【技术实现步骤摘要】
水力压裂断裂传播机制与压裂后效试验系统及方法
本专利技术属于非常规油气（如页岩气、密砂岩气和煤层气）开发
，具体涉及一种水力压裂断裂传播机制与压裂后效试验系统及方法。
技术介绍
水力压裂是非常规天然气（如页岩气、密砂岩气和煤层气）开发的主要技术，通过向地下储层注入压力流体，使储层扩张、开裂和渗透率增加，从而使储层内部天然气解吸、扩散、渗流汇聚，通过井筒钢管流向地面。断裂传播机制是水力压裂的基本物理机制，是储层岩石物理力学性质、地应力、流体流量和粘性以及注入时间等诸因素相互作用的综合反映，决定了裂缝长度、张开度和流体压力分布及其时间演化。断裂传播机制涉及诸多因素的影响，但是可通过三个无量纲参数：地应力系数、韧性系数和滤失系数：（1）从诸多因素中识别出来。这些因素包括地应力、流量、流体注入时间t,以及平面应变粘性、滤失性、储层弹性和断裂韧性。这些平面应变参数通过以下换算得到,（2）其中E,v分别是杨氏模量和泊松比，是断裂韧性，是流体粘度，是滤失系数,是实际的注入体积流量，h是岩层厚度...
【技术保护点】
1.水力压裂断裂传播机制与压裂后效试验系统，其特征在于：包括泵压系统和水平设置的底板，底板上垂直设有四根在一个正方形四个顶点位置布置的立柱，立柱上端水平设有顶板，底板上在四根立柱之间设有安装框架，安装框架底部设有滚轮，安装框架内设置有水平设置的板式试件组件，安装框架前侧和左侧分别设有第一水平加压装置和第二水平加压装置，顶板上设有垂直加压装置和高速摄像装置，板式试件组件中部上侧设有进液口，进液口通过高压管与泵压系统连接。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.水力压裂断裂传播机制与压裂后效试验系统，其特征在于：包括泵压系统和水平设置的底板，底板上垂直设有四根在一个正方形四个顶点位置布置的立柱，立柱上端水平设有顶板，底板上在四根立柱之间设有安装框架，安装框架底部设有滚轮，安装框架内设置有水平设置的板式试件组件，安装框架前侧和左侧分别设有第一水平加压装置和第二水平加压装置，顶板上设有垂直加压装置和高速摄像装置，板式试件组件中部上侧设有进液口，进液口通过高压管与泵压系统连接。
2.根据权利要求1所述的水力压裂断裂传播机制与压裂后效试验系统，其特征在于：安装框架成回字形结构，第一水平加压装置、第二水平加压装置和垂直加压装置均为液压千斤顶，第一水平加压装置和第二水平加压装置均设置在安装框架内部，安装框架的前侧设有用于固定第一水平加压装置的第一U型卡扣，第一U型卡扣的两端分别与第一水平加压装置的底部上侧和下侧连接，安装框架的左侧设有用于固定第二水平加压装置的第二U型卡扣，第二U型卡扣的两端分别与第二水平加压装置的底部上侧和下侧连接。
3.根据权利要求2所述的水力压裂断裂传播机制与压裂后效试验系统，其特征在于：板式试件组件包括平板试件、支撑垫板、透明有机玻璃、上透明硅胶垫、下硅胶垫和压裂管，平板试件的俯视形状为正方形，平板试件的中心处开设有上下通透的压裂孔，支撑垫板、下硅胶垫、平板试件、上透明硅胶垫和透明有机玻璃在底板上表面自下而上依次铺设，压裂管下端设有封堵头，支撑垫板中心处开设有用于容纳封堵头的下容纳孔，支撑垫板的厚度小于等于滚轮的高度，压裂管自上而上依次穿过下硅胶垫、压裂孔、上透明硅胶垫和透明有机玻璃，压裂管外圆在压裂孔内的部分开设有若干个透液孔，压裂管上部螺纹连接有压紧螺母，透明有机玻璃中心处开设有上容纳孔，压裂管上套设有位于压紧螺母下端面和上透明硅胶垫上表面之间的上铜垫和位于封堵头上端面和下硅胶垫上表面的下铜垫，压紧螺母下端通过上铜垫、上透明硅胶垫与平板试件压接，所述的进液口为压裂管的上端口。
4.根据权利要求3所述的水力压裂断裂传播机制与压裂后效试验系统，其特征在于：平板试件的前侧与第一水平加压装置右端顶压配合，平板试件的后侧与安装框架内壁后侧压接，平板试件的左侧与第二水平加压装置右端顶压配合，平板试件的右侧与安装框架内壁右侧压接。
5.根据权利要求3所述的水力压裂断裂传播机制与压裂后效试验系统，其特征在于：顶板中心部开设有设置有安装孔，高速摄像装置设置在安装孔内并对透明有机玻璃表面拍摄，垂直加压装置设置有若干个，若干个垂直加压装置沿安装孔的圆周方向均匀布置，垂直加压装置的下端与透明有机玻璃表面压接。
6.根据权利要求3所述的水力压裂断裂传播机制与压裂后效试验系统，其特征在于：底板右侧边处设有用于通过滚轮的斜坡，底板上表面左侧部和后侧部分别设有左定位挡板和后定位挡板，当安装框架的左侧和后侧分别与左定位挡板和后定位挡板接触时，安装孔与穿孔上下对应。
技术研发人员：王利，孟兵兵，曹运兴，许弘征，胡文恒，张新生，郭帅房，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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