页岩层理内支撑剂运移模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种页岩层理内支撑剂运移模拟装置，包括连续配液系统、自动混砂系统和控制与数据处理系统，还包括层理缝内流动模拟系统，连续配液系统和自动混砂系统连接，自动混砂系统和层理缝内流动模拟系统连接，层理缝内流动模拟系统和控制与数据处理系统连接。本实用新型专利技术可以实现压裂现场段塞式加砂、连续加砂及多种液体体系混合压裂泵注程序模拟，实现不同裂缝支撑效果定量评价，为现场泵注程序模拟优化、压裂参数定量评价提供理论基础与实验支撑。

【技术实现步骤摘要】
页岩层理内支撑剂运移模拟装置
本技术涉及一种模拟装置，尤其涉及一种页岩层理内支撑剂运移模拟装置。
技术介绍
页岩储层层理较发育，室内露头压裂模拟实验及现场压裂裂缝监测显示，水力压裂改造易开启水平层理，尤其是垂向应力与最小水平主应力较小时，更易形成水平裂缝为主的改造裂缝。水平层理裂缝的开启，限制了水力裂缝垂向延伸，降低垂向储层动用程度，同时水平层理裂缝内支撑剂更容易近井筒堆积，远端裂缝支撑减少，影响压裂改造效果。因此，研究页岩层理内支撑剂运移规律，探索多层理间支撑剂运移机理，对于提高层理页岩压裂裂缝导流能力，提高压裂改造效果有重要的意义。目前对于支撑剂运移模拟测试装置，明显存在以下的不足与缺点：（1）未见页岩层理内支撑剂水平运移模拟实验装置发表；（2）不能模拟多层页岩层理间支撑剂水平运移与垂向运移；（3）不能实现压裂携砂液的自动定量混配；（4）不能实现压后层理裂缝支撑效果定量评价。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种页岩层理内支撑剂运移模拟装置。本技术可以实现压裂现场段塞式加砂、连续加砂及多种液体体系混合压裂泵注程序模拟，实现不同裂缝支撑效果定量评价，为现场泵注程序模拟优化、压裂参数定量评价提供理论基础与实验支撑。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种页岩层理内支撑剂运移模拟装置，包括连续配液系统、自动混砂系统和控制与数据处理系统，其特征在于：还包括层理缝内流动模拟系统，连续配液系统和自动混砂系统连接，自动混砂系统和层理缝内流动模拟系统连接，层理缝内流动模拟系统和控制与数据处理系统连接；所述层理缝内流动模拟系统包括第一模拟井筒、第二模拟井筒、第一水平层理缝、第二水平层理缝、0°垂直缝、45°垂直缝、90°垂直缝、第三水平层理缝、第三模拟井筒、第四模拟井筒和第五模拟井筒，第一水平层理缝为平行设置的两条，两条第一水平层理缝的入口端通过第一模拟井筒连接，出口端通过第四模拟井筒连接；第二水平层理缝为平行设置的两条，两条第二水平层理缝的入口端通过第二模拟井筒连接，出口端通过第五模拟井筒连接；第三水平层理缝为平行设置的两条，出口端通过第三模拟井筒连接；0°垂直缝为平行设置的两条，上端分别与两条第一水平层理缝连接，下端分别与两条第二水平层理缝连接；45°垂直缝为平行设置的两条，上端分别与两条第一水平层理缝连接，下端分别与两条第二水平层理缝连接；90°垂直缝为平行设置的两条，下端分别与两条第二水平层理缝连接，中部分别与两条第一水平层理缝连接，上端分别与两条第三水平层理缝的入口端连接。所述连续配液系统包括三个带有搅拌功能的配液罐，三个配液罐并联设置，且每个配液罐均串联连接有电磁阀。所述自动混砂系统包括供液泵、混砂罐、携砂液泵和自动加砂装置，供液泵、混砂罐和携砂液泵依次串联连接，自动加砂装置与混砂罐连接，连续配液系统的出口端连接到供液泵。所述控制与数据处理系统包括压力传感器、视频采集装置和控制及数据处理器，压力传感器分别与层理缝内流动模拟系统和控制与数据处理器连接，视频采集装置与控制及数据处理器连接用于采集各缝内的支撑剂流动视频。所述携砂液泵与二条并联设置的管线的入口端连接，每条管线上依次设置有流量计和阀门，二条并联设置的管线出口端分别与第一模拟井筒和第二模拟井筒入口连接。所述第三模拟井筒、第四模拟井筒、第五模拟井筒的出口分别于并联设置的三条管线连接，每条管线上依次设置有阀门和流量计，三条管线连接到过滤液罐，过滤液罐通过循环液泵连接到连续配液系统的入口端形成循环管路。采用本技术的优点在于：1、利用该装置，能够较真实的模拟页岩层理内支撑剂运移规律，探索支撑剂流动机理，用以指导层理页岩水力压裂过程中采用合理的施工排量、液体体系、加砂模式，为提高支撑层理裂缝导流能力，探索层理页岩高效压裂技术工艺提供实验与理论支撑。2、该实验装置与相应实验评价方法，可以实现压裂现场段塞式加砂、连续加砂及多种液体体系混合压裂泵注程序模拟，同时借助实验图像扫描法，建立裂缝支撑面积函数建立，实现不同裂缝支撑效果定量评价，为现场泵注程序模拟优化、压裂参数定量评价提供理论基础与实验支撑。3、原理可靠，测试准确，便于观察，能较真实的反映页岩储层水平层理缝空间分布形态。本技术不仅可以用于模拟多层水平层理缝内支撑剂流动规律，也可以实现层理缝间垂向支撑剂流动模拟，同时自动混砂系统及砂浓度自动控制保证了实验砂浓度的稳定性，最为关键的是A（x,t）客服了前期实验装置数据非定量处理的实验方法缺陷，为定量优化实验参数提供了理论及实验依据。4、本技术包括3条水平层理缝与3条垂直裂缝，实现支撑剂在水平向与垂向间的流动模拟；连续混配供液系统包括配液装置及自动定量加砂装置，实现3种压裂液体系的自动混配，多种类型支撑剂的自动定量加入。该实验与评价方法，可以实现压裂现场段塞式加砂、连续加砂及多种液体体系混合压裂泵注程序模拟，同时借助实验图像扫描法，建立裂缝支撑面积函数建立，实现不同裂缝支撑效果定量评价。5、本技术对未来层理发育页岩储层水力压裂设计优化、页岩气高效开发有广阔的应用前景。附图说明图1为本技术装置结构示意图；图2层理缝内流动模拟系统结构示意图；图中标记为：1、配液罐；2、电磁阀；3、供液泵；4、混砂罐；5、携砂液泵；6、流量计；7、阀门；8、层理缝内流动模拟系统；9、过滤液罐；10、循环液泵；11、自动加砂装置；12、压力传感器；13、视频采集装置；14、控制及数据处理器；15、第一模拟井筒；16、第二模拟井筒；17、第一水平层理缝；18、第二水平层理缝；19、0°垂直缝；20、45°垂直缝；21、90°垂直缝；22、第三水平层理缝；23、第三模拟井筒；24、第四模拟井筒；25、第五模拟井筒。具体实施方式实施例1一种页岩层理内支撑剂运移模拟装置，包括连续配液系统、自动混砂系统和控制与数据处理系统，还包括层理缝内流动模拟系统8，连续配液系统和自动混砂系统连接，自动混砂系统和层理缝内流动模拟系统连接，层理缝内流动模拟系统8和控制与数据处理系统连接；所述层理缝内流动模拟系统8包括第一模拟井筒15、第二模拟井筒16、第一水平层理缝17、第二水平层理缝18、0°垂直缝19、45°垂直缝20、90°垂直缝21、第三水平层理缝22、第三模拟井筒23、第四模拟井筒24和第五模拟井筒25，第一水平层理缝17为平行设置的两条，两条第一水平层理缝17的入口端通过第一模拟井筒15连接，出口端通过第四模拟井筒24连接；第二水平层理缝18为平行设置的两条，两条第二水平层理缝18的入口端通过第二模拟井筒16连接，出口端通过第五模拟井筒25连接；第三水平层理缝22为平行设置的两条，出口端通过第三模拟井筒23连接；0°垂直缝19为平行设置的两条，上端分别与两条第一水平层理缝17连接，下端分别与两条第二水平层理缝18连接；45°垂直缝20为平行设置的两条，上端分别与两条第一水平层理缝17连接，下端分别与两条第二水平层理缝18连接；90°垂直缝21为平行设置的两条，下端分别与两条第二水平层理缝18连接，中部分别与两条第一水平层理缝17连接，上端分别与两条第三水平层理缝22的入口端连接。所述连续配液系统包括三个带有搅拌功能的配液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种页岩层理内支撑剂运移模拟装置，包括连续配液系统、自动混砂系统和控制与数据处理系统，其特征在于：还包括层理缝内流动模拟系统（8），连续配液系统和自动混砂系统连接，自动混砂系统和层理缝内流动模拟系统（8）连接，层理缝内流动模拟系统（8）和控制与数据处理系统连接；所述层理缝内流动模拟系统（8）包括第一模拟井筒（15）、第二模拟井筒（16）、第一水平层理缝（17）、第二水平层理缝（18）、0°垂直缝（19）、45°垂直缝（20）、90°垂直缝（21）、第三水平层理缝（22）、第三模拟井筒（23）、第四模拟井筒（24）和第五模拟井筒（25），第一水平层理缝（17）为平行设置的两条，两条第一水平层理缝（17）的入口端通过第一模拟井筒（15）连接，出口端通过第四模拟井筒（24）连接；第二水平层理缝（18）为平行设置的两条，两条第二水平层理缝（18）的入口端通过第二模拟井筒（16）连接，出口端通过第五模拟井筒（25）连接；第三水平层理缝（22）为平行设置的两条，出口端通过第三模拟井筒（23）连接；0°垂直缝（19）为平行设置的两条，上端分别与两条第一水平层理缝（17）连接，下端分别与两条第二水平层理缝（18）连接；45°垂直缝（20）为平行设置的两条，上端分别与两条第一水平层理缝（17）连接，下端分别与两条第二水平层理缝（18）连接；90°垂直缝（21）为平行设置的两条，下端分别与两条第二水平层理缝（18）连接，中部分别与两条第一水平层理缝（17）连接，上端分别与两条第三水平层理缝（22）的入口端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种页岩层理内支撑剂运移模拟装置，包括连续配液系统、自动混砂系统和控制与数据处理系统，其特征在于：还包括层理缝内流动模拟系统（8），连续配液系统和自动混砂系统连接，自动混砂系统和层理缝内流动模拟系统（8）连接，层理缝内流动模拟系统（8）和控制与数据处理系统连接；所述层理缝内流动模拟系统（8）包括第一模拟井筒（15）、第二模拟井筒（16）、第一水平层理缝（17）、第二水平层理缝（18）、0°垂直缝（19）、45°垂直缝（20）、90°垂直缝（21）、第三水平层理缝（22）、第三模拟井筒（23）、第四模拟井筒（24）和第五模拟井筒（25），第一水平层理缝（17）为平行设置的两条，两条第一水平层理缝（17）的入口端通过第一模拟井筒（15）连接，出口端通过第四模拟井筒（24）连接；第二水平层理缝（18）为平行设置的两条，两条第二水平层理缝（18）的入口端通过第二模拟井筒（16）连接，出口端通过第五模拟井筒（25）连接；第三水平层理缝（22）为平行设置的两条，出口端通过第三模拟井筒（23）连接；0°垂直缝（19）为平行设置的两条，上端分别与两条第一水平层理缝（17）连接，下端分别与两条第二水平层理缝（18）连接；45°垂直缝（20）为平行设置的两条，上端分别与两条第一水平层理缝（17）连接，下端分别与两条第二水平层理缝（18）连接；90°垂直缝（21）为平行设置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦超，尹丛彬，钱斌，王素兵，袁灿明，段明峰，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，中国石油天然气集团公司，
类型：新型
国别省市：四川,51