【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油天然气工业技术中压裂仿真模拟实验，特别涉及一种水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置及其使用方法。
技术介绍
1、水平井分段压裂是一种广泛应用于致密油、页岩油气等非常规油气开发的水力压裂技术，其基本原理是通过调节分段方式、优化射孔参数等，逐段实施水力压裂，在储层中产生错综复杂的裂缝网络，增大储层的动用体积，进而达到增产的目的。随着体积压裂技术的不断进步，逐渐形成了以密切割分段、短簇射孔、组合压裂液+高强度加砂为代表的第三代压裂技术，压裂过程中一般选择更小的射孔簇间距和更大的射孔簇数，其中单段射孔簇数由原来的平均2～4簇，增加到5～7簇；簇间距由20m～30m缩小为5m～12m，这也是目前致密油等非常规储层有效开发的主要手段。因此，有必要深入研究水平井分段压裂过程中多裂缝同步起裂及竞争扩展机制。目前，国内外众多学者对压裂裂缝的扩展机理进行了大量室内实验研究，但大多数都是室内物理模拟和数值模拟的方式开展的。国内外针对压裂改造裂缝扩展物理模拟实验进行了大量的仪器研究与实验测试，经过调研发现，现有的实验仪器和测试方法具有以下特点：
2、（1）射孔模拟难度大。现有的实验仪器的实验试件一般为30-50cm立方体或长方体，根据相似准则，实验井筒的尺寸较小，小尺度井筒条件下，射孔孔眼加工难度大。因此，实验模拟井筒考虑射孔难度大；
3、（2）分段压裂模拟真实性较差。现有的模拟装置主要在室内进行，试验试件尺寸小，模拟排量小，模拟结果和真实工况下的结果有较大差距；
4、（3）现有装置的模拟方式单一
5、因此，急需一种能够实现真实工况条件下的水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置及其使用方法。
技术实现思路
1、本专利技术的技术方案在于。
2、一、本专利技术提出一种水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置；
3、一种水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置，包括模拟套管；模拟套管一端封堵，另一端连接有注入系统；其特征在于：沿模拟套管的延伸方向上设有与模拟套管贯通的3-10簇射孔簇，每一簇射孔簇之间的距离相等；每一簇射孔簇均对应连接至模拟套管的一组射孔孔眼上，每一组射孔孔眼的数目相同为2-12个，均匀分布至模拟套管的侧壁；每一个射孔孔眼均连接有一个射孔孔眼眼管，射孔孔眼眼管上安装有孔眼调节阀、压力传感器及流量传感器，射孔孔眼尺寸与实际射孔孔眼尺寸相符。
4、二、本专利技术利用上述水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置，可进行如下工况模拟。
5、（1）定排量均质储层水平井单簇常规压裂工况模拟；
6、具体方法如下：通过仅打开任一射孔簇对应连接的所有射孔孔眼眼管上的孔眼调节阀，实现定排量均质储层水平井单簇常规压裂工况模拟。
7、（2）定排量均质储层水平井多簇体积压裂工况模拟；
8、具体方法如下：打开所有射孔簇对应连接的所有射孔孔眼眼管上的孔眼调节阀，实现定排量多簇压裂工况模拟。
9、（3）非均质储层水平井多簇体积压裂工况模拟；
10、具体方法如下：同一射孔簇对应的射孔孔眼眼管上的孔眼调节阀同一开度；通过调整各射孔簇的孔眼调节阀的开启程度调整各射孔簇间的延伸阻力，其中，孔眼调节阀开度与延伸阻力成反比；通过调整各射孔簇间的延伸阻力表征储层的非均质性，进而实现非均质储层水平井多簇体积压裂工况模拟。
11、（4）限流条件下非均质储层多簇体积压裂工况模拟；
12、具体方法如下：通过调整不同射孔簇对应的射孔孔眼眼管上的孔眼调节阀的开闭数量，进而调整各射孔簇的射孔孔密进行限流条件下非均质储层多簇体积压裂工况模拟。
13、其中，所述模拟套管为51/2"p110钢级套管，管柱抗内压73.4mpa，外径139.7mm，内径124.3mm；射孔孔眼眼管为p110钢级管材，内径10mm。
14、其中，所述射孔簇的间距为5-12m；所述射孔孔眼大小均为10mm。
15、其中，所述射孔孔眼与射孔孔眼眼管之间通过丝扣连接。
16、其中，所述模拟套管不与注入系统连接的一端通过丝堵堵头封堵，另一端与注入系统之间通过高压管线连接；模拟套管还设有一底座，模拟套管与底座之间焊接。
17、其中，所述注入系统为一压裂车，所述压裂车上设有压力实时采集系统及流量实时采集系统。
18、本专利技术的技术效果在于：
19、本专利技术结构简单，操作简便，灵活性好，可模拟水平井定排量均质储层水平井单簇常规压裂工况模拟以及定排量均质储层水平井多簇体积压裂工况模拟、非均质储层水平井多簇体积压裂工况模拟及限流条件下非均质储层多簇体积压裂工况模拟等多种压裂工况。
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1.一种水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置，包括模拟套管(1)；模拟套管(1)一端封堵，另一端连接有注入系统(3)；其特征在于：沿模拟套管(1)的延伸方向上设有与模拟套管(1)贯通的3-10簇射孔簇，每一簇射孔簇之间的距离相等；每一簇射孔簇均对应连接至模拟套管(1)的一组射孔孔眼上，每一组射孔孔眼的数目相同为2-12个，均匀分布至模拟套管(1)的侧壁；每一个射孔孔眼均连接有一个射孔孔眼眼管(2)，射孔孔眼眼管(2)上安装有孔眼调节阀(7)、压力传感器(5)及流量传感器(6)，射孔孔眼尺寸与实际射孔孔眼尺寸相符。
2.一种水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟方法，其特征在于：使用如上水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置进行定排量均质储层水平井单簇常规压裂工况模拟，具体方法如下：通过仅打开任一射孔簇对应连接的所有射孔孔眼眼管(2)上的孔眼调节阀(7)，实现定排量均质储层水平井单簇常规压裂工况模拟。
3.一种水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟方法，其特征在于：使用如上水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置进行定排量均质储层水平井多簇体积压裂工况模拟，具体方法
4.一种水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟方法，其特征在于：使用如上水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置进行非均质储层水平井多簇体积压裂工况模拟，具体方法如下：同一射孔簇对应的射孔孔眼眼管(2)上的孔眼调节阀(7)同一开度；通过调整各射孔簇的孔眼调节阀(7)的开启程度调整各射孔簇间的延伸阻力，其中，孔眼调节阀(7)开度与延伸阻力成反比；通过调整各射孔簇间的延伸阻力表征储层的非均质性，进而实现非均质储层水平井多簇体积压裂工况模拟。
5.一种水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟方法，其特征在于：使用如上水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置进行限流条件下非均质储层多簇体积压裂工况模拟，具体方法如下：通过调整不同射孔簇对应的射孔孔眼眼管(2)上的孔眼调节阀(7)的开闭数量，进而调整各射孔簇的射孔孔密进行限流条件下非均质储层多簇体积压裂工况模拟。
6.根据权利要求2或3或4或5任一所示水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟方法，其特征在于：所述模拟套管(1)为51/2"P110钢级套管，管柱抗内压73.4MPa，外径139.7mm，内径124.3mm；射孔孔眼眼管(2)为P110钢级管材，内径10mm。
7.根据权利要求6所述水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置，其特征在于：所述射孔簇的间距为5-12m；所述射孔孔眼大小均为10mm。
8.根据权利要求7所述水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置，其特征在于：所述射孔孔眼与射孔孔眼眼管(2)之间通过丝扣连接。
9.根据权利要求8所述水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置，其特征在于：所述模拟套管(1)不与注入系统(3)连接的一端通过丝堵堵头封堵，另一端与注入系统(3)之间通过高压管线连接；模拟套管(1)还设有一底座(4)，模拟套管(1)与底座(4)之间焊接。
10.根据权利要求9所述水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置，其特征在于：所述注入系统(3)为一压裂车，所述压裂车上设有压力实时采集系统及流量实时采集系统。
...【技术特征摘要】
1.一种水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置，包括模拟套管(1)；模拟套管(1)一端封堵，另一端连接有注入系统(3)；其特征在于：沿模拟套管(1)的延伸方向上设有与模拟套管(1)贯通的3-10簇射孔簇，每一簇射孔簇之间的距离相等；每一簇射孔簇均对应连接至模拟套管(1)的一组射孔孔眼上，每一组射孔孔眼的数目相同为2-12个，均匀分布至模拟套管(1)的侧壁；每一个射孔孔眼均连接有一个射孔孔眼眼管(2)，射孔孔眼眼管(2)上安装有孔眼调节阀(7)、压力传感器(5)及流量传感器(6)，射孔孔眼尺寸与实际射孔孔眼尺寸相符。
2.一种水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟方法，其特征在于：使用如上水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置进行定排量均质储层水平井单簇常规压裂工况模拟，具体方法如下：通过仅打开任一射孔簇对应连接的所有射孔孔眼眼管(2)上的孔眼调节阀(7)，实现定排量均质储层水平井单簇常规压裂工况模拟。
3.一种水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟方法，其特征在于：使用如上水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置进行定排量均质储层水平井多簇体积压裂工况模拟，具体方法如下：打开所有射孔簇对应连接的所有射孔孔眼眼管(2)上的孔眼调节阀(7)，实现定排量多簇压裂工况模拟。
4.一种水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟方法，其特征在于：使用如上水平井多簇体积压裂井下工况仿真模拟装置进行非均质储层水平井多簇体积压裂工况模拟，具体方法如下：同一射孔簇对应的射孔孔眼眼管(2)上的孔眼调节阀(7)同一开度；通过调整各射孔簇的孔眼调节阀(7)的开启程度调整各射孔簇间的延伸阻力，其中，孔眼调节阀(7)开度...
【专利技术属性】
技术研发人员：王卫刚，张恒昌，李伟，张军涛，乔红军，高志亮，梁小兵，郭庆，王涛，穆景福，黄华，张磊，
申请(专利权)人：陕西延长石油集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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