一种耐压可视化的自支撑压裂工艺研究实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种耐压可视化的自支撑压裂工艺研究实验装置，包可视化流动模拟单元(100)，用于模拟自支撑压裂液体在炮眼、射孔带和裂缝平板内的流动分布过程和固化过程；可视化夹持控温单元(200)，与可视化流动模拟单元相连，用于对可视化流动模拟单元内的自支撑压裂液和通道压裂液进行加热，形成自支撑固相；供液控压单元(300)，与可视化流动模拟单元相连，用于向可视化流动模拟单元提供自支撑压裂液和通道压裂液；拍摄单元(400)，用于实时拍摄采集自支撑压裂液在可视化流动模拟单元内的流动分布过程和固化过程。本发明专利技术具有良好的耐压性能，能够实现可视化模拟自支撑压裂液在模拟流动空间内的流动分布规律。

A visual experimental device of self supporting fracturing technology

【技术实现步骤摘要】
一种耐压可视化的自支撑压裂工艺研究实验装置
本专利技术涉及石油开采领域，尤其属于采油采气增产措施工艺领域，特别是涉及一种耐压可视化的自支撑压裂工艺研究实验装置。
技术介绍
目前，在石油开采领域，面对目前体积压裂技术存在的滑溜水携带石英砂运移距离有限、加砂粒径极小、通常无法连续作业的技术难题。目前研发出一种全新的水力压裂工艺措施：液体自支撑压裂技术。对于液体自支撑压裂技术，其技术原理为：利用不混相的自支撑压裂液(常温下不含固相，为具有良好流动能力的液体，具有独特的热敏感性，被加热至一定温度时产生自支撑固相)与通道压裂液(常温下同样为不含固相且流动性良好的液体。通道压裂液与自支撑压裂液呈非互溶、非混相状态，具有降低自支撑压裂液滤失、控制自支撑压裂液在裂缝内分布的功能，以保证形成具有高导流能力的自支撑裂缝)将地层压开(或同时配合常规压裂液等)，利用自支撑压裂液所具有的特殊的热敏性质，在形成的裂缝中受地层的加热作用后，形成具有良好强度的自支撑固相，以支撑裂缝；同时，通过控制通道压裂液的液体性质与施工参数，控制形成自支撑固相在裂缝中的分布，以形成高导流能力的自支撑裂缝，达到提高油气井产能的目标。这一技术配合体积压裂技术使用时，可有效提高体积压裂后的有效改造体积，自支撑固相可在裂缝最深处形成与裂缝尺寸相匹配的大粒径支撑颗粒，大幅提高压后油气井的产量。根据自支撑压裂技术的原理，自支撑压裂形成具有一定形状与尺寸的自支撑固相的过程中，受到自支撑压裂液与通道压裂液(合并称为自支撑压裂液体系)的配方、两相液体比例、施工注液排量等参数的复杂影响，会导致形成具有不同形状和尺寸的自支撑固相。而不同形状和尺寸的自支撑固相，所形成的自支撑裂缝的导流能力差异极大。为了保证自支撑压裂技术的施工效果，掌握自支撑压裂液在地层等空间内的流动分布规律，需要对其进行模拟实验研究。由于压裂技术需要在大排量高泵压下泵注大量压裂液，因此，以高泵注压力与大排量进行自支撑压裂液体系注液的模拟实验时，在模拟流动空间(例如模拟的地层)内部的液体压力将大幅上升。目前，自支撑压裂液体系的流动过程分为以下几个步骤：1、自支撑压裂液与通道压裂液从不同的地面液罐中经过地面流动管线流动至混砂车(流动管线为地面低压3寸左右粗管线)；2、进入混砂车后从混砂车出口处的吸液泵(转速可达1450转/分钟)经过高速剪切后流出；3、经过压裂车后经由压裂撬管汇接至井口；4、经过井口采油树进入套管、油管或油管套管混合注入(根据具体施工设计)；5、经过射孔带进入地层裂缝。但是，目前还缺少一种实验装置，其具有良好的耐压性能，能够实现可视化模拟自支撑压裂液在模拟流动空间(例如模拟地层)内的流动分布规律，使自支撑压裂液可在模拟流动空间内固化，及时观察和掌握自支撑压裂液在模拟流动空间内的流动现象以及固化过程。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种耐压可视化的自支撑压裂工艺研究实验装置。为此，本专利技术提供了一种耐压可视化的自支撑压裂工艺研究实验装置，其特征在于，包括可视化流动模拟单元、可视化夹持控温单元、供液控压单元和拍摄单元，其中：可视化流动模拟单元，用于模拟自支撑压裂液体在炮眼、射孔带和裂缝平板内的流动分布过程和固化过程；可视化夹持控温单元，与可视化流动模拟单元相连，用于对可视化流动模拟单元内的自支撑压裂液和通道压裂液进行加热，形成自支撑固相；供液控压单元，与可视化流动模拟单元相连，用于向可视化流动模拟单元提供自支撑压裂液和通道压裂液；拍摄单元，用于实时拍摄采集自支撑压裂液在可视化流动模拟单元内的流动分布过程和固化过程，进而获得自支撑压裂液体模拟在炮眼、射孔带和裂缝平板内的流动分布过程和固化过程。其中，可视化流动模拟单元，具体包括：前后对称分布的、透明的两个第一有机玻璃和第二有机玻璃；第一有机玻璃和第二有机玻璃相对的一侧，分别具有液体流动凹槽；第一有机玻璃和第二有机玻璃相对的一侧(即内侧)的上下两端，相互贴合接触；第一有机玻璃和第二有机玻璃纵向固定连接在一起；第一有机玻璃和第二有机玻璃两者相对的一侧的液体流动凹槽前后合在一起后，形成横向分布的、中空的液体流动内腔；液体流动内腔的左右两端分别具有液体注入口和液体流出口；液体流动内腔左端的液体注入口上安装有中空的注入端壳体；液体流动内腔右端的液体流出口上安装有中空的流出端壳体；注入端壳体的顶部，与液体注入管相连通；流出端壳体的顶部，与液体流出管相连通；液体注入口，通过注入端壳体，与液体注入管相连通；液体流出口，通过流出端壳体，与液体流出管相连通；液体流出管，通过中空的连接管道，与一个中空的废液收集容器相连通。其中，注入端壳体的上下两端，分别具有一个流入端螺纹孔；其中，注入端壳体上端的流入端螺纹孔，与液体注入管相连通；注入端壳体下端的流入端螺纹孔，用丝堵进行密封；流出端壳体的上下两端，分别具有一个流出端螺纹孔；其中，流出端壳体上端的流出端螺纹孔，与液体流出管相连通；流出端壳体下端的流出端螺纹孔，用丝堵进行密封。其中，注入端壳体内部具有沿垂直上下方向分布的内腔；注入端壳体的右侧壁，开有横向贯穿分布的多个注入端模拟炮眼通道；注入端壳体的内腔与注入端模拟炮眼通道的左端相连通；注入端模拟炮眼通道的右端，与液体流动内腔左端的液体注入口相连通；流出端壳体内部具有沿垂直上下方向分布的内腔；流出端壳体的左侧壁，开有横向贯穿分布的多个流出端模拟裂缝尖端通道；流出端壳体的内腔，与流出端模拟裂缝尖端通道的右端相连通；流出端模拟裂缝尖端通道的左端，与液体流动内腔右端的液体流出口相连通。其中，注入端壳体的右侧壁，具有向右突出的注入端模拟炮眼通道设置凸块；多个注入端模拟炮眼通道横向贯穿注入端模拟炮眼通道设置凸块；注入端模拟炮眼通道设置凸块插入到液体流动内腔左端的液体注入口中；流出端壳体的左侧壁，具有向左突出的流出端模拟裂缝尖端通道设置凸块；多个流出端模拟裂缝尖端通道横向贯穿流出端模拟裂缝尖端通道设置凸块；流出端模拟裂缝尖端通道设置凸块，插入到液体流动内腔右端的液体流出口中。其中，注入端壳体和流出端壳体的前后两侧，分别固定连接一个垂直分布的螺栓固定块；位于注入端壳体和流出端壳体同一侧的两个螺栓固定块相互之间，通过横向分布的固定长螺栓固定连接在一起；第一有机玻璃和第二有机玻璃的上下两端，分别通过多个纵向分布的短螺栓固定连接在一起；液体注入管和液体流出管，分别连接与压力变送器的一个测量端；液体注入管和液体流出管上，还分别安装有一个流入与流出控制开关；注入端壳体右侧的注入端模拟炮眼通道设置凸块的四周外壁，套有一个注入端端面密封垫圈；注入端端面密封垫圈位于由第一有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐压可视化的自支撑压裂工艺研究实验装置，其特征在于，包括可视化流动模拟单元(100)、可视化夹持控温单元(200)、供液控压单元(300)和拍摄单元(400)，其中：/n可视化流动模拟单元(100)，用于模拟自支撑压裂液体在炮眼、射孔带和裂缝平板内的流动分布过程和固化过程；/n可视化夹持控温单元(200)，与可视化流动模拟单元(100)相连，用于对可视化流动模拟单元(100)内的自支撑压裂液和通道压裂液进行加热，形成自支撑固相；/n供液控压单元(300)，与可视化流动模拟单元(100)相连，用于向可视化流动模拟单元(100)提供自支撑压裂液和通道压裂液；/n拍摄单元(400)，用于实时拍摄采集自支撑压裂液在可视化流动模拟单元(100)内的流动分布过程和固化过程，进而获得自支撑压裂液体模拟在炮眼、射孔带和裂缝平板内的流动分布过程和固化过程。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐压可视化的自支撑压裂工艺研究实验装置，其特征在于，包括可视化流动模拟单元(100)、可视化夹持控温单元(200)、供液控压单元(300)和拍摄单元(400)，其中：
可视化流动模拟单元(100)，用于模拟自支撑压裂液体在炮眼、射孔带和裂缝平板内的流动分布过程和固化过程；
可视化夹持控温单元(200)，与可视化流动模拟单元(100)相连，用于对可视化流动模拟单元(100)内的自支撑压裂液和通道压裂液进行加热，形成自支撑固相；
供液控压单元(300)，与可视化流动模拟单元(100)相连，用于向可视化流动模拟单元(100)提供自支撑压裂液和通道压裂液；
拍摄单元(400)，用于实时拍摄采集自支撑压裂液在可视化流动模拟单元(100)内的流动分布过程和固化过程，进而获得自支撑压裂液体模拟在炮眼、射孔带和裂缝平板内的流动分布过程和固化过程。


2.如权利要求1所述的耐压可视化的自支撑压裂工艺研究实验装置，其特征在于，可视化流动模拟单元(100)，具体包括：前后对称分布的、透明的两个第一有机玻璃(71)和第二有机玻璃(72)；
第一有机玻璃(71)和第二有机玻璃(72)相对的一侧，分别具有液体流动凹槽(70)；
第一有机玻璃(71)和第二有机玻璃(72)相对的一侧的上下两端，相互贴合接触；
第一有机玻璃(71)和第二有机玻璃(72)纵向固定连接在一起；
第一有机玻璃(71)和第二有机玻璃(72)两者相对的一侧的液体流动凹槽(70)前后合在一起后，形成横向分布的、中空的液体流动内腔；
液体流动内腔的左右两端分别具有液体注入口和液体流出口；
液体流动内腔左端的液体注入口上安装有中空的注入端壳体(12)；
液体流动内腔右端的液体流出口上安装有中空的流出端壳体(13)；
注入端壳体(12)的顶部，与液体注入管(101)相连通；
流出端壳体(13)的顶部，与液体流出管(102)相连通；
液体注入口，通过注入端壳体(12)，与液体注入管(101)相连通；
液体流出口，通过流出端壳体(13)，与液体流出管(102)相连通；
液体流出管(102)，通过中空的连接管道，与一个中空的废液收集容器(31)相连通。


3.如权利要求2所述的耐压可视化的自支撑压裂工艺研究实验装置，其特征在于，注入端壳体(12)的上下两端，分别具有一个流入端螺纹孔(10)；
其中，注入端壳体(12)上端的流入端螺纹孔(10)，与液体注入管(101)相连通；
注入端壳体(12)下端的流入端螺纹孔(10)，用丝堵进行密封；
流出端壳体(13)的上下两端，分别具有一个流出端螺纹孔(11)；
其中，流出端壳体(13)上端的流出端螺纹孔(11)，与液体流出管(102)相连通；
流出端壳体(13)下端的流出端螺纹孔(110)，用丝堵进行密封。


4.如权利要求2所述的耐压可视化的自支撑压裂工艺研究实验装置，其特征在于，注入端壳体(12)内部具有沿垂直上下方向分布的内腔；
注入端壳体(12)的右侧壁，开有横向贯穿分布的多个注入端模拟炮眼通道(3)；
注入端壳体(12)的内腔与注入端模拟炮眼通道(3)的左端相连通；
注入端模拟炮眼通道(3)的右端，与液体流动内腔左端的液体注入口相连通；
流出端壳体(13)内部具有沿垂直上下方向分布的内腔；
流出端壳体(13)的左侧壁，开有横向贯穿分布的多个流出端模拟裂缝尖端通道(5)；
流出端壳体(13)的内腔，与流出端模拟裂缝尖端通道(5)的右端相连通；
流出端模拟裂缝尖端通道(5)的左端，与液体流动内腔右端的液体流出口相连通。


5.如权利要求4所述的耐压可视化的自支撑压裂工艺研究实验装置，其特征在于，注入端壳体(12)的右侧壁，具有向右突出的注入端模拟炮眼通道设置凸块(301)；
多个注入端模拟炮眼通道(3)横向贯穿注入端模拟炮眼通道设置凸块(301)；
注入端模拟炮眼通道设置凸块(301)插入到液体流动内腔左端的液体注入口中；
流出端壳体(13)的左侧壁，具有向左突出的流出端模拟裂缝尖端通道设置凸块(50)；
多个流出端模拟裂缝尖端通道(5)横向贯...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴宇昕，高清祥，景海权，付大其，高弘，赵子豪，吴恺，蔡晴琴，王冬梅，杨扬，李庆华，张谦，
申请(专利权)人：大港油田集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津;12