[發(fā)明專(zhuān)利]一種平行裂縫與楔形裂縫對(duì)比的支撐劑運(yùn)移裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010078753.X
• 申請(qǐng)日: 2020-02-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111255447A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉平禮;羅應(yīng)揚(yáng);雷飛云
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21B49/00
• 分類(lèi)號(hào): E21B49/00;E21B47/10;E21B43/267
• 代理公司: 北京中索知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

本發(fā)明公開(kāi)了一種平行裂縫與楔形裂縫對(duì)比的支撐劑運(yùn)移裝置，包括可視化鋪砂裝置、攪拌裝置、變頻器、壓裂螺桿泵、廢液池、電腦，所述可視化鋪砂裝置放置于廢液池上，所述攪拌裝置通過(guò)壓裂螺桿泵與可視化鋪砂裝置相連，所述電腦通過(guò)變頻器分別與壓裂螺桿泵和攪拌裝置相連，用于控制壓裂螺桿泵的排量和攪拌裝置的攪拌速率；本發(fā)明在滿(mǎn)足研究支撐劑鋪置過(guò)程中運(yùn)移沉降規(guī)律研究的同時(shí)，將模擬井筒設(shè)在兩塊可視化裝置之間，對(duì)模擬裂縫模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)雙翼裂縫鋪砂以及雙翼裂縫對(duì)比鋪砂，進(jìn)一步模擬現(xiàn)場(chǎng)裂縫，并能夠同時(shí)觀測(cè)在不同模型中支撐劑運(yùn)移鋪置規(guī)律。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種平行裂縫與楔形裂縫對(duì)比的支撐劑運(yùn)移裝置。

背景技術(shù)

由于我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)面臨地質(zhì)條件復(fù)雜，頁(yè)巖儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率、頁(yè)巖氣的自然產(chǎn)量和采收率均較低的情況，目前我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采主要采用滑溜水壓裂技術(shù)，即，在儲(chǔ)層中壓出以主裂縫為主干的裂縫網(wǎng)絡(luò)并填之以支撐劑將其支撐起來(lái)，停泵泄壓后在實(shí)地應(yīng)力場(chǎng)的作用會(huì)使得裂縫閉合在支撐劑上，而未充填支撐劑的裂縫區(qū)域?qū)⒅匦麻]合而成為無(wú)效裂縫。也就是說(shuō)，支撐劑的鋪置形態(tài)基本就是最終的壓裂裂縫形態(tài)。因此研究支撐劑在裂縫中的運(yùn)移沉降規(guī)律對(duì)于優(yōu)化裂縫內(nèi)鋪砂形態(tài)、改善壓裂改造效果意義重大。

自Babcock首次采用有機(jī)玻璃板可視化地研究支撐劑在裂縫中的鋪置規(guī)律，此后可視化裝置實(shí)驗(yàn)研究支撐劑鋪置規(guī)律拉開(kāi)序幕，經(jīng)過(guò)眾多科研工作者設(shè)計(jì)出大型可視化單縫裝置、復(fù)雜縫網(wǎng)裝置等，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際裂縫特征越來(lái)越接近。但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)支撐劑運(yùn)移鋪置研究大多采用與實(shí)際底層不相符的恒定縫寬假設(shè)，然而實(shí)際上支撐裂縫寬度從縫端到縫口是逐漸變化的，其研究成果難以真實(shí)反映支撐劑在裂縫中的運(yùn)移鋪置情況。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種平行裂縫與楔形裂縫對(duì)比的支撐劑運(yùn)移裝置，以水平井多段壓裂技術(shù)為背景，建立楔形單縫模型、楔形多縫模型，考慮不同施工參數(shù)、物性參數(shù)、裂縫特征等因素，用于模擬支撐劑在平行裂縫與楔形裂縫中運(yùn)移規(guī)律。

本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案：

一種平行裂縫與楔形裂縫對(duì)比的支撐劑運(yùn)移裝置，包括可視化鋪砂裝置、攪拌裝置、變頻器、壓裂螺桿泵、廢液池、電腦，所述可視化鋪砂裝置放置于廢液池上，所述攪拌裝置通過(guò)壓裂螺桿泵與可視化鋪砂裝置相連，所述電腦通過(guò)變頻器分別與壓裂螺桿泵和攪拌裝置相連，用于控制壓裂螺桿泵的排量和攪拌裝置的攪拌速率；

所述可視化鋪砂裝置包括左金屬框架、模擬井筒、右金屬框架和有機(jī)玻璃板，所述模擬井筒設(shè)置在左金屬框架和右金屬框架之間，有機(jī)玻璃板設(shè)置在左金屬框架和右金屬框架四周，所述右金屬框架橫截面為梯形。

優(yōu)選的，所述攪拌裝置包括混砂罐和設(shè)置于混砂罐內(nèi)的攪拌器。

優(yōu)選的，所述模擬井筒上設(shè)有射孔，所述射孔均與左金屬框架和右金屬框架內(nèi)部連通。

優(yōu)選的，所述左金屬框架、右金屬框架前后端面上的有機(jī)玻璃板下側(cè)均設(shè)有清洗口，用于清洗可視化鋪砂裝置時(shí)排出的廢液。

優(yōu)選的，所述左金屬框架的左端面、右金屬框架右端面的有機(jī)玻璃板上均設(shè)有排液口，用于排出多余的攜砂液。

優(yōu)選的，所述可視化鋪砂裝置前設(shè)有攝像機(jī)，用于拍攝實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

優(yōu)選的，所述模擬井筒上端設(shè)有流量計(jì)，用于采集壓裂螺桿泵泵入流體的流量。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明在滿(mǎn)足研究支撐劑鋪置過(guò)程中運(yùn)移沉降規(guī)律研究的同時(shí)，將模擬井筒設(shè)在兩塊可視化裝置之間，對(duì)模擬裂縫模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)雙翼裂縫鋪砂以及雙翼裂縫對(duì)比鋪砂，進(jìn)一步模擬現(xiàn)場(chǎng)裂縫，并能夠同時(shí)觀測(cè)在不同模型中支撐劑運(yùn)移鋪置規(guī)律。

附圖說(shuō)明