[發明專利]一種超臨界CO2攜砂鋪砂可視化模擬系統

在審

• 申請號: 201810042497.1
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108343406A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 王彩鵬;吳建;何小兵;劉永根
• 申請（專利權）人: 江蘇聯友科研儀器有限公司
• 主分類號: E21B43/16
• 分類號: E21B43/16;E21B43/26
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

本發明涉及一種超臨界CO?攜砂鋪砂可視化模擬系統，其特征在于：包括超臨界CO?模塊、注入模塊、混砂模塊、模型主體模塊和出口控制模塊；采用的超臨界CO?攜砂鋪砂可視化模擬系統，將循環系統的中的CO?經過液化后注入模塊注入到混砂模塊中，通過液態的CO?與砂在混砂罐中攪拌后注入到模型主體模塊中通過攝像模塊觀察液態CO?與砂在巖層中的流動和鋪設，該系統用于不同相態下CO?干法壓裂液攜砂性能的性能，實現了可視化，結構簡單，測量精度高，易于實施，攪拌速度、溫度和壓力可調節，能夠實現較大壓力和溫度內從液態到超臨界狀態下CO?壓裂液攜砂性能的定量測量，為壓裂設計和現場試驗提供可靠的攜砂性能數據。

技術領域

本發明涉及非常規油氣增產改造領域，尤其涉及一種超臨界CO₂攜砂鋪砂可視化模擬系統。

背景技術

超臨界CO2干法壓裂是一種低滲透和非常規油氣藏壓裂的清潔壓裂技術手段，增粘后的超臨界CO2的攜砂能力、支撐劑在裂縫中的鋪置形態等對壓裂效果起著至關重要的作用。

設備需要能夠清晰地觀察到壓裂施工與返排過程中，支撐劑在不同的實驗材料與不同的實驗制度下裂縫內部的運移軌跡和砂堤形態，為壓裂設計中施工參數的優化提供保障。

用于支撐劑運移沉降規律研究與施工參數優化，大型可視裂縫模擬系統透過可視平板可以清晰地觀察到壓裂施工過程與返排過程中支撐劑的運移規律與形成的砂堤形態，針對性地解決了支撐劑在裂縫中鋪置規律認識模糊的問題。通過改變實驗條件，可研究不同的實驗材料與不同的實驗制度對支撐劑鋪置的影響效果， 從而優選施工材料，優化施工參數，確定返排制度，最終實現支撐劑分布最優化。

進行壓裂新技術與新材料等的研制與測試，大型可視裂縫模擬系統可高度模擬實際儲層的溫度、 壓裂液濾失、 儲層巖性等多種特征，適用于新型壓裂液、支撐劑、新工藝新技術的研究，如纖維壓裂技術、 高速通道壓裂技術研究等，對于壓裂工藝設計與評價具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可視化，結構簡單，測量精度高，易于實施，攪拌速度、溫度和壓力可調節，能夠實現較大壓力和溫度內從液態到超臨界狀態下CO₂壓裂液攜砂性能的定量測量，為壓裂設計和現場試驗提供可靠的攜砂性能數據的超臨界CO₂攜砂鋪砂可視化模擬系統。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種超臨界CO₂攜砂鋪砂可視化模擬系統，其創新點在于：包括超臨界CO₂模塊、注入模塊、混砂模塊、模型主體模塊和出口控制模塊；所述超臨界CO₂模塊、注入模塊、混砂模塊、模型主體模塊和出口控制模塊依次通過一主流道連接形成回路；

所述超臨界CO₂模塊包括CO₂氣瓶組和CO₂液化裝置；所述CO₂氣瓶組和CO₂液化裝置依次相連；所述CO₂氣瓶組包括若干互相并聯的氣瓶單元，各CO₂氣瓶單元的輸出端匯集后并聯在主流道上；所述CO₂液化裝置包括集液罐和制冷機組；所述制冷機組與集液罐并聯，集液罐并聯在主流道上；

所述注入模塊包括若干互相并聯的泵送單元，各泵送單元的輸出端并聯在主流道上；

所述混砂模塊包括混砂罐、高壓螺旋加砂泵和增稠劑注入泵，所述混砂罐串聯在主流道上，所述螺旋加砂泵并聯在混砂罐上；所述增稠劑注入泵連接在混砂罐上；