本实用新型专利技术公开可视化围压状态下支撑剂沉降规律动态模拟装置，包括可视化人工裂缝框、加围压单元，所述可视化人工裂缝框包括透明面板、硅胶环、外框，所述外框左右两端具有压裂液入口、压裂液出口，所述透明面板上具有多个小孔，所述加围压单元包括依次连接的传压板、传压轴、加压泵，所述传压板与透明面板连接。本实用新型专利技术的突出亮点为加围压单元，该单元的设置将支撑剂在人工裂缝中的铺置实验真正还原到地层原始压力环境下，这是其他实验研究所不具备的一个重要条件，也是支撑剂铺置规律实验所应该考虑的现实因素，加围压的实现使其实验结果更具说服力，对现场施工的指导性更强。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于油气田开发
，尤其是涉及可视化围压状态下支撑剂沉降规律动态模拟装置。
技术介绍
随着世界经济的发展，对石油的依赖与需求已越来越大，常规油藏的产量和储采比都显示出日益降低的趋势，低渗油藏的勘探开发作为能源补充受到人们的重视。而水力压裂在低渗油田的增产开发中起着非常重要的作用，压裂形成的高导流能力裂缝不仅决定了油水井压裂后的增产、增注能力，而且还会影响到油藏的无水期采收率和最终采收率。而在水力压裂过程中，由于压裂液携砂能力、压裂液滤失等因素的影响，支撑剂在裂缝中的输送会大打折扣，导致部分已压裂的裂缝空间没有支撑剂充填。由于地应力作用，在压裂液返排后无支撑剂充填的裂缝又再次闭合，形成无效裂缝，使压裂增产效果受到严重影响。因此，对支撑剂有效铺置情况进行研究、预测是水力压裂增产改造的关键所在。迄今为止，国内外学者对支撑剂在压裂缝中的输送和沉降规律的研究主要集中在理论推导方面，现场施工常凭经验或者软件模拟，实验方面的研究很少，动态模拟围压状态下支撑剂沉降规律动态模拟装置国内外都还没出现。而现有的实验研究也都过于理想化忽略了地层围压这个现实条件，都是假设形成一定形状的固定裂缝，再研究支撑剂的铺置规律。这与现场实际施工动态不相符，实际中地层在围压下处于闭合状态，水力压裂先用前置液造缝，再注入携砂液，裂缝打开的同时支撑剂也在铺置。所以在实际施工中，压裂液是在有围压的情况下挤入地层，且裂缝宽度是变化的。目前，上述问题在现有实验装置中还没有得到解决，研发本装置的目的就在于模拟围压下地层水力压裂形成缝网及支撑剂沉降规律，使支撑剂铺置规律的实验研究更切合实际，为页岩气藏及其他低渗油气藏的水力压裂裂缝参数设计、施工参数优化、支撑剂优选提供更有力的理论依据。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种真正还原地层压力的可视化围压状态下支撑剂沉降规律动态模拟装置。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：可视化围压状态下支撑剂沉降规律动态模拟装置，包括可视化人工裂缝框、加围压单元，所述可视化人工裂缝框包括透明面板、硅胶环、外框，所述外框左右两端具有压裂液入口、压裂液出口，所述透明面板上具有多个小孔，所述加围压单元与透明面板连接。进一步的是，所述加围压单元包括依次连接的传压板、传压轴、加压泵，所述传压板与透明面板连接。进一步的是，所述可视化人工裂缝框旁还设有支撑单元，所述支撑单元包括连接支架、侧支架和安装在侧支架底端的底支架，所述侧支架为中空的长方体且左端具有开口，所述可视化人工裂缝框、加围压单元均位于侧支架内，所述透明面板与开口相对，所述外框底端通过连接支架连接在侧支架内。本技术的有益效果：本技术的可视化围压状态下支撑剂沉降规律动态模拟装置能够实现和记录实际地层围压下支撑剂在裂缝动态张开时的可视化动态铺置，让支撑剂在人工裂缝中的铺置实验能更真实地模拟现场情况，提高实验效果，对现场压裂施工具有指导意义。本技术的突出亮点为加围压单元，该单元的设置将支撑剂在人工裂缝中的铺置实验真正还原到地层原始压力环境下，这是其他实验研究所不具备的一个重要条件，也是支撑剂铺置规律实验所应该考虑的现实因素，加围压的实现使其实验结果更具说服力，对现场施工的指导性更强。附图说明图1为本技术示例性实施例的可视化围压状态下支撑剂沉降规律动态模拟装置中可视化人工裂缝框的立体结构示意图；图2为本技术示例性实施例的可视化围压状态下支撑剂沉降规律动态模拟装置中透明面板与传压板、传压轴的连接结构示意图；图3为本技术示例性实施例的可视化围压状态下支撑剂沉降规律动态模拟装置中可视化人工裂缝框、加围压单元及支撑单元的连接结构示意图。图中所示：1-透明面板，2-硅胶环，3-外框，301-压裂液入口，302-压裂液出口，4-连接支架，5-密封垫圈，6-加围压单元，601-传压板，602-传压轴，603-加压泵，7-支撑单元，701-侧支架，702-底支架。具体实施方式下面结合附图和实施例对技术做进一步详细的说明。如图1所示，本技术的可视化围压状态下支撑剂沉降规律动态模拟装置，包括可视化人工裂缝框、加围压单元6，所述可视化人工裂缝框包括透明面板1、硅胶环2、外框3，所述外框3左右两端具有压裂液入口301、压裂液出口302，所述透明面板1上具有多个小孔101，所述加围压单元6与透明面板1连接。如图1所示，加围压单元是模拟地层围压的组件，它能给可视化人工裂缝框加压使压裂沉降过程更贴近地层真实情况，所述可视化人工裂缝框包括硅胶环2、两块透明面板1和两个外框3。其中，硅胶环2的横截面形状为Y字形，所述Y字形的开口部分为硅胶环内圈且Y字形的闭口部分为硅胶环外圈。两块透明面板1平行地固定在硅胶环2内圈中，两个外框3平行地夹住硅胶环2外圈并固定。外框3上设置有螺栓孔，则两个外框3之间通过螺栓进行夹紧固定，并且为了避免渗漏并确保装置密封性，优选地在两个外框3之间设置密封垫圈5。本技术采用了在透明面板1和外框3之间用硅胶环2相连接的方案，利用硅胶环2的弹性实现了透明面板1由由最初闭合到到受到流体压力的冲击而逐渐张开的过程，反应了地层中裂缝从最初的闭合到后来由于携砂液进入而造成裂缝张开并实现支撑剂铺置的动态过程，真实、完整地模拟了现场的实际工矿。并且，透明面板1能够让实验被直观地观察到，方便记录实验数据。根据实验要求，透明面板1为PC阳光板并且它的抗压压力>60MPa，可适应实验时模拟的地层围压，并且有利于设备的长期维护和清洗。整套实验装置在承受25MPa的条件下设计组装，实验时压力控制在20MPa下既可满足模拟所需的围压又不会超过安全范围。根据本技术，透明面板1上均布有多个小孔101，小孔均布于透明面板1的表面且形状尺寸一致。可视化人工裂缝框还包括用于对小孔101进行封堵的封堵件(未示出)。在不同的现场地层渗透率的情况下，可根据需要选择性地封堵部分小孔，让装置实验时的漏失率更接近于现场地层情况，更真实地模拟现场地层的渗透情况以及支撑剂在不同漏失率情况下的沉降和铺置规律。根据本技术，外框3的两侧设置有开口并且两个外框在可视化人工裂缝框的两侧分别形成压裂液入口301和压裂液出口302，从而能够向可视化人工裂缝框中泵入和排出压裂液。外框3为金属材质，以保证强度和使用寿命。为了更好的模拟地层压力，优选的实施方式是，所述加围压单元6包括依次连接的传压板601、传压轴602、加压泵603，所述传压板601与透明面板1连接。压力在加压泵603处产生经传压轴602、传压板601传递到可视化人工裂缝框到加围压的目的，对加压泵进行压力调节可实现不同围压的模拟。为了便于观察以及实验的记录，本实验新型中的可视化人工裂缝框和加围压单元需要配合支撑单元使用，支撑单元需要满足易安装和易拆卸的要求，并且需要在实验过程中能够支撑并固定住可视化人工裂缝框和加围压单元，因此优选的实施方式是，所述可视化人工裂缝框旁还设有支撑单元7，所述支撑单元7包括连接支架4、侧支架701和安装在侧支架701底端的底支架702，所述侧支架701为中空的长方体且左端具有开口，所述可视化人工裂缝框、加围压单元6均位于侧支架701内，所述透明面板1与开口相对，即可从本文档来自技高网...
【技术保护点】
可视化围压状态下支撑剂沉降规律动态模拟装置，其特征在于，包括可视化人工裂缝框、加围压单元(6)，所述可视化人工裂缝框包括透明面板(1)、硅胶环(2)、外框(3)，所述外框(3)左右两端具有压裂液入口(301)、压裂液出口(302)，所述透明面板(1)上具有多个小孔(101)，所述加围压单元(6)与透明面板(1)连接。
【技术特征摘要】
1.可视化围压状态下支撑剂沉降规律动态模拟装置，其特征在于，包括可视化人工裂缝框、加围压单元(6)，所述可视化人工裂缝框包括透明面板(1)、硅胶环(2)、外框(3)，所述外框(3)左右两端具有压裂液入口(301)、压裂液出口(302)，所述透明面板(1)上具有多个小孔(101)，所述加围压单元(6)与透明面板(1)连接。2.根据权利要求1所述的可视化围压状态下支撑剂沉降规律动态模拟装置，其特征在于，所述加围压单元(6)包括依次连接的传压板(601)、传压轴(602)、加压泵(60...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗志锋，王江，赵立强，刘平礼，李年银，何思源，李骏，周长林，张杨，万亭宇，刘玥，郭玉杰，陈瑶，李化，刘昱伶，李文鑫，张作伟，郭晓东，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川;51
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