[發明專利]模擬壓裂液注入的井筒-裂縫實驗系統以及實驗方法

有效

• 申請號: 202110096221.3
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112727424B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 彭巖;徐向東;侯亞南;張廣清;李世遠;馬智驍;王一博
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B49/00;E21B47/06;E21B47/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 陳燁;張印鐸

1.一種模擬壓裂液注入的井筒-裂縫實驗系統，其特征在于，所述實驗系統包括：

多個具有中空結構的殼體，每個所述殼體具有排液口和進液口，所述殼體內設置有：靠近所述進液口的第一腔室和靠近所述排液口的第二腔室，所述第一腔室內填充有裂縫模型，所述裂縫模型包括裂縫，所述裂縫具有相對于水平面呈起伏狀態的粗糙度，所述裂縫在其延伸方向上設置有多個第一壓力傳感器，所述裂縫與所述第二腔室相連通，所述第二腔室內填充有巖石用于模擬儲層基質；

與所述多個殼體連接的模擬井筒，所述模擬井筒的側壁上設置有與所述殼體的進液口相連通的鉆孔，所述模擬井筒內設置有多個第二壓力傳感器，多個所述第二壓力傳感器沿著所述模擬井筒的縱長延伸方向間隔設置；

數據采集裝置，用于采集所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器測量的數據；

注液裝置，所述注液裝置用于向所述模擬井筒內注入壓裂液；

所述實驗系統包括濾失控制裝置，所述濾失控制裝置包括：第一蓄液容器；設置在所述第一蓄液容器與所述排液口之間的第一流道，所述第一流道上設置有用于調節濾失速率的第一閥門和用于檢測濾失量參數的第一檢測單元；

每個所述殼體內設置有：位于所述第一腔室與所述第二腔室之間的透水管，所述透水管的一端連通所述裂縫模型，所述透水管的另一端連通所述第二腔室，所述透水管內填充有巖石用于模擬儲層基質。

2.如權利要求1所述的模擬壓裂液注入的井筒-裂縫實驗系統，其特征在于，所述注液裝置包括：用于存儲壓裂液的第二蓄液容器；設置在所述第二蓄液容器與所述模擬井筒上端之間的第二流道，所述第二流道上設置有用于調節注液量參數的第二閥門、用于檢測注液量參數的第二檢測單元和用于調節泵注參數的壓力控制機構。

3.如權利要求2所述的模擬壓裂液注入的井筒-裂縫實驗系統，其特征在于，所述壓力控制機構包括：脈沖泵和用于調節泵注壓力頻率的頻率控制器。

4.如權利要求2所述的模擬壓裂液注入的井筒-裂縫實驗系統，其特征在于，所述實驗系統還包括排氣裝置，所述排氣裝置包括：用于抽氣的抽氣機構；設置在所述抽氣機構與所述模擬井筒下端之間且與所述模擬井筒下端密封連接的第三流道，所述第三流道上設置有第三閥門。

5.如權利要求4所述的模擬壓裂液注入的井筒-裂縫實驗系統，其特征在于，所述排氣裝置還包括：第三蓄液容器；設置在所述第三流道與所述第三蓄液容器之間的旁通支路，所述旁通支路上設置有第四閥門。

6.如權利要求1所述的模擬壓裂液注入的井筒-裂縫實驗系統，其特征在于，所述裂縫模型通過3D打印技術獲得。

7.如權利要求6所述的模擬壓裂液注入的井筒-裂縫實驗系統，其特征在于，所述裂縫模型具有一條裂縫，所述裂縫內靠近所述鉆孔處設置有流量計，所述流量計與所述數據采集裝置電性連接，每個所述裂縫模型中的裂縫粗糙度不同。

8.一種利用如權利要求4所述的模擬壓裂液注入的井筒-裂縫實驗系統的實驗方法，其特征在于，所述實驗方法包括以下步驟：

關閉所述第一閥門和所述第二閥門，打開所述第三閥門，啟動所述抽氣機構將所述模擬井筒和所述殼體內的空氣抽干；

打開所述壓力控制機構、所述第二閥門，向所述模擬井筒內注入壓裂液，直至所述殼體內充滿壓裂液為止；

關閉所有閥門，檢查所述實驗系統的密封性，直至無漏液現象出現；

打開所述第一閥門，并調節所述第一閥門的開度大小使得所述第一檢測單元測量的數據為第一設定值；

打開所述第二閥門，繼續注入壓裂液直至壓裂液注入量達到設計泵入量液。