岩心夹持器、注水压裂裂缝的室内模拟实验系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种岩心夹持器、模拟注水压裂裂缝的室内模拟实验系统及方法，所述岩心夹持器包括筒体、胶套、岩心密封盖和岩心塞，所述筒体沿内部中心设有内腔，用于放置所述岩心，且内腔的两端设有开口，分别为注水端和出水端；所述胶套周向设置在所述内腔中，用于对所述岩心进行周向密封；本发明专利技术通过对现有夹持器的改造，实现注水诱发岩心动态裂缝模拟；且通过声发射装置能监测到岩心内部裂缝情况，数据采集控制装置可即时采集相关数据，可对注水诱发动态裂缝、体积压裂缝网产生机理、具体表现形式、对开发效果影响规律有进一步认识；对于全直径岩心和方形岩心均可进行动态裂缝模拟，可更真实模拟实际地下情况。可更真实模拟实际地下情况。可更真实模拟实际地下情况。

【技术实现步骤摘要】
岩心夹持器、注水压裂裂缝的室内模拟实验系统及方法


[0001]本专利技术属于油气田勘探开发
，特别涉及一种岩心夹持器、模拟注水压裂裂缝的室内模拟实验系统及方法。

技术介绍

[0002]致密油藏开发基本上都需要压裂投产，开发面临多重裂缝影响：天然裂缝、体积压裂裂缝、注水诱发动态裂缝等。裂缝的产生导致含水上升快、波及效率低、采出程度低。目前对天然裂缝静态描述有较深入认识，但对动态裂缝、体积压裂缝网特征认识仅限于从生产现象反馈回信息，对注水诱发动态裂缝、体积压裂缝网产生机理、具体表现形式、对开发效果影响规律的认识比较初步。
[0003]现有技术中的室内模拟实验岩心夹持器通常采用传统的岩心夹持器，适用于全直径岩心，而方形岩心端面较大，可更真实模拟实际地下情况，需要一种适用于方形岩心的岩心夹持器，从而更全面真实建立实验模拟环境，确保实验数据的有效性。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术公开了一种岩心夹持器，所述岩心夹持器包括：
[0005]筒体，沿内部中心设有内腔，用于放置所述岩心，所述筒体设置注水端和出水端；
[0006]胶套，沿所述筒体的内壁周向布置，用于对所述岩心进行周向密封；
[0007]岩心密封盖，设置在所述注水端，且与筒体的侧壁相互连接，用于对所述筒体进行端面密封；
[0008]岩心塞，设置在所述出水端，所述岩心塞的端面对应所述岩心端面进行设计，所述岩心塞的端部通过密封套接触所述内腔的内壁，用于对所述筒体进行端面密封。
[0009]进一步的，所述筒体的注水端侧壁上设有若干螺纹孔，所述岩心密封盖的端面对应若干所述螺纹孔设有通孔，岩心密封盖通过固定螺钉穿过通孔与所述螺纹孔相连。
[0010]再进一步的，所述岩心密封盖的一侧设有凸起，且所述凸起伸入所述内腔中，并抵触所述岩心；
[0011]所述凸起的外周通过胶套抵触所述筒体的内壁，且所述凸起的周向设有环形槽口，所述环形槽口通过O型圈与筒体的壁面形成密封接触。
[0012]再进一步的，所述岩心塞的一端设为接触端，所述接触端对应所述岩心的横截面尺寸进行设计，所述接触端伸入所述内腔中，通过外周设置的密封套抵触所述筒体的壁面，所述接触端滑动连接所述密封套；
[0013]所述岩心塞的另外一端设为调节端，所述调节端中心设有圆柱块，用于安装顶紧组件。
[0014]再进一步的，所述顶紧组件包括调节螺帽和压帽；
[0015]所述调节螺帽转动设置在所述圆柱块上；
[0016]所述压帽为环形结构，环形结构的内部通过螺纹连接的方式连接所述调节螺帽，
且所述环形结构的外壁设有第一外螺纹；
[0017]所述压帽的外壁通过所述第一外螺纹螺纹连接所述筒体的出水端内壁。
[0018]再进一步的，所述密封套的一端压紧所述胶套，另一端通过定位螺钉与压帽固定连接。
[0019]再进一步的，所述胶套与内腔的壁面之间设有间隙，所述间隙通过设置在筒体壁面上的围压入口和泄压出口分别与外部连通。
[0020]再进一步的，所述岩心塞的内部设有第一通孔，岩心密封盖的内部设有第二通孔，所述第一通孔和第二通孔位置均设置有声波探头压管帽，注水端和出水端的声波探头压管帽靠近岩心处分别设有声发射传感器发射端和声发射传感器接收端。
[0021]再进一步的，所述岩心密封盖的端面设有若干贯穿孔，用于安装射孔盲管。
[0022]另外，本专利技术还公开了一种模拟注水压裂裂缝的室内模拟实验系统，包括所述岩心夹持器，用于夹持岩心，所述系统还包括：
[0023]全直径夹持器，用于夹持柱状岩心；
[0024]固定装置，用于固定所述全直径夹持器和所述岩心夹持器；
[0025]控制柜，固定设置于所述固定装置上，所述固定装置内部集成设置包括：
[0026]环压跟踪泵，所述环压跟踪泵的输出端通过环压管路与所述全直径夹持器和岩心夹持器的围压入口相连通；
[0027]恒速恒压泵，所述恒速恒压泵的输出端通过输出管路与所述全直径夹持器和岩心夹持器的射孔盲管相连通；
[0028]声发射装置，与设置于注水端的声发射传感器发射端相连，用于产生弹性波；
[0029]数据采集控制装置，电性连接设置于所述声发射传感器接收端的声发射传感器，用于采集岩心根据所述弹性波产生的振动数据。
[0030]进一步的，本专利技术还公开了一种模拟注水压裂裂缝的室内模拟实验方法，基于所述室内模拟实验系统，执行所述注水压裂裂缝的室内模拟实验方法，所述方法包括如下步骤：
[0031]在岩心的端面预设射孔盲管的插入孔；
[0032]根据岩心的类型选择对应的夹持器，并将所述岩心固定于夹持器的内部，所述夹持器包括所述岩心夹持器和全直径夹持器；
[0033]在岩心塞的端面安装射孔盲管，并对射孔盲管的外端部进行封堵，沿径向对射孔盲管进行打孔；
[0034]将射孔盲管的内端部对应所述插入孔进行安装固定；
[0035]封堵所述夹持器的泄压出口，分别开启所述环压跟踪泵和恒速恒压泵，进行注水压裂裂缝模拟实验；
[0036]通过声发射装置发出弹性波，并引起岩心裂缝表面产生表面位移；
[0037]分别采集环压跟踪泵和恒速恒压泵的实时压力值和声发射信号的实时数值以及对应岩心的振动数据。
[0038]本专利技术通过对现有夹持器的改造，实现注水诱发岩心动态裂缝模拟，模拟的裂缝为动态式；且通过声发射装置能监测到岩心内部裂缝情况，数据采集控制装置可即时采集相关数据，可对注水诱发动态裂缝、体积压裂缝网产生机理、具体表现形式、对开发效果影
响规律有进一步认识；同时基于夹持器提出一种模拟注水压裂裂缝的室内模拟实验系统，对于全直径岩心和岩心均可进行动态裂缝模拟，可更真实模拟实际地下情况。
[0039]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1示出了根据本专利技术实施例的岩心夹持器的结构示意图；
[0042]图2示出了根据本专利技术实施例的顶紧组件的结构示意图；
[0043]图3示出了根据本专利技术实施例的顶紧组件的剖视结构示意图；
[0044]图4示出了根据本专利技术实施例的岩心夹持器的装配结构示意图；
[0045]图5示出了根据本专利技术实施例的注水压裂裂缝的室内模拟实验系统流程示意图。
[0046]附图中：1、筒体；2、内腔；3、围压入口；4、泄压出口；5、胶套；6、岩心塞本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩心夹持器，用于固定待检测的方形结构的岩心(20)，其特征在于，所述岩心夹持器包括：筒体(1)，沿内部中心设有内腔(2)，用于放置所述岩心(20)，所述筒体(1)设置注水端(11)和出水端(12)；胶套(5)，沿所述筒体(1)的内壁周向布置，用于对所述岩心(20)进行周向密封；岩心密封盖(9)，设置在所述注水端(11)，且与筒体(1)的侧壁相互连接，用于对所述筒体(1)进行端面密封；岩心塞(6)，设置在所述出水端(12)，所述岩心塞(6)的端面对应所述岩心(20)端面进行设计，所述岩心塞(6)的端部通过密封套(8)接触所述筒体(1)的内壁，用于对所述筒体(1)进行端面密封。2.根据权利要求1所述的岩心夹持器，其特征在于，所述筒体(1)的注水端(11)侧壁上设有若干螺纹孔，所述岩心密封盖(9)的端面对应若干所述螺纹孔设有通孔，岩心密封盖(9)通过固定螺钉(10)穿过通孔与所述螺纹孔相连。3.根据权利要求2所述的岩心夹持器，其特征在于，所述岩心密封盖(9)的一侧设有凸起，且所述凸起伸入所述内腔(2)中，并抵触所述岩心(20)；所述凸起的外周通过所述胶套(5)抵触所述筒体(1)的内壁，且所述凸起的周向设有环形槽口，所述环形槽口通过O型圈(7)与筒体(1)的壁面形成密封接触。4.根据权利要求1所述的岩心夹持器，其特征在于，所述岩心塞(6)的一端设为接触端(61)，所述接触端(61)对应所述岩心(20)的横截面尺寸进行设计，所述接触端(61)伸入所述内腔(2)中，通过外周设置的密封套(8)抵触所述筒体(1)的壁面，所述接触端(61)滑动连接所述密封套(8)；所述岩心塞(6)的另外一端设为调节端(62)，所述调节端(62)中心设有圆柱块，用于安装顶紧组件。5.根据权利要求4所述的岩心夹持器，其特征在于，所述顶紧组件包括调节螺帽(13)和压帽(14)；所述调节螺帽(13)转动设置在所述圆柱块上；所述压帽(14)为环形结构，环形结构的内部通过螺纹连接的方式连接所述调节螺帽(13)，且所述环形结构的外壁设有第一外螺纹(141)；所述压帽(14)的外壁通过所述第一外螺纹(141)螺纹连接所述筒体(1)的出水端(12)内壁。6.根据权利要求4所述的岩心夹持器，其特征在于，所述密封套(8)的一端压紧所述胶套(5)，另一端通过定位螺钉(15)与压帽(14)固定连接。7.根据权利要求6所述的岩心夹持器，其特征在于，所述胶套(5)与内腔(2)的壁面之间设有间隙，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾宁洪，刘庆杰，吕伟峰，张祖波，陈序，马德胜，孔垂显，蒋庆平，高阳，杨胜建，周朝晖，桑国强，杜猛，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：