[發明專利]動態調節縫寬的支撐劑鋪置可視化實驗裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 202110951929.2
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113404479A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 楊火海;任詩睿;楊杰;劉付喜;范國濤;王帥
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267;E21B47/002
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了動態調節縫寬的支撐劑鋪置可視化實驗裝置及其使用方法，包括進料機構，所述進料機構用于制備混砂液并進行輸送；所述進料機構的出料端連接有可視化平板裂縫，所述可視化平板裂縫是通過可視化平板（1）形成的，所述可視化平板（1）是由兩個金屬邊框（3）和密封件（4）構成的，所述密封件（4）設置于兩個金屬邊框（3）之間，所述金屬邊框（3）的框架內固定有強化玻璃（5）；兩個所述可視化平板（1）之間形成用于模擬壓裂裂縫的可視化平板裂縫，所述可視化平板裂縫的寬度是由限位固定機構（2）進行調節的。本發明適用于多級加砂和變排量加砂的實驗，為研究壓裂過程中泵注參數對支撐劑輸送規律的影響提供了一種更好的裝置。

技術領域

本發明涉及石油開采和研究領域，尤其涉及動態調節縫寬的支撐劑鋪置可視化實驗裝置及其使用方法。

背景技術

在非常規油氣藏開發中，水力壓裂已成為主要開發手段，而最終影響壓裂效果的是支撐劑在壓裂形成裂縫中發鋪置效果。目前，對于攜砂液在裂縫中的鋪置效果及規律研究，已有許多學者利用平板鋪砂裝置進行研究。但現有的鋪砂裝置主要著重于分支縫可變角度和單一縫不同縫寬的研究，且對于變排量多級加砂的相關研究較少。

如申請號為CN206903650U的專利申請公開了一種可視化動態變縫寬的支撐劑鋪砂模擬裝置，該裝置通過對有機玻璃板的結構進行改造，使其在金屬外框內可以在敏感性彈簧和加壓金屬板的帶動下移動，形成可變化的動態裂縫。同時，在敏感新彈簧的帶動下，動態裂縫可以形成平行裂縫、楔形裂縫，更真實的模擬現場可能遇到的各種裂縫形狀，但該裝置通過彈簧控制金屬板的相對位置以調整縫寬無法定量表征金屬板表面壓力分布特征，且該裝置只能單向調整以提供平行縫合楔形縫兩種形式，其被動調整縫寬的功能特點決定了其無法主動調整裂縫形狀。

如申請號為CN111622730A的專利申請公開了一種基于大型平行板支撐劑運移鋪置物模實驗的壓裂加砂設計方法，該方法根據壓裂目標確定各施工參數的取值范圍，利用大型平行板支撐劑運移鋪置物模實驗裝置對各施工參數進行對照實驗，獲得不同參數下支撐劑的運移情況和最終砂堤形態圖片，并利用砂堤形態評價參數對最終砂堤形態進行定量評價，優選施工參數，再在不同條件下測量支撐劑的水平運移速度和垂直沉降速度，計算支撐高度和水平支撐裂縫長度，校核后確定壓裂各階段的加砂參數，結合各階段支撐劑與壓裂液的比例，確定最終壓裂加砂施工方案，該技術主要包含實驗的設計和實驗結果的分析，未結合鋪砂裝置的結構特點，同時該技術未針對多級加砂進行設計。

因此，有必要提供一種適用于多級加砂縫寬可調節的支撐劑可視化模擬實驗裝置，為現場施工提供理論依據和指導。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供動態調節縫寬的支撐劑鋪置可視化實驗裝置及其使用方法，從而解決上述缺陷。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

動態調節縫寬的支撐劑鋪置可視化實驗裝置，包括：

進料機構，所述進料機構用于制備混砂液并進行輸送；所述進料機構的出料端連接有可視化平板裂縫，所述可視化平板裂縫是通過可視化平板形成的，所述可視化平板是由兩個金屬邊框和密封件構成的，所述密封件設置于兩個金屬邊框之間，所述金屬邊框的框架內固定有強化玻璃；兩個所述可視化平板之間形成用于模擬壓裂裂縫的可視化平板裂縫，所述可視化平板裂縫的寬度是由限位固定機構進行調節的。

進一步的，所述進料機構包括支架，所述支架上固定有備料罐，所述支架的下側設有混砂罐，所述混砂罐與備料罐之間通過連接管連通，所述混砂罐的進料端還固定有進液管線，所述混砂罐出料端與可視化平板之間固定有進料管線；所述混砂罐內具有通過電機驅動的攪拌葉片。

進一步的，所述可視化平板的進料端與出料端分別設置有進料井筒和出料井筒，所述進料井筒與進液管線連通，所述出料井筒與可視化平板之間還設置有廢液收集機構。