[發明專利]基于流場測試的壓裂液縫內減阻性能測試裝置及方法

在審

• 申請號: 202110984688.1
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113551873A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 王坤杰;曹學軍;何世云;王明貴;陳介驕;譚福吉;陳科;李朝榮;唐祖兵;唐文強
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化西南石油工程有限公司井下作業分公司
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 成都百川興盛知識產權代理有限公司 51297
• 代理人: 夏曉明;王云春

1.一種基于流場測試的壓裂液縫內減阻性能測試裝置，其特征在于，包括：

配液罐，其用于配制含示蹤粒子的壓裂液或清水；

可視化裂縫平板裝置，其包括多塊彼此串聯連通的可視化裂縫平板及m個測試區域；其中，每塊可視化裂縫平板設有至少一個測試區域，m為正整數；

驅動泵，其入口與配液罐連通，其出口與可視化裂縫平板裝置的入口連通，其用于驅動壓裂液或清水以實驗室排量Q_i在可視化裂縫平板裝置內流動；其中，i＝1、2、3、4、……、p，p表示實驗室排量的數量，p為正整數；

激光發射器，其發射的激光由第j測試區域的裂縫頂部射入可視化裂縫平板裝置中，照亮第j測試區域內的流場；其中，j＝1、2、3、4、……、m；

相機，其用于獲取n組在Q_i下第j測試區域內壓裂液中示蹤粒子移動的第一示蹤粒子運動圖像組，每組第一示蹤粒子運動圖像組均包括兩幅第一示蹤粒子運動圖像；其用于獲取n組在Q_i下第j測試區域內清水中示蹤粒子移動的第二示蹤粒子運動圖像組，每組第二示蹤粒子運動圖像組均包括兩幅第二示蹤粒子運動圖像；其中，n為同一測試區域內同一實驗室排量的情況下獲取第一示蹤粒子運動圖像組或第二示蹤粒子運動圖像組的組數，n為正整數；在Q_i下第j測試區域內壓裂液中示蹤粒子移動的第t組第一示蹤粒子運動圖像組記為P(i,j,t)，在Q_i下第j測試區域內清水中示蹤粒子移動的第t組第二示蹤粒子運動圖像組記為R(i,j,t)，t＝1、2、3、4、……、n；

處理單元，其用于將每幅第一示蹤粒子運動圖像、第二示蹤粒子運動圖像均分別劃分成q個查詢區域，其中，q為正整數；其用于基于P(i,j,t)，對應計算得到在Q_i下第j測試區域的第k查詢區域內壓裂液的第t個第一速度場數據U(i,j,k,t)；其用于基于R(i,j,t)，對應計算得到在Q_i下第j測試區域的第k查詢區域內的清水的第t個第二速度場數據V(i,j,k,t)；其用于基于U(i,j,k,t)，對應計算得到在Q_i下第j測試區域的第k查詢區域內壓裂液的第t個第一渦量場數據W(i,j,k,t)；其用于基于V(i,j,k,t)，對應計算得到在Q_i下第j測試區域的第k查詢區域內清水的第t個第二渦量場數據X(i,j,k,t)；其用于對在Q_i下第j測試區域的第k查詢區域內壓裂液的全部第一渦量場數據W(i,j,k,t)求算術平均值，對應得到在Q_i下第j測試區域的第k查詢區域內壓裂液的第一平均渦量場數據S(i,j,k)；其用于對在Q_i下第j測試區域的第k查詢區域內清水的全部第二渦量場數據X(i,j,k,t)求算術平均值，對應得到在Q_i下第j測試區域的第k查詢區域內清水的第二平均渦量場數據T(i,j,k)；其用于將在Q_i下第j測試區域的全部查詢區域內壓裂液的第一平均渦量場數據S(i,j,k)與在Q_i下第j測試區域的全部查詢區域內清水的第二平均渦量場數據T(i,j,k)進行對比，計算得到在Q_i下第j測試區域內壓裂液的降阻率D(i,j)，其中，所得的在Q_i下第j測試區域內壓裂液的降阻率共計p×m個；其用于對p×m個降阻率求算術平均值，得到壓裂液的計算降阻率D；其中，k＝1、2、3、4、……、q。

2.根據權利要求1所述基于流場測試的壓裂液縫內減阻性能測試裝置，其特征在于，所述實驗室排量Q_i通過式(1)計算得到；

式(1)中，Q_i的單位為L/min；v_f為現場排量，單位為立方米/分鐘；h_f為人工裂縫高度，單位為米；w_f為人工裂縫寬度，單位為mm；h_e為可視化裂縫平板裝置的高度，單位為米；w_e為可視化裂縫平板間的寬度，單位為mm。