一种压裂液减阻携砂能力一体化评价装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及油气田压裂改造技术领域，具体涉及一种压裂液减阻携砂能力一体化评价装置，该装置包括配液罐，配液罐连接有加料装置和螺杆泵，螺杆泵的输出端同时连接有两条支路，第一条支路依次连接有测试管路、管路稳压器、质量流量计和第一压力传感器，第一压力传感器分别与配液罐和模拟井筒连接，第二条支路与模拟井筒连接，模拟井筒连接有可视化模型装置，可视化模型装置的一侧设置有摄像机，配液罐和测试管路的外部均设置有可调节温度的电加热控温装置，测试管路的两端并联设置有测压管路，测压管路上安装有压差传感器，压差传感器的两端并联有排空管路。运用该装置，可实现压裂液的减阻和携砂能力的一体化精确评价，具有极高的应用前景。的应用前景。的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种压裂液减阻携砂能力一体化评价装置及方法


[0001]本专利技术涉及油气田压裂改造
，具体涉及一种压裂液减阻携砂能力一体化评价装置及方法。

技术介绍

[0002]目前，致密油气和页岩油气资源的开发力度逐年增加，极大地助力国家油气增储上产，保障了国家能源供给。但致密储层和页岩储层内基质渗透率极低，油气难以在地层能量地作用下自发排出，因此需要通过储层改造的方式，增强储层导流能力，加速油气汇聚和产出。水力压裂技术作为一种切实有效的储层改造方法已经得到广泛的应用，地面配置压裂液体系，通过管柱泵入地底，在加压泵车地增压下，逐渐压开目标储层，形成复杂裂缝网络，提高储层导流能力。近年来，随着油气开发向深地深海进军，耐高温压裂液和压裂工艺也得到长足发展，但同时也对压裂液性能评价提出了新的挑战。
[0003]常规压裂液性能评价依赖管路摩阻仪和可视化支撑剂评价装置，分别测试压裂液体系的减阻率和支撑剂携带情况，测试功能单一，无法实现高度仿真环境下的压裂液性能评价。
[0004]具体地，专利公开号：CN106680145A公开了一种液体管理摩阻测定装置及其使用方法，包括储液系统、管线系统、压力测试系统，储液系统兼具配液和储液功能，螺杆泵将液体泵入圆弧形测试管路内，分别测量水平段、弧形段和垂直段两端压差，通过压力损失计算液体在水平管路和垂直管路内的摩阻。全部装置采用哈氏合金，可对常规压裂液体系以及酸液体系进行摩阻测试。
[0005]专利公开号：CN113624642A公开了一种压裂液摩阻在线检测装置及测试方法，通过将测试盘管外接在现场压裂用混砂车上，借助压差传感器和质量流量计在线测量现场用的压裂液减阻率。
[0006]专利公开号：CN106153833A公开了一种压裂液携砂效果评价装置及方法，由混料罐、螺杆泵、井筒沉降模型和裂缝沉降装置构成，混料罐内的压裂液和支撑剂通过螺杆泵注入水平井筒、垂直井筒、单一裂缝和水平井复杂裂缝内，观察支撑剂在不同类型的模型中的沉降和运移规律，根据不同模型中滞留和沉降的砂堤形态评价支撑剂的携砂效果，同时测试上述不同条件下携砂液在井筒或裂缝不同区间中的摩阻。
[0007]专利公开号：CN113338920A公开了一种可视化裂缝铺置砂形态智能模拟装置及模拟方法，包括储砂罐、储液罐、搅拌系统、缝宽调节系统、裂缝倒模、回流系统和中控系统。通过耐高温螺杆泵将压裂液和支撑剂混合后泵送到可视化裂缝模型中，并记录支撑剂在裂缝中铺砂规律和开展形态分析。
[0008]目前现有压裂液评价装置功能单一，多为开放式系统，无法实现密闭循环，测试目标为常温常压环境；管路中没有稳压装置，无法消除耐高温螺杆泵引起的液体流量和压力正弦脉冲式波动，测试精度低；裂缝宽度手动调节，无法动态调整；无法模拟压裂液和支撑剂经过长管路输运后进入裂缝的携砂能力；裂缝模型入口端无模拟井筒，无法模拟完井方
式对携砂效果的影响。
[0009]因此，针对当前压裂液评价装置的发展现状，亟需一种压裂液减阻携砂能力一体化评价装置，使该装置可在高温条件下稳定运行，管路流量、管路压力稳定无剧烈波动，裂缝宽度动态调整，裂缝类型可更换，压差和砂堤形态等采集数据精确，模块灵活组合，可实现压裂液多种性能一体化评价。

技术实现思路

[0010]本专利技术为解决现有压裂液评价装置功能单一，多为开放式系统，无法实现密闭循环，测试目标为常温常压环境；管路中没有稳压装置，无法消除耐高温的螺杆泵引起的液体流量和压力正弦脉冲式波动，测试精度低；裂缝宽度手动调节，无法动态调整；无法模拟压裂液和支撑剂经过长管路输运后进入裂缝的携砂能力；裂缝模型入口端无模拟井筒，无法模拟完井方式对携砂效果的影响的问题，提供了一种压裂液减阻携砂能力一体化评价装置及方法。
[0011]本专利技术为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种压裂液减阻携砂能力一体化评价装置，该装置包括配液罐；
[0012]所述配液罐连接有加料装置和螺杆泵，所述螺杆泵的输出端同时连接有两条支路，第一条支路依次连接有测试管路、管路稳压器、质量流量计和第一压力传感器，所述第一压力传感器分别与所述配液罐和模拟井筒连接，第二条支路与所述模拟井筒连接，所述模拟井筒连接有可视化模型装置，所述可视化模型装置的一侧设置有摄像机；
[0013]所述配液罐和所述测试管路的外部均设置有可调节温度的电加热控温装置，所述测试管路的两端并联设置有测压管路，所述测压管路上安装有压差传感器，所述压差传感器的两端并联有排空管路。
[0014]优选地，所述加料装置包括进料斗和螺旋输送器；
[0015]所述进料斗与所述螺旋输送器的进料口连接，所述螺旋输送器的出料口通过管路与所述配液罐连接，且管路上设置有第一阀。
[0016]优选地，所述配液罐的内部设置有搅拌器和液位计，所述配液罐的顶部连接有进水管，所述进水管上设置有第二阀，所述配液罐的底部连接有出液管，所述出液管上设置有第三阀。
[0017]优选地，所述螺杆泵的输出端连接有第一三通头，所述第一三通头的一输出端通过管路与所述测试管路的输入端连接，且管路上设置有第四阀，所述测试管路的输出端通过管路与所述管路稳压器连接，且管路上设置有第八阀，所述第一三通头的另一输出端通过管路与第二三通头连接，且管路上设置有第十一阀；
[0018]优选地，所述管路稳压器包括可压缩式气囊和隔离活塞，用于稳定管路中的压力和流量；
[0019]优选地，所述测试管路的两端均与管路可拆卸连接。
[0020]优选地，所述测压管路的两端分别设置有第五阀和第六阀，所述排空管路上设置有第七阀；
[0021]优选地，所述测压管路的直径小于所述测试管路的直径。
[0022]优选地，所述第一压力传感器通过管路与第三三通头连接，所述第三三通头的一
端通过管路与所述配液罐连接，且管路上设置有第九阀，另一端通过管路与所述第二三通头连接，且管路上设置有第十阀；
[0023]所述第三三通头通过管路与所述模拟井筒连接，且管路上设置有第十二阀。
[0024]优选地，所述模拟井筒包括可旋转的内管，所述内管上开设有射孔；
[0025]所述内管内安装有第二压力传感器，用于测量所述模拟井筒内的压力。
[0026]优选地，所述可视化模型装置包括柱塞泵、裂缝板、缓冲腔、活塞和LED光源；
[0027]所述柱塞泵与所述缓冲腔连接，所述缓冲腔的下方设置有活塞，所述活塞的下方设置有两块以预设间隔相对设置的所述裂缝板；
[0028]优选地，所述裂缝板采用透明材质制成。
[0029]优选地，所述活塞与所述裂缝板之间设置有用于照射所述裂缝板的LED光源，所述裂缝板的下方设置有摄像机。
[0030]本专利技术第二方面提供一种压裂液减阻携砂能力一体化评价方法，该方法使用所述的装置实施，该方法包括：
[0031]对所述的压裂液减阻携砂能力一体化评价装置进行初始化；
[0032]当进行单一携砂能力测试时，向所述配液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压裂液减阻携砂能力一体化评价装置，其特征在于，所述压裂液减阻携砂能力一体化评价装置包括配液罐(5)；所述配液罐(5)连接有加料装置和螺杆泵(7)，所述螺杆泵(7)的输出端同时连接有两条支路，第一条支路依次连接有测试管路(11)、管路稳压器(18)、质量流量计(19)和第一压力传感器(20)，所述第一压力传感器(20)分别与所述配液罐(5)和模拟井筒(27)连接，第二条支路与所述模拟井筒(27)连接，所述模拟井筒(27)连接有可视化模型装置(29)，所述可视化模型装置(29)的一侧设置有摄像机(30)；所述配液罐(5)和所述测试管路(11)的外部均设置有可调节温度的电加热控温装置，所述测试管路(11)的两端并联设置有测压管路(13)，所述测压管路(13)上安装有压差传感器(14)，所述压差传感器(14)的两端并联有排空管路。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加料装置包括进料斗(1)和螺旋输送器(2)；所述进料斗(1)与所述螺旋输送器(2)的进料口连接，所述螺旋输送器(2)的出料口通过管路与所述配液罐(5)连接，且管路上设置有第一阀(3)。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述配液罐(5)的内部设置有搅拌器(6)和液位计，所述配液罐(5)的顶部连接有进水管，所述进水管上设置有第二阀(4)，所述配液罐(5)的底部连接有出液管，所述出液管上设置有第三阀(8)。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述螺杆泵(7)的输出端连接有第一三通头(9)，所述第一三通头(9)的一输出端通过管路与所述测试管路(11)的输入端连接，且管路上设置有第四阀(10)，所述测试管路(11)的输出端通过管路与所述管路稳压器(18)连接，且管路上设置有第八阀(17)，所述第一三通头(9)的另一输出端通过管路与第二三通头(25)连接，且管路上设置有第十一阀(24)；优选地，所述管路稳压器(18)包括可压缩式气囊和隔离活塞，用于稳定管路中的压力和流量；优选地，所述测试管路(11)的两端均与管路可拆卸连接。5.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于，所述测压管路(13)的两端分别设置有第五阀(12)和第六阀(15)，所述排空管路上设置有第七阀(16)；优选地，所述测压管路(13)的直径小于所述测试管路(11)的直径。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一压力传感器(20)通过管路与第三三通头(21)连接，所述第三三通头(21)的一端通过管路与所述配液罐(5)连接，且管路上设置有第九阀(22)，另一端通过管路与所述第二三通头(25)连接，且管路上设置有第十阀(23)；所述第三三通头(21)通过管路与所述模拟井筒(27)连接，且管路上设置有第十二阀(26)。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模拟井筒(27)包括可旋转的内管，所述内管上开设有射孔；所述内管内安装有第二压力传感器(28)，用于测量所...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴彩丽，邹辰炜，赵明伟，刘逸飞，吴一宁，李琳，赵光，孙永鹏，高明伟，丁飞，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：