[發明專利]一種可視化暫堵轉向性能測試的實驗裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202010658839.X
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111982758A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 李宇;楊生文;趙戰江;張亮;金鑫;王世華;趙俊;安琦;劉立磚;敬倩;汪若璇
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油能源發展股份有限公司
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N11/00
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發明公開了一種可視化暫堵轉向性能測試的實驗裝置及測試方法，該可視化暫堵轉向性能測試實驗裝置包括依次連接儲水罐、平流泵、三通閥、攜帶液罐、暫堵劑溶液罐、裂縫模擬裝置、超聲波掃描及數據成像裝置、濾液計量電子天平和計算機控制系統。本發明測試暫堵轉向性能具備可視化的功能，可測定封堵長度，通過超聲波掃描裝置，利用數據處理成像裝置顯示模擬裂縫裝置內部封堵情況進行評價。

技術領域

本發明屬于石油化工技術領域，具體來說涉及一種可視化暫堵轉向性能測試的實驗裝置及測試方法。

背景技術

由于致密砂巖具有的低孔、低滲、孔喉復雜等特征，大部分井需要使用壓裂技術來溝通天然裂縫，從而達到商業開采價值。為了提高縫網復雜程度，增大改造體積，通過使用暫堵劑進行縫內、縫口暫堵，在人工裂縫中形成橋堵，實現裂縫轉向，以提高縫網復雜程度。然而實際上致密氣藏非均質性強、裂縫尺寸不一，導致常規的巖心暫堵轉向實驗無法表征暫堵劑封堵效果；由于巖心尺寸遠小于人工裂縫實際尺寸，因此常規巖心暫堵實驗無法表征大尺寸人工裂縫中使用暫堵劑的暫堵效果。另一方面由于巖心暫堵轉向實驗屬于高壓高溫實驗，無法在實驗過程中有效觀測到封堵長度，無法體現單位體積暫堵劑下封堵強度效果。因此當下缺少一種針對性強、可視化的研究暫堵轉向性能測試實驗裝置，無法研究暫堵劑物性、地層溫度、施工工藝等對于暫堵轉向效果的影響規律。

發明內容

本發明的目的是提供一種可視化暫堵轉向性能測試的實驗裝置及測試方法，以解決現有實驗方法無法測定封堵長度及實驗裂縫尺寸局限的定量評價暫堵劑封堵性能的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種可視化暫堵轉向性能測試的實驗裝置，包括依次連接的儲水罐、平流泵、三通閥、攜帶液罐、暫堵劑溶液罐、裂縫模擬裝置、超聲波掃描及數據成像裝置、濾液計量電子天平和計算機控制系統，計算機控制系統分別與平流泵、裂縫模擬裝置、超聲波掃描及數據成像裝置、濾液計量電子天平連接；

攜帶液罐包括設置移動的耐腐蝕活塞，與三通閥連接，便于驅替罐內液體進入裂縫模擬裝置；

暫堵劑溶液罐包括設置移動的耐腐蝕活塞，與三通閥連接，在攜帶液罐關閉，平流泵驅替罐內暫堵劑溶液進入裂縫模擬裝置；

模擬裂縫裝置包括裂縫密封外套、巖石墊片和加熱系統，裂縫密封外套具有貫穿密封外套兩端的縫隙，在出口處設計濾網，巖石墊片經過刻蝕模擬實際裂縫表面，形成不同表面粗糙度、尺寸的裂縫。加熱系統設置在裂縫本體的外壁。并且，在模擬裂縫裝置的入口處和出口處分別設有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，模擬裂縫裝置的外側還設有與裂縫內部連接的溫度傳感器及超聲波掃描裝置，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第二溫度傳感器分別與計算機控制系統通信連接；

超聲波掃描裝置距模擬裂縫裝置外側一定距離，可在模擬裂縫裝置外側一定距離處橫向移動，同時與數據處理成像裝置連接；

數據處理成像裝置接受超聲波掃描數據，進行數據成像，通過與計算機控制系統通信連接，傳輸裂縫模擬裝置內部圖像；

優選地，三通閥為L型承壓50MPa三通閥；

優選地，本發明所述的“通信連接”可以是通過RS-485數據線路、USB數據或適配器轉換連接；

優選地，本發明所述的“數據處理成像裝置”可以是基于labview的研發圖形程序；

進一步地，在本發明較佳的實施例中，上述墊片為巖石墊片，并且墊片表面利用3D打印進行裂縫表面刻蝕；

進一步地，在本發明較佳的實施例中，上述超聲波掃描裝置為B型超聲；

進一步地，在本發明較佳的實施例中，上述裂縫模擬裝置包括濾網，安插在裂縫模擬裝置出口處；