[發(fā)明專利]一種酸液刻蝕體積及支撐劑嵌入深度的測(cè)量裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110998761.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN113670204A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅志鋒;陳翔;趙立強(qiáng);汪鑫;繆尉杰;謝耀增;程龍;王春雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00;G01B11/22
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種酸液刻蝕體積及支撐劑嵌入深度的測(cè)量裝置及方法，其特征在于：該裝置由注入泵(1)、儲(chǔ)液罐(2)、圍壓泵(3)、液壓系統(tǒng)(4)、測(cè)試單元(5)、激光掃描儀(6)、計(jì)算機(jī)(7)和廢液罐(8)組成。注入泵、儲(chǔ)液罐、測(cè)試單元、廢液罐通過(guò)管線串聯(lián)。所述測(cè)試單元放置于液壓系統(tǒng)上；所述激光掃描儀放置在測(cè)試單元上方。

所述測(cè)試單元由金屬外殼(9)、橡膠內(nèi)膽(10)、矩形活塞(11)、實(shí)驗(yàn)巖板(12)組成。所述金屬外殼是中空框體；所述橡膠內(nèi)膽為中空膠套，橡膠內(nèi)膽位于金屬外殼內(nèi)部；所述橡膠內(nèi)膽空腔可容納兩塊實(shí)驗(yàn)巖板；所述實(shí)驗(yàn)巖板為長(zhǎng)178mm、寬35mm、厚25mm的矩形巖板；所述矩形活塞位于橡膠內(nèi)膽空腔上下，上下活塞之間放置兩塊實(shí)驗(yàn)巖板，兩塊巖板中間可鋪置支撐劑或鋪置墊片；所述金屬外殼與橡膠內(nèi)膽兩端開有貫穿的小孔(13)，用于連接液罐，其小孔與兩塊巖板之間的縫隙對(duì)齊；所述金屬外殼一側(cè)有小孔，用于連接圍壓泵。

2.一種酸液刻蝕體積及支撐劑嵌入深度的測(cè)量方法，其特征在于：它包括以下步驟：

(1)將一塊測(cè)試巖板放置于測(cè)試單元中，巖板表面對(duì)齊酸液管線孔眼，采用夾持器上方的激光掃描儀對(duì)巖板表面進(jìn)行掃描。

(2)在掃描后的巖板表面上鋪置支撐劑，然后再放置另一塊巖板蓋住支撐劑組成裂縫模擬單元。若是測(cè)試酸液刻蝕體積，則不加入支撐劑。

(3)安裝矩形活塞，密閉巖心夾持器，連接注入泵、圍壓泵、儲(chǔ)液罐、廢液罐、計(jì)算機(jī)。通過(guò)圍壓泵泵入清水，使得橡膠內(nèi)膽擠壓實(shí)驗(yàn)巖板側(cè)面，保證酸液或支撐劑作用于巖板表面。

(4)若是進(jìn)行酸液刻蝕體積測(cè)試實(shí)驗(yàn)，則用注入泵泵送酸液進(jìn)入測(cè)試單元進(jìn)行酸巖刻蝕反應(yīng)。若是進(jìn)行支撐劑嵌入深度測(cè)試，則不泵送酸液，直接啟動(dòng)液壓機(jī)，對(duì)測(cè)試單元進(jìn)行壓力加載，模擬地層應(yīng)力條件進(jìn)行支撐劑嵌入實(shí)驗(yàn)。

(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取出上覆巖板，沖洗測(cè)試巖板表面液體殘余或支撐劑。然后再次采用激光掃描儀對(duì)測(cè)試單元內(nèi)巖板表面進(jìn)行掃描。

(6)計(jì)算機(jī)通過(guò)控制程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到實(shí)驗(yàn)條件下的刻蝕體積或支撐劑嵌入深度。

所述步驟(1)中在實(shí)驗(yàn)前對(duì)巖板表面S_ABCD進(jìn)行激光掃描，能獲取其面上在實(shí)驗(yàn)前每個(gè)網(wǎng)格的垂向高程數(shù)據(jù)Z₀(i,j)；所述步驟(5)中對(duì)實(shí)驗(yàn)后的巖板進(jìn)行激光掃描獲取實(shí)驗(yàn)后每個(gè)網(wǎng)格的垂向高程數(shù)據(jù)Z₁(i,j)，兩次掃描過(guò)程需選取一樣的網(wǎng)格步長(zhǎng)，且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能移動(dòng)巖板，保證Z₀(i,j)與Z₁(i,j)一一對(duì)應(yīng)；所述步驟(6)中酸液刻蝕體積及支撐劑嵌入體積的計(jì)算方法為：

所述步驟(6)中支撐劑平均嵌入深度計(jì)算方法為：

式中，V_H為酸液刻蝕體積，d_H為支撐劑嵌入深度，N_x為橫向網(wǎng)格數(shù)量,N_y為縱向網(wǎng)格數(shù)量,Z₀(i,j)是實(shí)驗(yàn)前第(i,j)個(gè)網(wǎng)格的垂向高程,Z₁(i,j)實(shí)驗(yàn)后第(i,j)個(gè)網(wǎng)格的垂向高程,S_ABCD是巖板表面的閉合面積。