[發明專利]一種干熱巖壓裂注采模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 202010135792.9
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN113417615B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 張樂;李小龍;賀甲元;王海波
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B47/00;E21B47/06;E21B47/07;G09B25/04
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯

1.一種干熱巖壓裂注采模擬實驗裝置，其特征在于，包括實驗箱體、模擬干熱巖的巖樣、對巖樣施加載荷以模擬三向地應力的施壓組件、對巖樣進行壓裂和注水的注液組件、提取巖樣壓裂后的熱流體的采出組件、以及實時采集注水壓力、采出壓力、采出溫度及采出流量的數據采集組件，其中，所述巖樣設于所述實驗箱體內，且所述施壓組件抵設于所述巖樣的側面和底面；所述注液組件和采出組件的一端位于所述巖樣內部；所述數據采集組件設于所述注液組件和采出組件上，所述施壓組件包括底推板、四組側推板及推板驅動件，所述底推板與四組所述側推板圍合形成對所述巖樣施加三向載荷的施壓腔體；所述注液組件包括模擬注入井的注液模擬管柱、注液管線和注液控制部件，所述注液模擬管柱的一端穿過所述實驗箱體并位于所述巖樣內部，所述注液模擬管柱的另一端通過注液管線與所述注液控制部件連通；所述采出組件包括模擬生產井的采收模擬管柱、采出管線、集液腔、背壓閥及高壓循環泵，所述采收模擬管柱的一端穿過所述實驗箱體并位于所述巖樣內部，所述采收模擬管柱的另一端通過采出管線與所述集液腔的進液端連通，所述集液腔的出液端通過三通閥與所述注液管線連通；所述背壓閥設于所述采收模擬管柱與集液腔之間；所述高壓循環泵設于所述集液腔與所述三通閥之間；所述數據采集組件包括采集注水壓力的第一壓力檢測件、采集熱流體采出壓力的第二壓力檢測件、采集注水溫度的第一溫度檢測件、采集熱流體采出溫度的第二溫度檢測件，以及采集熱流體采出流量的流量檢測件，其中，所述第一壓力檢測件及第一溫度檢測件設于所述注液管線上；所述第二壓力檢測件、溫度檢測件及流量檢測件設于所述采出管線上，且所述第二溫度檢測件靠近采收模擬管柱設置，

其中，將巖樣至于壓力組件中，且底推板和側推板與巖樣貼合，將注液模擬管柱和采收模擬管柱鉆入巖樣內部，關閉箱蓋以密封巖樣；通過底推板和側推板施加圍壓模擬三向地應力，并開啟加熱件加熱巖樣至預設溫度；通過注液模擬管柱向巖樣泵入流體進行壓裂，產生裂縫后泄壓，調小泵壓及流量，并通過采收模擬管柱提取巖樣壓裂后的熱流體；進行注水壓力、采出壓力、熱流體流量、熱流體溫度的采集；采集的數據制成壓裂井的壓力曲線、采水井的流速-溫度曲線，進行熱效率分析，分析采注井網的熱接觸面積參數；通過注采壓差、熱流體采出溫度及熱流體采出流量的分析能夠反演裂縫參數、熱交換面積及熱交換效率參數，通過不同溫度的實驗對比分析熱致裂效應對裂縫參數的影響規律。

2.根據權利要求1所述的干熱巖壓裂注采模擬實驗裝置，其特征在于，還包括加熱巖樣至預設溫度以模擬高溫環境的加熱件，所述加熱件設于所述實驗箱體內，并位于所述巖樣的底部和/或側部。

3.根據權利要求1所述的干熱巖壓裂注采模擬實驗裝置，其特征在于，所述底推板和四組側推板分別連接一組推板驅動件。

4.根據權利要求3所述的干熱巖壓裂注采模擬實驗裝置，其特征在于，所述推板驅動件為液控活塞，所述施壓組件還包括控制液控活塞位移量的液壓控制部件，各所述液控活塞通過液壓管線集成連接于所述液壓控制部件上。

5.根據權利要求4所述的干熱巖壓裂注采模擬實驗裝置，其特征在于，所述液壓控制部件包括液壓泵、調節液壓泵泵入量的調節閥，以及檢測泵入壓力的壓力表，所述調節閥設于所述液壓泵與所述液控活塞之間，所述壓力表設于所述調節閥與所述液控活塞之間。

6.根據權利要求1所述的干熱巖壓裂注采模擬實驗裝置，其特征在于，所述注液控制部件包括高壓壓裂泵、壓裂液注入腔、支撐劑注入腔和混合腔，所述壓裂液注入腔和所述支撐劑注入腔并聯布置，且與所述混合腔連接；所述高壓壓裂泵設于所述混合腔與所述注液模擬管柱之間。

7.根據權利要求1至5中任意一項所述的干熱巖壓裂注采模擬實驗裝置，其特征在于，所述實驗箱體包括本體和箱蓋，所述箱蓋通過緊固件密封安裝于所述本體的頂端，所述箱蓋上設有供注液組件和采出組件穿過的貫通孔。