[實(shí)用新型]頁巖氣水力壓裂液與地層配伍性的測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720732027.9
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN206957685U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳昌照;陳宏坤;張坤峰;杜顯元;于文赫;劉玉龍;宋佳宇;劉思敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)公司;中國石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): E21B43/26
• 分類號(hào): E21B43/26
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 王春光

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及油氣開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種頁巖氣水力壓裂液與地層配伍性的測試裝置。

背景技術(shù)

水力壓裂是通過高壓將大量的壓裂液注入到地層中，沖破致密地層生成巖層裂隙以實(shí)現(xiàn)油氣增產(chǎn)的一項(xiàng)技術(shù)，如果注入的壓裂液能保證足夠的壓力維持荷載，裂隙可以延伸數(shù)百米。壓裂液中大約99％為水，其他主要是化學(xué)添加劑和支撐劑(如砂粒或陶粒)，以防止壓裂裂隙閉合。添加到壓裂液中的化學(xué)品包括摩擦減速劑、表面活性劑、膠凝劑、規(guī)模抑制劑、酸性試劑、腐蝕抑制劑、抗菌劑、黏土穩(wěn)定劑等(見表一)。

表一化學(xué)添加劑主要成分及其作用

水力壓裂廣泛應(yīng)用于我國頁巖氣開發(fā)中，頁巖儲(chǔ)層中含有粘土礦物，水敏性粘土礦物遇水溶解后會(huì)導(dǎo)致井壁發(fā)生坍塌事故，這是頁巖儲(chǔ)層鉆井和壓裂都面臨的主要問題。因此，合理配置壓裂液，選擇添加劑的成分和比重對頁巖儲(chǔ)層壓裂至關(guān)重要，使用性能恰當(dāng)?shù)膲毫岩菏翘岣唔搸r氣井壓裂經(jīng)濟(jì)效益的重要措施。一般可通過壓裂液與地層的配伍性測試，對壓裂液的適用性進(jìn)行評價(jià)。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中沒有針對頁巖氣水力壓裂液與地層配伍性進(jìn)行測試的專門裝置。

發(fā)明人為張廣清的中國發(fā)明專利申請公開了一種模擬過程中水力壓裂作用機(jī)理的實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)裝置通過預(yù)制在實(shí)驗(yàn)巖樣中的井筒向?qū)嶒?yàn)巖樣內(nèi)部注入壓裂液，并通過聲發(fā)射監(jiān)測裝置監(jiān)測實(shí)驗(yàn)巖樣內(nèi)部的裂縫空間位置。但是，該過程需要在巖心樣品中預(yù)先鉆孔，并部署一個(gè)小型井筒，而且需要配合聲發(fā)射監(jiān)測裝置監(jiān)測實(shí)驗(yàn)巖樣內(nèi)部產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)，結(jié)合相應(yīng)定位算法監(jiān)控巖心裂縫變化，從而設(shè)備成本較高，而且在配伍性測試過程中，不需要精確可控的進(jìn)行造縫。

發(fā)明人為李宜強(qiáng)的中國實(shí)用新型專利公開了一種用于測定聚合物溶液與地層巖石配伍性的裝置，該裝置使用新型采用多孔介質(zhì)代替了常規(guī)的微孔濾膜，多孔介質(zhì)與地層的實(shí)際情況更為接近,使用多孔介質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲得結(jié)果更加可靠。但是，針對頁巖氣開發(fā)過程使用的添加了瓜膠的壓裂液，仍然難以滿足粘度較高液體的注入，易導(dǎo)致因流體粘度太大堵塞注入口管路，導(dǎo)致的注入口壓力太大，流體無法正常循環(huán)的情況。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠解決因流體粘度太大堵塞注入口管路，導(dǎo)致流體無法正常循環(huán)問題，并且制造成本低的頁巖氣水力壓裂液與地層配伍性的測試裝置。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種頁巖氣水力壓裂液與地層配伍性的測試裝置，其包括：巖心樣品組件，其包括夾持器、以及外周套設(shè)有防護(hù)套并夾設(shè)于所述夾持器內(nèi)的巖心樣品，所述夾持器具有分別與所述巖心樣品兩端連通的進(jìn)液通道和出液通道，且所述夾持器與所述防護(hù)套之間形成有圍壓空間；裂縫生成件，其能伸入所述夾持器內(nèi)并對所述巖心樣品施加軸向壓力使所述巖心樣品產(chǎn)生裂縫；注油件，其能與所述圍壓空間相連通，并能向所述圍壓空間內(nèi)注入液壓油，所述液壓油能在所述巖心樣品外周形成圍壓；流體循環(huán)組件，其至少包括注液件和金屬導(dǎo)流件，所述金屬導(dǎo)流件設(shè)有軸向貫通孔，所述金屬導(dǎo)流件能插入所述夾持器并抵接于所述巖心樣品的端面上，所述進(jìn)液通道、所述軸向貫通孔、所述巖心樣品以及所述出液通道能依次連通形成液流通道，所述注液件能與所述進(jìn)液通道相連通并能向所述液流通道內(nèi)注入循環(huán)流體。

如上所述的頁巖氣水力壓裂液與地層配伍性的測試裝置，其中，所述流體循環(huán)組件還包括能容置所述夾持器的恒溫箱，所述注液件位于所述恒溫箱的一側(cè)。

如上所述的頁巖氣水力壓裂液與地層配伍性的測試裝置，其中，所述流體循環(huán)組件還包括用于回收所述循環(huán)流體的流體回收容器，所述流體回收容器與所述出液通道相連通。

如上所述的頁巖氣水力壓裂液與地層配伍性的測試裝置，其中，所述金屬導(dǎo)流件設(shè)有多個(gè)均勻分布的所述軸向貫通孔。

如上所述的頁巖氣水力壓裂液與地層配伍性的測試裝置，其中，所述裂縫生成件為壓機(jī)，所述壓機(jī)的壓頭能伸入所述夾持器內(nèi)并對所述巖心樣品施加軸向壓力。

如上所述的頁巖氣水力壓裂液與地層配伍性的測試裝置，其中，所述注油件包括注油柱塞泵和液壓油活塞容器，所述注油柱塞泵與所述液壓油活塞容器的空腔相連通，所述液壓油活塞容器的油腔通過注油金屬管與所述圍壓空間相連通。

如上所述的頁巖氣水力壓裂液與地層配伍性的測試裝置，其中，所述注液件包括注液柱塞泵和循環(huán)流體活塞容器，所述注液柱塞泵與所述循環(huán)流體活塞容器的空腔相連通，所述循環(huán)流體活塞容器的液腔通過注液金屬管與所述進(jìn)液通道相連通。