guī)律、優(yōu)化支撐劑密度等提供科學(xué)依據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種超臨界二氧化碳壓裂液的懸砂性的測試裝置，包括：

用于放置二氧化碳的第一儲罐，

能與第一儲罐連通的用于放置超臨界二氧化碳壓裂液的第二儲罐，

選擇性與第二儲罐連通的密閉的第一容器，

選擇性與第一容器連通的投砂器。

在一個實施例中，還包括與第一容器并列式連通的密閉的第二容器，第二容器與第二儲罐選擇性連通，并且第二容器與投砂器選擇性連通。

在一個實施例中，第一容器和第二容器中的一個構(gòu)造為圓筒狀而另一個構(gòu)造為立方體狀。

在一個實施例中，構(gòu)造為立方體狀的第一容器或第二容器的內(nèi)腔的橫向尺寸不超過2厘米。

在一個實施例中，第一容器構(gòu)造為透明的容器，或/和第二容器構(gòu)造為透明的容器。

在一個實施例中，還包括能控制第一容器和第二容器的溫度和壓力的控制器。

在一個實施例中，還包括攝像器，攝像器用于監(jiān)測第一容器的內(nèi)部和第二容器的內(nèi)部。

在一個實施例中，在第二儲罐上設(shè)置攪拌器。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種使用上述的測試裝置測試超臨界二氧化碳壓裂液的懸砂性的方法，包括以下步驟：

步驟一，通過第一儲罐和第二儲罐，向第一容器或/和第二容器內(nèi)投入超臨界二氧化碳壓裂液，

步驟二，通過控制器，調(diào)節(jié)位于第一容器或/和第二容器內(nèi)的超臨界二氧化碳壓裂液的溫度和壓力，

步驟三，通過投砂器向超臨界二氧化碳壓裂液中投入支撐劑，

步驟四，通過計算得到支撐劑在超臨界二氧化碳壓裂液中的沉降速率。

在一個實施例中，重復(fù)步驟二到步驟四之后，對步驟四中得到的沉降速率取平均。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于，該超臨界二氧化碳壓裂液的懸砂性的測試裝置和方法能測試超臨界二氧化碳對不同支撐劑的懸砂性，從而為研究超臨界二氧化碳的攜砂液規(guī)律、優(yōu)化支撐劑密度等提供科學(xué)依據(jù)。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖來對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細地描述，在圖中：

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的測試裝置的結(jié)構(gòu)圖；

附圖并未按照實際的比例繪制。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。