[發明專利]一種大型平板內攜砂液流動模擬系統與方法

在審

• 申請號: 201711392557.4
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN109944585A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 宋李煜;陳勇;黃波;張子麟;丁然;王昊;劉霜;陳磊;王丹;陳培勝
• 申請（專利權）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勝利油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B43/267
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 劉亞寧

本發明屬于油氣開發技術領域，具體涉及一種大型平板內攜砂液流動模擬系統與方法，該模擬系統包括：輸液泵；出液口設有配液罐閥門的配液罐；出料口設有混砂罐閥門的混砂罐；電磁閥；大型平板模擬系統；平板后閥門；沉降罐；沉降罐閥門；自動加砂裝置；該模擬系統的模擬方法可以通過改變排量、砂比、支撐劑類型及壓裂液類型，得到動態砂堤平均高度隨著排量砂比、支撐劑類型及壓裂液類型變化的關系曲線。

技術領域

本發明屬于油氣田開發的技術領域，具體涉及一種大型平板內攜砂液流動模擬系統與方法。

背景技術

水力壓裂是低滲透油田開發的主要手段，在水力壓裂過程中，壓裂液/支撐劑體系需要經過井筒、射孔孔眼進入人工裂縫內，并在裂縫內部形成支撐，提供一定導流能力，增加油氣井產能。以往人們多數關注直井壓裂過程中攜砂液在人工裂縫內部的流動運移規律，但隨著致密油氣資源的開發，壓裂井的井身結構越來越復雜，壓裂液類型不斷變化，新壓裂工藝不斷涌現，導致支撐劑在裂縫內部的運移鋪置規律變化較大，在進行壓裂設計和方案編制時往往以經驗為主，不能準確表征壓裂過程的關鍵參數。

近年來，隨著壓裂井井身結構越來越復雜，壓裂液類型不斷變化，直斜井長縫壓裂、水平井多級分段壓裂和體積壓裂等新型壓裂工藝的創新，多種新材料和新技術的應用過程存在一些問題，例如對水平井多級分段壓裂過程中射孔簇數對攜砂液運移規律的影響不清楚，新型壓裂液體系懸砂性能研究不充分等。因此研究不同條件下壓裂過程中攜砂液在井筒和人工裂縫內部運移、沉降規律，模擬壓裂材料在井筒和裂縫內部的流動過程，為壓裂設計提供合理的施工參數、提高壓裂設計針對性和可靠性，對壓裂增產措施來說至關重要。

發明內容

本發明的目的之一是針對以上問題，提供一種大型平板內攜砂液流動模擬系統，目的之二是提供了該大型平板內攜砂液流動模擬系統的模擬方法，本發明利用大型可視平板裂縫模型系統，通過改變壓裂液類型和粘度、支撐劑的粒徑和密度、裂縫縫寬、濾失量、施工排量、砂比等參數，考查這些參數對支撐劑運移及鋪置規律的影響。

為了達成上述目的之一，本發明可通過如下技術措施實現：

一種大型平板內攜砂液流動模擬系統，該模擬系統包括：輸液泵；出液口設有配液罐閥門的配液罐；出料口設有混砂罐閥門的混砂罐；電磁閥；大型平板模擬系統；平板后閥門；沉降罐；沉降罐閥門；自動加砂裝置；

所述的配液罐的出液口和混砂罐的出料口設在輸液泵的出口管路上，所述的輸液泵的出口管路依次與電磁閥、大型平板模擬系統、平板后閥門、沉降罐、沉降罐閥門、配液罐串聯連接形成循環管路；其中，混砂罐進料口設有自動加砂裝置。本發明公開的大型平板內攜砂液流動模擬系統中沉降罐的液體達到一定的液位后可以循環至配液罐中再利用。

為了達成上述目的之一，本發明還可通過如下技術措施實現：

該大型平板內攜砂液流動模擬系統，所述的大型平板模擬系統包括大型可視平板模型，可視平板模型尺寸為長度8m，高度0.6m，可視平板模型內縫寬3-10mm。

為了達成上述目的之二，本發明可通過如下技術措施實現：

一種型平板內攜砂液流動模擬方法，采用上述的大型平板內攜砂液流動模擬系統，包括以下步驟：

S1、連接并啟動模擬系統；

S2、配液：向配液罐中注入水后，邊攪拌邊加入添加劑，配置得到壓裂液；

S3、打開配液罐閥門、混砂罐閥門和輸液泵，向混砂罐內預先加入步驟S2配置好的壓裂液然后關閉配液罐閥門、混砂罐閥門和輸液泵；

S4、依次打開電磁閥、輸液泵，調節輸液泵電機頻率達到所需排量，然后打開配液罐閥門使大型平板模擬系統的裂縫中充滿壓裂液；