[發(fā)明專利]一種水力壓裂T型裂縫實(shí)驗(yàn)裝置及其實(shí)驗(yàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010313213.5
• 申請(qǐng)日: 2020-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111502627A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬收;劉明明;楊紅蕾;魏玉華;馮琪雯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華美孚泰油氣增產(chǎn)技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): E21B43/267
• 分類號(hào): E21B43/267;E21B49/00
• 代理公司: 北京華仁聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11588
• 代理人: 尹春雷

一種水力壓裂T型裂縫實(shí)驗(yàn)裝置及其實(shí)驗(yàn)方法，屬于水力壓裂設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)裝置包括視頻監(jiān)控設(shè)備和用管道依次連接的以下設(shè)備：攪拌罐、泵、流量計(jì)、T型裂縫模擬裝置和回收罐；T型裂縫模擬裝置透明且中空，在T型裂縫模擬裝置T型截面一側(cè)設(shè)有若干進(jìn)液口，另一側(cè)設(shè)有若干出液口；壓裂液和支撐劑在攪拌罐內(nèi)攪拌后形成攜砂液，攜砂液由泵輸送，經(jīng)過(guò)流量計(jì)后進(jìn)入T型裂縫模擬裝置進(jìn)液口，流經(jīng)T型裂縫模擬裝置后從出液口流出，進(jìn)入回收罐；視頻監(jiān)控設(shè)備拍攝攜砂液流經(jīng)T型裂縫模擬裝置全過(guò)程。本發(fā)明可以研究支撐劑在T型縫中的運(yùn)移規(guī)律，分析各種工況參數(shù)對(duì)支撐劑運(yùn)動(dòng)和沉降的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水力壓裂設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水力壓裂T型裂縫實(shí)驗(yàn)裝置及其實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)加大了頁(yè)巖油氣勘探開(kāi)發(fā)力度，水力壓裂技術(shù)也成為頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。水力壓裂是利用地面高壓泵組，將壓裂液以大大超過(guò)地層吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高壓，壓破地層，進(jìn)而注入攜帶支撐劑的壓裂液，在井底附近地層形成具有一定幾何尺寸和導(dǎo)流能力的填砂裂縫，達(dá)到增產(chǎn)目的。由于儲(chǔ)層地應(yīng)力各異，地層中形成的裂縫形態(tài)千差萬(wàn)別，有垂直縫、水平縫、復(fù)雜縫網(wǎng)，受層理影響還會(huì)形成T型縫或逆T型縫。支撐劑的沉降與攜砂液流速有關(guān)，而攜砂液在不同形態(tài)裂縫中的運(yùn)移規(guī)律不同。目前，國(guó)內(nèi)外多研究垂直縫中支撐劑的運(yùn)移規(guī)律，而忽視了T型縫中支撐劑運(yùn)移規(guī)律研究。人們迫切需要一種水力壓裂T型裂縫實(shí)驗(yàn)裝置及其實(shí)驗(yàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

壓裂液類型和流速對(duì)支撐劑運(yùn)移有重要影響。目前，國(guó)內(nèi)多采用滑溜水作為壓裂液，粘度在3mPa·s左右，攜砂能力弱，主要依靠大排量進(jìn)行攜砂。采用大排量施工能夠在地層中形成主縫，而頁(yè)巖油氣藏中層理發(fā)育明顯，水力壓裂過(guò)程中層理的存在會(huì)影響水力裂縫延伸方向，當(dāng)層理發(fā)育較弱時(shí)，水力裂縫會(huì)穿過(guò)層理繼續(xù)延伸，由于壓裂液流失到層理中，水力裂縫寬度會(huì)受到影響；而當(dāng)層理發(fā)育較強(qiáng)時(shí)，水力裂縫無(wú)法穿過(guò)層理繼續(xù)延伸，壓裂液只能沿著層理面運(yùn)移，這種情況下會(huì)形成T型裂縫或逆T型裂縫或I型縫。目前，支撐劑運(yùn)移研究常采用垂直縫，也有少量采用傾斜縫，而沒(méi)有對(duì)T型縫中支撐劑的運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行研究。因此，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種T型裂縫實(shí)驗(yàn)裝置及其實(shí)驗(yàn)方法，能夠研究支撐劑在T型縫中的運(yùn)移規(guī)律，可以分析不同注入口、支撐劑粒徑和注入速度的影響，彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外支撐劑在水平縫中研究的空白，增加了對(duì)支撐劑在T型裂縫中運(yùn)移規(guī)律的認(rèn)識(shí)。

一種水力壓裂T型裂縫實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括視頻監(jiān)控設(shè)備和用管道依次連接的以下設(shè)備：攪拌罐、泵、流量計(jì)、T型裂縫模擬裝置和回收罐；T型裂縫模擬裝置透明且中空，在T型裂縫模擬裝置T型截面一側(cè)設(shè)有若干進(jìn)液口，另一側(cè)設(shè)有若干出液口；壓裂液和支撐劑在攪拌罐內(nèi)攪拌后形成攜砂液，攜砂液由泵輸送，經(jīng)過(guò)流量計(jì)后進(jìn)入T型裂縫模擬裝置進(jìn)液口，流經(jīng)T型裂縫模擬裝置后從出液口流出，進(jìn)入回收罐；視頻監(jiān)控設(shè)備拍攝攜砂液流經(jīng)T型裂縫模擬裝置全過(guò)程。

進(jìn)一步地，在攪拌罐和泵之間設(shè)有球閥，在流量計(jì)和T型裂縫模擬裝置之間設(shè)有球閥。

進(jìn)一步地，所述視頻監(jiān)控設(shè)備有兩臺(tái)，一臺(tái)拍攝T型裂縫模擬裝置側(cè)面，另一臺(tái)拍攝T型裂縫模擬裝置頂面。

進(jìn)一步地，在T型裂縫模擬裝置周圍設(shè)有工作燈，確保視頻監(jiān)控設(shè)備拍攝光照充足。

進(jìn)一步地，所述壓裂液或者支撐劑為彩色的，使攜砂液在T型裂縫模擬裝置內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程更直觀。

進(jìn)一步地，所述T型裂縫模擬裝置由透明亞克力板制成。

進(jìn)一步地，所述T型裂縫模擬裝置進(jìn)液口和出液口能夠部分或者全部開(kāi)啟或關(guān)閉。