酸液指进大尺寸物理模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种酸压裂缝内酸液指进大尺寸物理模拟装置。它能模拟酸液在裂缝内的流动和酸岩反应情况，并通过间接成像反映酸液指进现象、测定相关参数。其技术方案是：高压恒流泵与储液罐连接，出液管线与中间容器相接，再与六通阀、模拟裂缝单元进液孔相连；模拟裂缝单元通过螺口与前后盖相接，并通过垫密封方式进行密封；前后盖侧面设有进液孔和排液孔；进出液孔处安装压差传感器；模拟裂缝单元内安装有供电电极、测量电极和换能器，通过供电线路和收集线路经信息处理系统对缝内指进现象实现监控。本装置既真实地模拟了酸液在裂缝内的流动反应情况，又能有效地反映出酸液指进现象，且科学、安全。

Large size physical simulation device for acid fingering

The utility model relates to a large size physical simulation device for introducing acid liquid into acid fracturing fissures. It can simulate the flow of acid in the crack and the reaction of acid rock, and indirectly reflect the phenomenon of acid fingering and determine the relevant parameters through indirect imaging. The technical scheme is that the high pressure constant current pump is connected with the liquid storage tank, the outlet pipeline is connected with the intermediate container, and then connects to the six pass valve and the simulated crack unit into the liquid hole; the simulated fracture unit is connected to the front and back cover through the stud, and is sealed through the cushion seal; the front and rear cover side has a fluid intake hole and a drain hole, and the outlet is in the hole. The pressure difference sensor is installed, and the power supply electrode, measuring electrode and transducer are installed in the simulated fracture unit. Through the power supply line and the collection line, the information processing system is used to monitor the fingering phenomenon in the seam. The device not only simulates the flow reaction of acid in fissures, but also effectively reflects the phenomenon of acid fingering, and is scientific and safe.

【技术实现步骤摘要】
酸液指进大尺寸物理模拟装置
本技术主要涉及油田化学及酸化压裂实验室、研究室的酸压裂缝内酸液指进大尺寸物理模拟装置。技术背景碳酸盐岩储层是重要的油气资源产层之一，近年来产量已达到油气总产量一半以上。但是碳酸盐岩储层又属于低渗透储层，需要进行增产改造才能进行有效开采。酸压已成为高效开发碳酸盐岩油气藏的关键技术。酸压过程中缝内的酸液流动伴有酸液指进现象，弄清楚酸液指进的演化特征和规律对油气开采极为重要。目前大多数酸液流动物理实验模型是以Hele-Shaw物理模型为基础，此类装置包括以下几种类别：1.“透明玻璃平行板+透明玻璃平行板”或“透明树脂平行板+透明树脂平行板”模拟装置，此类装置虽能对酸液流动进行可视化，但却不能真实反映酸岩反应，与实际酸液流动过程相差甚远；2.“透明玻璃板+反应性岩石板”模拟装置，此类装置可在一定程度上模拟酸液流动反应过程，并实现可视化，但其承压能力低，只能模拟低压情况下的酸液流动，且玻璃板模拟也存在不可靠性；3.“反应性岩石板+反应性岩石板”模拟装置，此类装置可模拟高压下的酸液流动反应过程，但其流动过程不可视，无法直接观察、分析流动反应过程中发生的酸液指进等重要的现象。因此，为对上述设备进行改善，建立一种既能真实模拟地层高压环境酸液流动反应过程，又能对酸液指进等重要现象进行准确反映的装置，同时实现模拟操作的高效安全。
技术实现思路
本技术的目的是：为了真实模拟出酸液在地下的流动情况，安全快捷地反映出酸液流动反应过程中的指进等重要现象，并且高效地测定有关参数，特提供一种酸压裂缝内酸液指进大尺寸物理模拟装置。为达到上述目的，本技术解决此技术问题所采取的技术方案是：一种酸压裂缝内酸液指进大尺寸物理模拟装置，是由液体泵注单元、模拟裂缝单元、压力监测及控制单元和图像采集处理单元构成，其结构特征在于：液体泵注单元中，储液罐通过管线与高压恒流泵相连，高压恒流泵出液端通过管线分别与装前置液的中间容器A及装酸液的中间容器B相连接，中间容器A和中间容器B用耐酸耐压管线与六通阀A相连，六通阀与模拟裂缝单元前盖之间通过进液管线连接；模拟裂缝单元中，不锈钢管壁与前盖和后盖通过螺口旋转连接，形成圆柱箱体结构，模拟裂缝单元前盖侧面设有进液孔，进液孔与进液管线相连，后盖侧面设有出液孔，出液孔与排液管线相连，进液管线和排液管线上均安装有单向阀，排液管线经单向阀与六通阀B相连，六通阀B通过管线连接到废液收集器；模拟裂缝单元中，不锈钢管壁两端设有内螺纹，邻近内螺纹处设有顶角，胶套放置于不锈钢管壁中间，两块岩板放置于胶套中的卡缝内，在胶套内部设有供电电极、测量电极和换能器；整个模拟裂缝单元由装置支撑架固定支撑；压力监测及控制单元，在模拟裂缝单元的进液孔和出液孔处安装有压差传感器，压差传感器与主机控制箱相连；图像采集处理单元，供电电极、测量电极和换能器与信息处理系统用数据线相连。本装置中，在胶套内的纵向轴线处安置有硅胶片，顶角支撑胶套的同时给予胶套向内收缩的力，岩板将硅胶片紧紧夹住，硅胶片的厚度为两岩板间狭缝的宽度，即模拟裂缝的宽度；在模拟裂缝单元的前盖和后盖处设计有螺纹接口，在螺纹接口底部设有硅胶片，前盖和后盖通过螺纹接口旋紧，通过硅胶片进行垫密封。本装置中，在胶套一侧安装有供电电极，另一侧安装有测量电极和换能器，模拟前，先让裂缝内充满前置液，将供电电极、测量电极和换能器通电，显示出未注入酸液之前的稳定画面；然后按模拟要求注入酸液，因酸液驱替前置液导致裂缝内液体发生变化，供电电极和测量电极根据电阻率的变化，换能器根据声阻抗的变化，在信息处理系统里呈现出液体流动画面，准确反映酸液指进现象。与现有技术比，本技术的有益效果是：(1)采用圆柱箱体结构，并内部加有胶套，既方便组装又有效提高装置的模拟压力；(2)采用“两岩板+硅胶片”模拟地层裂缝，真实地模拟出地层环境，使得反应结果更加可靠；(3)由供电电极、测量电极、换能器和信息处理系统组成的图像采集处理单元，依据两种指标来反映同一流动现象，既能有效监控酸液指进进程，又能摆脱为实现直接可视化而采用玻璃板导致的不准确性。附图说明图1为本技术酸液指进大尺寸物理模拟装置的结构示意图；图2为本模拟装置模拟裂缝单元正面结构示意图；图3为本模拟装置模拟裂缝单元侧面剖面示意图；图4为本模拟装置模拟裂缝单元内胶套纵向剖面示意图；图5为本模拟装置模拟裂缝单元前、后盖示意图。图中，1.储液罐；2.高压恒流泵；3.中间容器A；4.中间容器B；5.耐酸耐压管线；6.六通阀A；6-1.六通阀B；7.进液管线；8.模拟裂缝单元前盖；9.模拟裂缝单元；10.模拟裂缝单元后盖；11.排液管线；12.废液收集器；13.装置支撑架；14.压差传感器；15.信息处理系统；16.主机控制箱；17.供电线路；18.收集线路；19.单向阀；20.进液孔；21.出液孔；22.硅胶片；23.顶角；24.测量电极；25.模拟裂缝；26.岩板；27.供电电极；28.硅胶片；29.前、后盖螺口；30.不锈钢管壁；31.换能器；32.胶套。具体实施方案下面结合附图对本技术作进一步说明。一种酸液指进大尺寸物理模拟装置，分为液体泵注单元、模拟裂缝单元、压力监测及控制单元和图像采集处理单元四大结构单元。首先，液体泵注单元中，储液罐1与高压恒流泵2相连，高压恒流泵2以恒定流速将中间容器A3及中间容器B4的液体通过耐酸耐压5、六通阀A6、进液管线7、单向阀19泵入到模拟裂缝单元9的进液孔20中。其次，模拟裂缝单元9中，不锈钢管壁30与模拟裂缝单元前盖8和模拟裂缝单元后盖10通过螺口29螺旋拧紧，形成圆柱箱体结构，模拟裂缝单元前盖8侧面设有进液孔20，进液孔20与进液管线7相连，后盖10侧面设有出液孔21，出液孔21与排液管线11相连，进液管线7和排液管线11上均安装有单向阀19，排液管线11经单向阀19与六通阀B6-1相连，六通阀B6-1通过管线连接到废液收集器12；模拟裂缝单元9中，不锈钢管壁30两端设有内螺纹，邻近内螺纹处设有顶角23，胶套32放置于不锈钢管壁30中间，两块岩板26放置于胶套32中的卡缝内，在胶套32内部设有供电电极27、测量电极24和换能器31；整个模拟裂缝单元9由装置支撑架13固定支撑。再次，压力监测及控制单元，在模拟裂缝单元9的进液孔20和出液孔21处安装有压差传感器14，压差传感器14与主机控制箱16相连。最后，图像采集处理单元，供电电极27、测量电极24和换能器31与信息处理系统15用数据线相连。本技术的工作过程如下:模拟前：先依次在模拟裂缝单元内放置胶套，岩板，硅胶片，并在前后盖上放好硅胶片，然后旋紧前后盖，连接好进液管线和排液管线。模拟中：先让前置液充满整个裂缝通道，打开供电电极、测量电极和换能器记录此时缝内画面；然后酸液经单向阀、进液管线和进液孔进入模拟裂缝内，此时因为缝内电阻率和声阻抗发生了变化，信息处理系统记录下不同的画面；最后酸液经出液孔，排液管线和单向阀进入到废液收集器中。模拟后：先旋松前后盖，卸掉岩板，清理装置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.酸液指进大尺寸物理模拟装置，是由液体泵注单元、模拟裂缝单元、压力监测及控制单元和图像采集处理单元构成，其特征在于：液体泵注单元中，储液罐(1)通过管线与高压恒流泵(2)相连，高压恒流泵(2)出液端通过管线分别与装前置液的中间容器A(3)及装酸液的中间容器B(4)相连接，中间容器A(3)和中间容器B(4)用耐酸耐压管线(5)与六通阀A(6)相连，六通阀(6)与模拟裂缝单元前盖(8)之间通过进液管线(7)连接；模拟裂缝单元中，不锈钢管壁(30)与前盖(8)和后盖(10)通过螺口(29)旋转连接，形成圆柱箱体结构，模拟裂缝单元前盖(8)侧面设有进液孔(20)，进液孔(20)与进液管线(7)相连，后盖(10)侧面设有出液孔(21)，出液孔(21)与排液管线(11)相连，进液管线(7)和排液管线(11)上均安装有单向阀(19)，排液管线(11)经单向阀(19)与六通阀B(6‑1)相连，六通阀B(6‑1)通过管线连接到废液收集器(12)；模拟裂缝单元(9)中，不锈钢管壁(30)两端设有内螺纹，邻近内螺纹处设有顶角(23)，胶套(32)放置于不锈钢管壁(30)中间，两块岩板(26)放置于胶套(32)中的卡缝内，在胶套(32)内部设有供电电极(27)、测量电极(24)和换能器(31)；整个模拟裂缝单元(9)由装置支撑架(13)固定支撑；压力监测及控制单元，在模拟裂缝单元(9)的进液孔(20)和出液孔(21)处安装有压差传感器(14)，压差传感器(14)与主机控制箱(16)相连；图像采集处理单元，供电电极(27)、测量电极(24)和换能器(31)与信息处理系统(15)用数据线相连。...

【技术特征摘要】
1.酸液指进大尺寸物理模拟装置，是由液体泵注单元、模拟裂缝单元、压力监测及控制单元和图像采集处理单元构成，其特征在于：液体泵注单元中，储液罐(1)通过管线与高压恒流泵(2)相连，高压恒流泵(2)出液端通过管线分别与装前置液的中间容器A(3)及装酸液的中间容器B(4)相连接，中间容器A(3)和中间容器B(4)用耐酸耐压管线(5)与六通阀A(6)相连，六通阀(6)与模拟裂缝单元前盖(8)之间通过进液管线(7)连接；模拟裂缝单元中，不锈钢管壁(30)与前盖(8)和后盖(10)通过螺口(29)旋转连接，形成圆柱箱体结构，模拟裂缝单元前盖(8)侧面设有进液孔(20)，进液孔(20)与进液管线(7)相连，后盖(10)侧面设有出液孔(21)，出液孔(21)与排液管线(11)相连，进液管线(7)和排液管线(11)上均安装有单向阀(19)，排液管线(11)经单向阀(19)与六通阀B(6-1)相连，六通阀B(6-1)通过管线连接到废液收集器(12)；模拟裂缝单元(9)中，不锈钢管壁(30)两端设有内螺纹，邻近内螺纹处设有顶角(23)，胶套(32)放置于不锈钢管壁(30)中间，两块岩板(26)放置于胶套(32)中的卡缝内，在胶套(32)内部设有供电电极(27)、测量电极(24)和换能器(31)；整个模拟裂缝单元(9)由装置支撑架(13)固定支撑；压力监测及控制单元，在模拟裂缝单元(9)的进液孔(20)和出液孔(21)处...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兆中，郑昕，李小刚，朱利勇，刘云锐，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川,51