[實用新型]一種三維多層多井壓裂支撐裂縫實時監測實驗系統

有效

• 申請號: 201820545189.6
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN208137925U
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 孟德利;楊英祥
• 申請（專利權）人: 東營市鼎晟宸宇油氣科技有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B47/00;E21B25/10
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本實用新型公開了一種三維多層多井壓裂支撐裂縫實時監測實驗系統包括：巖心試件、巖心夾持裝置、全三維多層應力加載裝置、壓裂泵注裝置、裂縫擴展實時監測裝置和控制裝置。本實用新型公開提供了一種三維多層多井壓裂支撐裂縫實時監測實驗系統，在施加三向應力、且水平兩個方向為分層應力條件下，包含多個井筒的巖心試件模擬水力壓裂、加砂支撐，通過對壓裂裂縫起裂及擴展過程裂縫誘導應力實時、定量監測與后期解釋，實現三維多層多井壓裂支撐裂縫起裂及擴展過程定量化描述，并可獲得支撐劑在裂縫內的鋪置狀態。

技術領域

本實用新型涉及油氣藏壓裂改造技術領域，更具體的說是涉及一種三維多層多井壓裂支撐裂縫實時監測實驗系統。

背景技術

水力壓裂技術目前已成為低滲透致密儲層開發中的核心技術，煤層氣開采的重要技術。通過水力壓裂壓開巖石溝通天然裂縫，并以支撐劑將裂縫支撐，產生高滲透路徑，達到增產的目的。如何實現儲層改造體積的最大化，是制約當前低滲透致密儲層高效開發的技術難題，然而其關鍵在于如何確定原始地應力條件下裂縫起裂、擴展規律以及真實裂縫條件下支撐劑的鋪置形態。

當前有關裂縫起裂、擴展規律室內實驗大多應用巖石三軸試驗機開展，巖樣通過三向應力加載后，通過恒壓恒速泵泵注高壓染色液體，巖樣表面事先放置聲發射監測裝置，通過監測壓裂過程中的聲發射事件半定性評價裂縫擴展過程，后期將巖樣剖開觀察染色情況確定裂縫形態。

上述實驗存在以下不足：1、目前大多采用的真三軸壓裂裝置，三向應力加載方式，未涉及多層；2、裂縫監測手段采用聲發射，該方式僅能半定性評價裂縫形成過程，不能定量評價誘導應力；3、目前僅能在Z方向采用單一直井，不能實現多井/復雜井型模擬；4、僅使用單一壓裂液體進行壓裂，不能評價支撐劑在裂縫中的鋪置情況。

因此，基于以上不足，開發一種三維多層多井壓裂支撐裂縫實時監測實驗系統是本領域技術人員亟需解決的問題。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供了一種三維多層多井壓裂支撐裂縫實時監測實驗系統，通過對壓裂裂縫起裂及擴展過程中裂縫誘導應力實時、定量監測與后期解釋，實現三維多層多井壓裂支撐裂縫起裂及擴展過程定量化描述，有效解決了現有技術中的問題。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種三維多層多井壓裂支撐裂縫實時監測實驗系統，包括：巖心試件、巖心夾持裝置、全三維多層應力加載裝置、壓裂泵注裝置、裂縫擴展實時監測裝置和控制裝置；其中，

巖心試件上預制有多個井筒；所述巖心試件在X方向、Y方向和Z方向均設置有壓板，其中，X方向和Y方向上安裝有多個壓板；且各個壓板均通過液壓缸與所述全三維多層應力加載裝置連接；

所述巖心夾持裝置夾持所述巖心試件；

所述全三維多層應力加載裝置與所述巖心試件相連，為所述巖心試件加載三維多層應力；

所述壓裂泵注裝置與所述井筒連接，為所述井筒提供壓裂液；

所述裂縫擴展實時監測裝置安裝于所述巖心試件上，實時監測應力/應變信息，并通過數據采集模塊將監測應力/應變信息發送給所述控制裝置；

所述全三維多層應力加載裝置、所述壓裂泵注裝置、所述數據采集模塊均與所述控制裝置電連接；所述控制裝置控制所述全三維多層應力加載裝置和所述壓裂泵注裝置的啟停，并記錄、分析接收到的各種信息。

優選的，所述巖心夾持裝置包括：外腔體，所述巖心試件設置在外腔體內；所述外腔體的頂部通過上法蘭壓板固定，所述外腔體的底部通過下法蘭壓板固定；所述外腔體的周圍通過拉桿穿過所述上法蘭壓板和所述下法蘭壓板進行固定；其中，所述上法蘭壓板預留有與所述井筒匹配的壓裂注入口；所述下法蘭壓板預留有與所述液壓缸連通的注入口；且所述下法蘭壓板頂部還鋪設有定位板。