[發明專利]一種酸攜砂壓裂系統和方法

在審

• 申請號: 201810958435.5
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109025948A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 鄧鵬;曾義金;楊春和;徐峰;郭印同;王磊;周俊;陳杰
• 申請（專利權）人: 重慶大學;中國科學院武漢巖土力學研究所;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B43/27
• 分類號: E21B43/27;E21B43/267;E21B49/00;E21B47/14
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

本發明公開了一種酸攜砂壓裂系統和方法，屬于石油與天然氣工程巖石力學技術領域，通過數據采集單元，所述數據采集單元采集壓裂試件的數據信息；巖石三軸伺服加載單元，所述巖石三軸伺服加載單元對所述壓裂試件施加軸向壓力和側向圍壓，所述巖石三軸伺服加載單元與所述數據采集單元連接；壓裂液泵壓伺服控制單元，所述壓裂液泵壓伺服控制單元對進入所述壓裂試件的酸攜砂壓裂液的排量和壓力進行控制；溫度控制單元；聲波?聲發射測試單元。達到了可以模擬不同地層條件的酸攜砂壓裂過程，并可實時監測壓裂過程中的物性力學特性和聲學信號變化規律，以探索碳酸鹽巖儲層體積酸壓過程中裂縫起裂及延伸規律的技術效果。

技術領域

本發明涉及石油與天然氣工程巖石力學技術領域，特別涉及一種酸攜砂壓裂系統和方法。

背景技術

當前國際能源供需矛盾突出，能源安全日漸成為各國關注的焦點，碳酸鹽巖儲層勘探開發聚焦了世界的目光，是當前油氣勘探開發的重點和熱點領域。碳酸鹽巖儲層蘊藏著豐富的油氣資源，其勘探開發潛力巨大，在全球已探明的油氣儲量中，60％為海相碳酸鹽巖儲層，故碳酸鹽巖儲層油氣藏勘探開發潛力巨大。而碳酸鹽巖儲層增產改造的主要方式是體積酸壓。

但本申請發明人在實現本申請實施例中發明技術方案的過程中，發現上述技術至少存在如下技術問題：

現有的室內壓裂物理模擬試驗裝置只能泵注以滑溜水為主的壓裂液，且只能監測巖石的變形和泵注壓力等數據，不能同時泵注不同壓裂液并實現變排量控制，不能泵注具有腐蝕性的酸基壓裂液，且不能模擬不同地層應力條件的酸攜砂壓裂，不能同步采集聲波-聲發射信號以分析壓裂試件破裂損傷特征，進而不能為現場體積酸壓提供理論基礎。目前尚無一種方法可以模擬不同地層條件下碳酸鹽巖儲層體積酸壓物模試驗及其裂縫起裂和延伸規律的裝置方法。

發明內容

本發明提供了一種酸攜砂壓裂系統和方法，用以解決現有技術中室內壓裂物理模擬試驗裝置不能泵注具有腐蝕性的酸基壓裂液，不能同時泵注不同壓裂液并實現變排量控制，且不能模擬不同地層應力條件的酸攜砂壓裂，不能同步采集聲波-聲發射信號以分析壓裂試件破裂損傷特征的技術問題，達到了可以模擬不同地層條件的酸攜砂壓裂以及組合壓裂過程，并可實時監測壓裂過程中的物性力學特性和聲學信號變化規律，以探索碳酸鹽巖儲層體積酸壓過程中裂縫起裂及延伸規律的技術效果。

一方面，本發明提供了一種酸攜砂壓裂系統，所述系統包括：數數據采集單元，所述數據采集單元采集壓裂試件的數據信息；巖石三軸伺服加載單元，所述巖石三軸伺服加載單元對所述壓裂試件施加軸向壓力和側向圍壓，所述巖石三軸伺服加載單元與所述數據采集單元連接；壓裂液泵壓伺服控制單元，所述壓裂液泵壓伺服控制單元對進入所述壓裂試件的酸攜砂壓裂液的排量和壓力進行控制，所述壓裂液泵壓伺服控制單元與所述巖石三軸伺服加載單元連接；溫度控制單元，所述溫度控制單元對所述巖石三軸伺服加載單元中液壓油的智能加熱和恒溫進行控制，所述溫度控制單元與所述巖石三軸伺服加載單元連接；聲波-聲發射測試單元，所述聲波-聲發射測試單元監測并采集所述壓裂試件壓裂過程中的聲學信號，所述聲波-聲發射測試單元與所述巖石三軸伺服加載單元連接。

優選的，所述系統還包括：三軸室，所述三軸室通過第一進液口與所述壓裂液泵壓伺服控制單元連接；其中，所述三軸室內部具有一容置空間，且所述容置空間內容置所述壓裂試件；中心孔，所述中心孔設置在所述壓裂試件的中心位置處，且所述中心孔內部設置一不銹鋼管，通過環氧樹脂進行密封；熱縮管，所述熱縮管套接在所示壓裂試件外部；加熱圈，所述加熱圈套設在所述三軸室的外表面，且所述加熱圈與所述溫度控制單元連接。

優選的，所述巖石三軸伺服加載單元包括：第一開關，第一液壓泵，所述第一液壓泵與所述第一開關依次串接在所述第一管路上；第一溢流閥，所述第一溢流閥設置在第二管路上，并通過所述第二管路與所述第一管路連接；第一進油口，所述第一進油口與所述第一管路連接。