【技术实现步骤摘要】
基于纳米颗粒流体的页岩纳米孔隙封堵实验装置及方法
[0001]本专利技术涉及非常规开采和纳米钻井液封堵
，尤其涉及一种基于纳米颗粒流体的页岩纳米孔隙封堵的物理模拟实验装置及方法。
技术介绍
[0002]页岩气作为重要的非常规能源之一，储量丰富。目前，页岩气在中国已进入快速发展阶段，这将有效缓解我国天然气供需矛盾，有利于国家能源结构的调整。但是，页岩是典型的低渗透性沉积岩，其井壁稳定问题始终是国内外页岩气(油)勘探开发中的难点和热点，页岩气钻井过程中所钻遇75％以上的地层是页岩地层，而由它引起的井眼失稳问题超过90％。抑制页岩水化和封堵页岩纳米孔隙，是页岩气水平井能否维持井壁稳定以及页岩气能否高效持续开采的基础。
[0003]由于纳米材料在物理尺度上与页岩纳米孔隙匹配，当纳米颗粒运移至页岩孔隙深部时，颗粒堆积并阻滞水分的再次侵入。纳米颗粒可以封堵页岩裂缝和裂隙已经得到了学界和工业界的认可。然而，目前的纳米颗粒流体封堵页岩孔隙物理模拟的发展也存在诸多瓶颈，比如页岩孔隙为纳米级，渗透过程缓慢，上游压力和围压无法维持7...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于纳米颗粒流体的页岩纳米孔隙封堵实验装置，其特征在于：包括三轴模块、水力及气体注压模块、纳米颗粒流体流动模块、流体封堵页岩孔隙控制模块以及控制装置，其中，所述三轴模块包括置于第一恒温箱(1)中的三轴实验舱(2)，三轴实验舱(2)内设置有一个对试样施加围压的围压施压胶管(4)和两个用于对试样进行轴向加压的圆形压块，围压施压胶管(4)包裹在试样的周向表面，两个圆形压块分别设置在试样的上端和下端，且位于上端的圆形压块内部设置有上游压力岩心输入和输出通道(5)，位于下端的圆形压块内部设置有回压通道(10)以及下游压力岩心输入和输出通道(6)；所述水力及气体注压模块包括与三轴实验舱(2)连接的水力注压模块和气体注压模块，其中水力注压模块包括用于施加围压压力的第二柱塞泵(31)和施加轴压压力第三柱塞泵(36)，气体注压模块包括用于输入压力的氮气瓶或空压机(38)；所述纳米颗粒流体流动模块包括置于第二恒温箱(11)中并用于控制纳米颗粒流体(19)进入三轴实验舱(2)的上游压力罐体和下游压力罐体(28)，上游压力罐体中填充有纳米颗粒流体(19)且配置有磁力搅拌装置(23)，上游压力罐体的输出端与上游压力岩心输入和输出通道(5)连接，上游压力罐体的输入端经恒流泵(21)与第一流体储液罐(22)连接，下游压力罐体(28)的输入端与第一柱塞泵(29)连接，下游压力罐体(28)的输出端与下游压力岩心输入和输出通道(6)连接；所述流体封堵页岩孔隙控制模块包括第一变送器及压力传感器(24)、第二变送器及压力传感器(26)、第三变送器及压力传感器(34)、第四变送器及压力传感器(37)，以及依次连接的第四柱塞泵(39)、第四流体储液罐(40)和回压阀(41)，其中，第一变送器及压力传感器(24)与上游压力岩心输入和输出通道(5)连接，第二变送器及压力传感器(26)与下游压力岩心输入和输出通道(6)连接，第三变送器及压力传感器(34)与第三柱塞泵(36)连接，第四变送器及压力传感器(37)与第四流体储液罐(40)连接；所述控制装置包括计算机记录及计算系统(42)，所述计算机记录及计算系统(42)与第一变送器及压力传感器(24)、第二变送器及压力传感器(26)、第三变送器及压力传感器(34)、第四变送器及压力传感器(37)连接并记录压力数据，控制装置还与水力及气体注压模块、纳米颗粒流体流动模块连接。2.根据权利要求1所述的基于纳米颗粒流体的页岩纳米孔隙封堵实验装置，其特征在于：所述上游压力罐体由相互并联的第一上游压力罐体(16)、第二上游压力罐体(17)和第三上游压力罐体(18)组成，且第一上游压力罐体(16)、第二上游压力罐体(17)和第三上游压力罐体(18)的输出端分别通过第一上游压力开关(13)、第二上游压力开关(14)和第三上游压力开关(15)与第一四联通阀(12)的输入端连接，第一四联通阀(12)的输出端与上游压力岩心输入和输出通道(5)连接，第一上游压力罐体(16)、第二上游压力罐体(17)和第三上游压力罐体(18)的输入端均与第二四联通阀(20)的输出端连接，第二四联通阀(20)的输入端经恒流泵(21)与第一流体储液罐(22)连接。3.根据权利要求1所述的基于纳米颗粒流体的页岩纳米孔隙封堵实验装置，其特征在于：所述第一柱塞泵(29)、第二柱塞泵(31)、第三柱塞泵(36)和第四柱塞泵...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨现禹，蔡记华，蒋国盛，石彦平，陈书雅，魏朝晖，尹德战，李华，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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