一种模拟裂缝转向压裂的实验装置制造方法及图纸

一种模拟裂缝转向压裂的实验装置，包括通过管线系统相连的泵、中间容器部和压裂实验设备；在所述压裂实验设备内设置有模拟井筒和射孔，所述泵通过中间容器部、模拟井筒的射孔向压裂实验设备内注入压裂液或暂堵剂。针对缝内转向实验和暂堵剂铺置规律的研究较少，缺少必要室内实验装置。该实用新型专利技术以相关理论为基础，结合现场施工以及地下储层实际条件，基于相似性准则设计并制作“裂缝转向压裂实验装置”，使用该装置可进行不同类型暂堵剂性能评价、暂堵剂铺置规律以及裂缝转向规律等实验研究。使用该装置可以进行不同类型暂堵剂以及不同暂堵剂铺置方式对缝内转向的影响实验研究，研究结果对现场施工有一定借鉴意义。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟裂缝转向压裂的实验装置
本技术涉及一种模拟裂缝转向压裂的实验装置，属于油气田开发的

技术介绍
随着社会的不断发展，世界的石油需求量日益增加，大多数整装油田的开发已陆续步入高含水中后期，深层、超深层及非常规油气资源越来越成为勘探开发的新区域。我国低渗透油田的石油资源量占全国石油总资源量的30％，开发潜力巨大。水力压裂是通过在地层形成具有高导流能力裂缝，从而达到增产效果的一项技术，适用于低渗透油气藏，随着压裂井的长时间开发生产，被水力裂缝触及到的泄油区内原油采收率很高，但是泄油区外的原油动用程度很低，所以对储层进行转向压裂改造，形成多条具有高导流能力的裂缝显得至关重要。转向压裂的关键技术就是实现裂缝内转向，裂缝能够进入未开采区域，裂缝数目明显多于过去的常规压裂技术，其导流能力也大大增加。近年来，随着水力压裂技术水平的提高，国内外各大油田逐渐把目光放在使水力裂缝最大程度地触及含油区的问题上，陆续采用段内多裂缝技术或者缝内转向压裂技术，以提高储层裂缝的复杂程度，使产量最大化。缝内转向压裂技术是通过在压裂过程中加入暂堵剂，在水力压裂的主裂缝通道产生桥堵，使后面注入的工作液不能继续深入地层深处，形成高于裂缝破裂压力的压差值。当地下压力达到地应力改变后的地层或交界面临界破裂压力时，会在主裂缝的纵向或横向上产生新的分支裂缝，可以连通油气层深处的未被动用泄油区或天然裂缝，缝内支撑剂的铺置也会发生变化，而且暂堵剂会在一定时间内自动解堵，不会对油层造成污染，会使储层内的缝网更加复杂化，增加了油水层泄流面积，提高了原油的采收率和注入水的利用率。暂堵剂的正确选择和合理铺置是影响缝内暂堵转向压裂技术的关键因素。在转向压裂施工过程中，暂堵剂能否在主裂缝内形成足以产生新裂缝的有效封堵和能否在一定的时间内解堵，对整个转向压裂的施工及增产效果有非常重要的影响。目前国内缺少对于缝内暂堵转向压裂模拟研究的必要实验装置。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种模拟裂缝转向压裂的实验装置。本技术设计了模拟暂堵剂在主裂缝内形成有效封堵进行转向压裂的实验装置，目的是对暂堵剂进行筛选，探究暂堵剂的不同铺置参数对转向压裂效果的影响，优选暂堵剂的铺置参数。这关系到能否实现缝内转向压裂，对预测暂堵剂的暂堵效果、设计转向压裂施工参数和方案分析有非常重要的作用，对现场施工也有一定的指导意义。本技术的技术方案如下：一种模拟裂缝转向压裂的实验装置，包括通过管线系统相连的泵、中间容器部和压裂实验设备；在所述压裂实验设备内设置有模拟井筒和射孔，所述射孔设置在所述模拟井筒上，所述泵通过中间容器部、模拟井筒的射孔向压裂实验设备内注入压裂液或暂堵剂。根据本技术优选的，所述泵为柱塞泵，耐压5～10MPa，排量为0～300L/h。此设计通过调节柱塞长度控制泵的排量。根据本技术优选的，所述管线系统包括管线，所述管线的内径为2～10mm；优选的，所述管线系统还包括压力表、流量计和配电箱，所述压力表和流量计均为电子压力表和电子流量计，所述配电箱用于：当所述实验装置的压力超出承压能力10MPa时，对实验装置立即断电停止运行。根据本技术优选的，所述中间容器部包括至少两个并联的中间容器，所述中间容器的进液口通过第一多通阀与泵相连；所述中间容器的出液口通过第二多通阀、高压接头与所述压裂实验设备相连。本技术中，所述管线连接至少两个中间容器，可优选不锈钢材质的中间容器，不同的中间容器分别用于盛放压裂液或暂堵剂，其工作原理主要是：泵入的液体通过管线进入中间容器，向所述中间容器内的活塞施加压力，受压后的活塞驱动中间容器内的液体进入压裂实验设备。当压裂实验设备需要泵入压裂液时，将盛放压裂液的中间容器的阀门打开，将盛放暂堵剂的中间容器的阀门关闭，驱动压裂液进入压裂实验设备；当需要加入暂堵剂时，将盛放压裂液的中间容器的阀门关闭，将盛放暂堵剂的中间容器的阀门打开，驱动暂堵剂进入压裂实验设备。本技术采用至少两个并联中间容器的主要优点有：(1)采用不锈钢材料，耐腐蚀，使用时间长；(2)压裂液和暂堵剂互不影响，中间容器分别盛放两种液体，可以随时转换注入的液体，同时也避免了泵内原有其他流体的预存量对实验结果产生影响；(3)柱塞泵泵入液体的主要作用是驱动中间容器内的活塞，该液体的性质对实验结果无影响，所以可以注入对压裂实验装置无腐蚀的液体，比如说清水，使柱塞泵的使用时间更长。根据本技术优选的，所述压裂实验设备包括：密封腔体、在所述密封腔体内轴向设置有模拟井筒和射孔。本技术中，将待实验的模拟岩心置于所述密封腔体内，通过模拟井筒和射孔对出现裂缝的模拟岩心进行转向压裂。在使用本技术时，根据现场压裂情况来模拟实验，采用相似原则，可以选用水泥块为模拟岩心，用于模拟将要被压开的地层，密封腔体模拟整个密闭的大地环境。根据本技术优选的，所述模拟井筒包括设置在所述密封腔体内的内筒和连接在所述高压接头和压裂实验设备之间的外筒，所述内筒和外筒通过螺纹相连。根据本技术优选的，所述内筒和外筒分别通过螺纹与密封腔体的下盖相连。本技术中，整个模拟井筒可以通过螺纹与腔体下盖联接，两处螺纹联接可以实现井筒与整个腔体装置的密封。根据本技术优选的，所述内筒和外筒的内径均为8～10mm，所述射孔直径为4～6mm。本技术中，为了使进入模拟井筒的压裂液从射孔处排出，将内筒顶端做成封闭的。整个模拟井筒的内径为8～10mm，射孔直径为4～6mm，在所述内筒的对称两侧设置多个射孔，轴向一侧相邻射孔的间距为10～20mm，且射孔处于密封腔体内部中心。根据本技术优选的，在所述密封腔体的下盖的上部和下部分别设置有安装槽，所述内筒的下端和外筒的上端的横截面形状均与所述安装槽形状相适应。优选的，所述安装槽为六角棱形，内筒的六角棱柱配合下盖中心的安装槽的作用是将整个模拟井筒定位于密封腔体中心，外筒的六角棱柱是用于方便外筒与下盖的装配。本技术的优势：目前对于缝内转向压裂的研究主要集中在暂堵剂的合成、性能评价以及裂缝暂堵位置处应力场变化规律等几个方面。针对缝内转向实验和暂堵剂铺置规律的研究较少，缺少必要室内实验装置。该技术以相关理论为基础，结合现场施工以及地下储层实际条件，基于相似性准则设计并制作″裂缝转向压裂实验装置″，使用该装置可进行不同类型暂堵剂性能评价、暂堵剂铺置规律以及裂缝转向规律等实验研究。使用该装置可以进行不同类型暂堵剂以及不同暂堵剂铺置方式对缝内转向的影响实验研究，研究结果对现场施工有一定借鉴意义。附图说明图1是本技术实施例中所述水泥块裂缝的原理示意图；图2是本技术所述实验装置的整体结构示意图；图3是本技术所述中间容器部的结构示意图；图4是本技术所述压裂实验设备的爆炸示意图；图5是本技术所述压裂实验设备的整体结构图；图6是本技术所述模拟井筒的整体结构示意图；图7是本技术所述压裂液实验设备所用的法兰。在图1-7中，1、第一次压裂后的裂缝；2、铺置暂堵剂的位置；3、第二次压裂转向后的裂缝；4、水泥块；5、泵；6、管线系统；7、中间容器部；7-1、盛放压裂液的中间容器；7-2、盛放暂堵剂的中间容器；7-3、第一三通阀；7-4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟裂缝转向压裂的实验装置，其特征在于，该实验装置包括通过管线系统相连的泵、中间容器部和压裂实验设备；在所述压裂实验设备内设置有模拟井筒和射孔，所述射孔设置在所述模拟井筒上，所述泵通过中间容器部、模拟井筒的射孔向压裂实验设备内注入压裂液或暂堵剂。

【技术特征摘要】
1.一种模拟裂缝转向压裂的实验装置，其特征在于，该实验装置包括通过管线系统相连的泵、中间容器部和压裂实验设备；在所述压裂实验设备内设置有模拟井筒和射孔，所述射孔设置在所述模拟井筒上，所述泵通过中间容器部、模拟井筒的射孔向压裂实验设备内注入压裂液或暂堵剂。2.根据权利要求1所述的一种模拟裂缝转向压裂的实验装置，其特征在于，所述泵为柱塞泵，耐压5～10MPa，排量为0～300L/h。3.根据权利要求1所述的一种模拟裂缝转向压裂的实验装置，其特征在于，所述管线系统包括管线，所述管线的内径为2～10mm。4.根据权利要求1所述的一种模拟裂缝转向压裂的实验装置，其特征在于，所述中间容器部包括至少两个并联的中间容器，所述中间容器的进液口通过第一多通阀与泵相连；所述中间容器的出液口通过第二多通阀、高压接头与所述压裂实验设备相连。5.根据权利要求4所述的一种模拟裂缝转向压裂的实验装置，其特征在于，所述压裂实验设备包括：密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：温庆志，张东晓，牟绍艳，雷刚，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：新型
国别省市：北京,11