一种模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置及试验方法，裂缝模拟插接板，裂缝模拟插接板为多个，每个裂缝模拟插接板均包括：相互扣合的前面板和后面板，且二者扣合后，在前面板和后面板之间形成有分支裂缝，相邻两个后面板之间连接有用于将相邻两个分支裂缝连通的空心棱柱，前面板和后面板底端均固定有支撑脚架；缝宽调节组件，缝宽调节组件固定连接在前面板和后面板之间，用于调节分支裂缝的宽度。本发明专利技术通过空心棱柱实现多个分支裂缝间的任意角度设置以形成多尺度分支裂缝，从而实现多尺度分支裂缝内支撑剂铺置规律模拟，与实际施工开采工况更接近，获得的试验数据精度更高，为提高开采量提供理论支持。为提高开采量提供理论支持。为提高开采量提供理论支持。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置及试验方法


[0001]本专利技术涉及油、气田开采试验装置
，更具体的说是涉及一种模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]水力压裂技术作为一种页岩油、页岩气等非常规油气资源必要的开发手段而被广泛应用。其技术原理为通过人工造缝的方式，在储层中形成高导流能力的油气通道从而改善储层的渗透性能，增大油气产量。页岩储层中天然裂缝和层理发育，水力裂缝扩展时会在弱层理面发生分叉、转向、止裂或穿过进一步构成天然裂缝或弱层理面进而形成复杂裂缝网络。支撑剂在复杂裂缝形态网络中的有效铺置是形成更大支撑裂缝体积从而提高油气产量的关键。因此，需要研究多尺度复杂裂缝内支撑剂运移铺置规律。
[0003]现有分支裂缝试验装置连接且连通于用于主裂缝模拟的主裂缝试验装置上，出口通过管路与压裂液循环过滤池连通，实现整体裂缝模拟以及压裂液的循环流动。但现有模拟分支裂缝的分支裂缝试验装置，大多采用多个分支裂缝间角度固定，分支裂缝宽度固定的设计，与实际地层中相邻分支裂缝间角度多变，分支裂缝的宽度大小不一的结构，存在试验工况与实际工况差异大、结果参考价值低的问题。
[0004]因此，如何提供一种与实际工况更接近以提高试验精度的模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置及试验方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种与实际工况更接近以提高试验精度的模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置及试验方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置，包括：
[0008]裂缝模拟插接板，所述裂缝模拟插接板为多个，每个所述裂缝模拟插接板均包括：相互扣合的前面板和后面板，且二者扣合后，在所述前面板和所述后面板之间形成有分支裂缝，相邻两个所述后面板之间连接有用于将相邻两个所述分支裂缝连通的空心棱柱，所述前面板和所述后面板底端均固定有支撑脚架；
[0009]缝宽调节组件，所述缝宽调节组件固定连接在所述前面板和所述后面板之间，用于调节所述分支裂缝的宽度。
[0010]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置，通过空心棱柱实现相邻两个分支裂缝任意角度的连接并连通构成多尺度分支裂缝，从而实现支撑剂在多尺度分支裂缝中的铺置模拟，相对现有技术只能在多个分支裂缝间角度固定，分支裂缝宽度固定的试验装置下进行支撑剂的铺置模拟而言，本专利技术更接近实际施工工况，试验精度更高；其次通过缝宽调节组件实现分支裂缝宽度的调整，使试验调整操作更便利，两者相结合可实现多尺度分支裂缝和不同分支裂缝宽度
多组试验的支撑剂铺置数据收集，获得的试验数据精度更高，更好为实际开采施工提供指导，从而提升油、汽田的开采量。
[0011]进一步的，所述前面板靠近所述后面板的一侧向外延伸有密封插接框，所述后面板上对应所述密封插接框的位置开设有插接槽，所述密封插接框插入所述插接槽内，并通过嵌固于所述插接槽内的第一密封圈密封，所述后面板上且位于所述插接槽内侧的位置开设有压裂液流通槽，所述压裂液流通槽和所述密封插接框间形成供压裂液流通的所述分支裂缝，所述密封插接框的两侧壁上均开设有与所述分支裂缝连通的连通口，所述插接槽内壁的两侧壁上对应所述连通口的位置分别向所述后面板两侧开设有第一压裂液流通通道。
[0012]采用上述技术方案产生的有益效果是，通过插接槽和密封插接框以及第一密封圈的组合形成使分支裂缝密封性更好，有效防止压裂液外泄。
[0013]进一步的，所述后面板两侧端均一体连接有插接凸块，所述插接凸块与所述空心棱柱一侧面插接，且所述插接凸块上对应所述第一压裂液流通通道的位置开设有连通所述分支裂缝和所述空心棱柱内腔的第二压裂液流通通道，位于末端的所述插接凸块远离所述空心棱柱的一侧为封闭状态且其底部开设有出液口。
[0014]采用上述技术方案产生的有益效果是，通过插接凸块与空心棱柱插接，既实现了两者间的结构连接又实现了内部的连通，不仅结构简单而且便于分支裂缝角度切换时的安装、拆卸。
[0015]进一步的，所述缝宽调节组件包括：
[0016]第一垫片，所述第一垫片靠近其外周的位置均布开设有多个第一螺纹孔，第一螺栓穿设所述第一螺纹孔将所述第一垫片固定连接在所述后面板上，所述第一垫片中心位置开设有第二螺纹孔；
[0017]第二垫片，所述第二垫片靠近其外周的位置均布开设有多个第三螺纹孔，第二螺栓穿设所述第三螺纹孔将所述第二垫片固定连接在所述前面板上；
[0018]调节螺杆，所述调节螺杆一端与所述第二垫片固定连接，另一端依次穿过所述前面板、所述后面板、所述第二螺纹孔延伸至所述第一垫片外部，且该端螺接有锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述第一垫片间设置有密封垫片。
[0019]采用上述技术方案产生的有益效果是，通过调节螺杆及锁紧螺母配合实现分支裂缝的宽度调节，使调节过程更加便捷。
[0020]进一步的，所述压裂液流通槽槽底开设有可等效天然裂缝且与所述分支裂缝连通的仿天然裂缝。
[0021]采用上述技术方案产生的有益效果是，通过开设仿天然裂缝可以更真实的模拟压裂液在页岩储层的滤失情况。
[0022]进一步的，每个所述空心棱柱的棱面上对应所述插接凸块的位置均开设有插接口，所述插接凸块对应穿设所述插接口与所述空心棱柱连通；多个所述插接凸块与对应的多个所述插接口间均设置有第二密封圈。
[0023]采用上述技术方案产生的有益效果是，插接口与插接凸块插接更便捷，其次第二密封圈可有效防止压裂液从插接口与插接凸块的缝隙中外泄，保证两者间的密封效果。
[0024]进一步的，所述空心棱柱各棱面的顶部和底部均开设有第四螺纹孔，多个所述后面板两侧的顶部和底部均开设有第五螺纹孔，第三螺栓依次穿设所述第四螺纹孔和所述第
五螺纹孔将所述空心棱柱与对应的所述后面板螺接固定
[0025]采用上述技术方案产生的有益效果是，通过螺栓和螺纹孔将后面板和空心棱柱二次固定，不仅使两者固定更牢固而且拆卸、安装更方便。
[0026]进一步的，所述前面板上对应所述分支裂缝的位置安装有可视窗。
[0027]采用上述技术方案产生的有益效果是，可视窗目视化效果好，可以观察支撑剂在分支裂缝内的铺置规律，便于支撑剂铺设过程的记录。
[0028]一种模拟页岩多尺度分支裂缝的试验方法，使用上述所述的一种模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置进行，包括如下步骤：
[0029]试验准备：
[0030]S1试验设备准备与调整
[0031]首先，将位于所述试验装置首端的所述后面板远离所述空心棱柱的另一侧插接凸块与主裂缝模拟装置上的主裂缝连通，将所述试验装置位于末端的所述后面板远离所述空心棱柱的另一侧插接凸块底部的所述出液口与所述压裂液循环过滤池通过管道连接且连通；其次，准备不同厚度的可调缝宽的所述锁紧螺母，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置，其特征在于，包括：裂缝模拟插接板(1)，所述裂缝模拟插接板(1)为多个，每个所述裂缝模拟插接板(1)均包括：相互扣合的前面板(11)和后面板(12)，且二者扣合后，在所述前面板(11)和所述后面板(12)之间形成有分支裂缝(13)，相邻两个所述后面板(12)之间连接有用于将相邻两个所述分支裂缝(13)连通的空心棱柱(2)，所述前面板(11)和所述后面板(12)底端均固定有支撑脚架(14)；缝宽调节组件(3)，所述缝宽调节组件(3)固定连接在所述前面板(11)和所述后面板(12)之间，用于调节所述分支裂缝(13)的宽度。2.根据权利要求1一种模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置，其特征在于，所述前面板(11)靠近所述后面板(12)的一侧向外延伸有密封插接框(111)，所述后面板(12)上对应所述密封插接框(111)的位置开设有插接槽(121)，所述密封插接框(111)插入所述插接槽(121)内，并通过嵌固于所述插接槽(121)内的第一密封圈(4)密封，所述后面板(12)上且位于所述插接槽(121)内侧的位置开设有压裂液流通槽(122)，所述压裂液流通槽(122)和所述密封插接框(111)间形成供压裂液流通的所述分支裂缝(13)，所述密封插接框(111)的两侧壁上均开设有与所述分支裂缝(13)连通的连通口，所述插接槽(121)内壁的两侧壁上对应所述连通口的位置分别向所述后面板(12)两侧开设有第一压裂液流通通道。3.根据权利要求2一种模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置，其特征在于，所述后面板(12)两侧端均一体连接有插接凸块(123)，所述插接凸块(123)与所述空心棱柱(2)一侧面插接，且所述插接凸块(123)上对应所述第一压裂液流通通道的位置开设有连通所述分支裂缝(13)和所述空心棱柱(2)内腔的第二压裂液流通通道(1231)，位于末端的所述插接凸块(123)远离所述空心棱柱(2)的一侧为封闭状态且底部开设有出液口。4.根据权利要求3一种模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置，其特征在于，所述缝宽调节组件(3)包括：第一垫片(31)，所述第一垫片(31)靠近其外周的位置均布开设有多个第一螺纹孔，第一螺栓(311)穿设所述第一螺纹孔将所述第一垫片(31)固定连接在所述后面板(12)上，所述第一垫片(31)中心位置开设有第二螺纹孔；第二垫片(32)，所述第二垫片(32)靠近其外周的位置均布开设有多个第三螺纹孔，第二螺栓(321)穿设所述第三螺纹孔将所述第二垫片(32)固定连接在所述前面板(11)上；调节螺杆(33)，所述调节螺杆(33)一端与所述第二垫片(32)固定连接，另一端依次穿过所述前面板(11)、所述后面板(12)、所述第二螺纹孔延伸至所述第一垫片(31)外部，且该端螺接有锁紧螺母(34)，所述锁紧螺母(34)与所述第一垫片(31)间设置有密封垫片(35)。5.根据权利要求4一种模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置，其特征在于，所述压裂液流通槽(122)槽底开设有可等效天然裂缝且与所述分支裂缝(13)连通的仿天然裂缝。6.根据权利要求5一种模拟页岩多尺度分支裂缝的试验装置，其特征在于，每个所述空心棱柱(2)的棱面上对应所述插接凸块(123)的位置均开设有插接口(21)，所述插接凸块(123)对应穿设所述插接口(21)与所述空心棱柱(2)连通；多个所述插接凸块(123)与对应的多个所述插接口(21)间均设置有第二密封圈。7.根据权利要求6一种模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小刚，杨兆中，赵金洲，舒鸫锟，陈浩，廖梓佳，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：