一種不共面雙翼主裂縫縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)工藝，尤其是模擬在不同排量、不同壓裂液和支撐劑體系下一種不共面雙翼主裂縫縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
技術(shù)背景
[0002]儲(chǔ)層壓裂是低滲透油田實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要手段，它從井筒兩側(cè)壓出了兩條通向地層的具有高導(dǎo)流能力的通道，從而減小了油氣滲流的阻力加快了油氣運(yùn)移的速度。但由于目的層的非均質(zhì)性，地應(yīng)力的各向異性等因素，實(shí)際壓裂后在近井筒附近的兩翼裂縫面會(huì)形成不同的角度，得到的裂縫會(huì)出現(xiàn)左右側(cè)不在同一個(gè)平面上，隨后發(fā)生旋轉(zhuǎn)使得最終的裂縫面垂直于最小水平主應(yīng)力方向。分段多簇壓裂時(shí)由于近井筒附近的應(yīng)力集中，會(huì)使得壓裂產(chǎn)生左右位置不對(duì)稱(chēng)的兩翼裂縫。由于近井筒附近裂縫的位置形態(tài)會(huì)影響支撐劑的運(yùn)移、攜砂、鋪置等各種情況，因此通過(guò)模擬不共面裂縫實(shí)驗(yàn)來(lái)分析攜砂液在射孔孔道和主裂縫的運(yùn)移情況，以及由于射孔參數(shù)變化而引起支撐劑的沉降規(guī)律發(fā)生改變，對(duì)今后現(xiàn)場(chǎng)的水平井壓裂和近井筒附近的裂縫形態(tài)研究具有一定的指導(dǎo)意義。
[0003]水平井微地震監(jiān)測(cè)是目前儲(chǔ)層壓裂中最精確、最及時(shí)、信息最豐富的監(jiān)測(cè)手段。將壓裂施工參數(shù)和震源監(jiān)測(cè)參數(shù)匯總后，根據(jù)地層的破裂點(diǎn)信息進(jìn)行追蹤和定位，對(duì)比分析后得出壓裂范圍、裂縫延伸方向。客觀(guān)評(píng)價(jià)壓裂工程的最終效果，但是費(fèi)用非常昂貴。此外西南石油大學(xué)李駿等研究了多角度分支縫縫內(nèi)支撐劑沉降及鋪置實(shí)驗(yàn)裝置不能模擬裂縫面發(fā)生旋轉(zhuǎn)情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服以上研究的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種不共面雙翼主裂縫縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置，采用主裂縫的位置可以改變，主裂縫面的角度可以調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)左右兩側(cè)的裂縫不在同一個(gè)平面上;可以模擬不同孔密，孔徑條件下，射孔參數(shù)的變化對(duì)支撐劑運(yùn)移帶來(lái)的影響;并且該裝置可以檢測(cè)不同的排量、液量、支撐劑粒徑對(duì)主裂縫中最終形成的砂堤形態(tài)的影響程度。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型裝采用以下的技術(shù)方案:
[0006]—種不共面雙翼主裂縫縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括與進(jìn)口閥門(mén)7相連通的井筒I，井筒I的兩邊分別通過(guò)射孔裝置3連通玻璃板構(gòu)成的兩翼裂縫2，每個(gè)兩翼裂縫2均通過(guò)橡膠管4連通到管道5上，井筒I的兩邊管道5與進(jìn)口閥門(mén)7安裝的管道匯合形成通路。
[0007]所述的每根橡膠管4上均設(shè)置有開(kāi)關(guān)6。
[0008]所述的射孔裝置3包括與井筒I連接的高壓管匯噴嘴3-1，高壓管匯噴嘴3-1安裝在管壁模擬裝置3-2的一端，管壁模擬裝置3-2的另一端安裝在射孔孔道裝置3-3的一端，射孔孔道裝置3-3的另一端通過(guò)絲堵開(kāi)關(guān)3-6連接在六角螺栓接頭3-4—端，六角螺栓接頭3-4另一端連通兩翼裂縫2。
[0009]在射孔裝置3的兩端安裝有一個(gè)壓差傳感器3-5。
[0010]所述射孔裝置3中相同的裂縫部件結(jié)構(gòu)和材質(zhì)相同，均采用矩形一體化設(shè)計(jì)模型。[0011 ]本實(shí)用新型的有益效果是:能夠模擬真實(shí)地層近井筒附近不同角度的裂縫面的攜砂情況，同時(shí)也可以模擬多簇壓裂時(shí)，左右兩翼裂縫起裂位置左右不對(duì)稱(chēng)時(shí)的支撐劑的運(yùn)移規(guī)律。采用有機(jī)玻璃材料，有助于觀(guān)察支撐劑的運(yùn)移、攜砂、鋪置等情況;采用不同的孔徑，孔密等參數(shù)研究在壓裂液攜砂過(guò)程中射孔對(duì)其的影響規(guī)律;裂縫面的角度，射孔間距的大小的變化對(duì)研究不對(duì)稱(chēng)雙翼裂縫延伸有指導(dǎo)意義。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的不共面雙翼主裂縫模擬裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于加工制造并且易于分析觀(guān)測(cè)的特點(diǎn)，適宜推廣應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型裝置的整體效果圖。
[0014]圖2為射孔裝置的設(shè)計(jì)示意圖。
[0015]具體實(shí)施方法
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作詳細(xì)論述。
[0017]參照?qǐng)D1，一種不共面雙翼主裂縫縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括與進(jìn)口閥門(mén)7相連通的井筒I，井筒I長(zhǎng)約5m，內(nèi)徑121.4mm，外徑139.7mm，壁厚9.17mm，管體屈服強(qiáng)度2073KN，擠毀壓力為60.9MPa，為目前現(xiàn)場(chǎng)常用的N-80鋼級(jí)的管道規(guī)格;井筒I的兩邊分別通過(guò)射孔裝置3連通玻璃板構(gòu)成的兩翼裂縫2，圖中為六塊結(jié)構(gòu)相同的有機(jī)玻璃構(gòu)成的兩翼裂縫2，兩塊玻璃板的距離為裂縫的厚度10mm，長(zhǎng)為lm，寬為0.3m，當(dāng)裂縫面發(fā)生旋轉(zhuǎn)后，會(huì)產(chǎn)生左右兩翼不共面的情況;每個(gè)兩翼裂縫2均通過(guò)橡膠管4連通到管道5上，井筒I的兩邊管道5與進(jìn)口閥門(mén)7安裝的管道匯合形成通路。所述的每根橡膠管4上均設(shè)置有開(kāi)關(guān)6。在井筒兩側(cè)可以設(shè)置多個(gè)射孔裝置3的連接口以便于實(shí)現(xiàn)不同裂縫間距的支撐劑運(yùn)移、攜砂、鋪置的模擬實(shí)驗(yàn)。
[0018]參照?qǐng)D2，所述的射孔裝置3包括與井筒I連接的高壓管匯噴嘴3-1，高壓管匯噴嘴3-1安裝在管壁模擬裝置3-2的一端，管壁模擬裝置3-2的另一端安裝在射孔孔道裝置3-3的一端，射孔孔道裝置3-3的另一端通過(guò)絲堵開(kāi)關(guān)3-6連接在六角螺栓接頭3-4—端，六角螺栓接頭3-4另一端連通兩翼裂縫2，為了更好的研究射孔過(guò)程中的壓力損失，在射孔裝置3的兩端安裝有一個(gè)壓差傳感器3-5。
[0019]高壓管匯噴嘴3-1的孔徑、孔密等參數(shù)可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)調(diào)整;管壁模擬裝置3-2為射孔槍需要擊穿的管壁模擬裝置，厚度為11.17mm(管道壁的厚度是9.17mm，假設(shè)水泥環(huán)厚度為2_);射孔孔道裝置3-3為紡錘狀;絲堵開(kāi)關(guān)3-6是控制射孔孔道液體進(jìn)出的，其末端為空心六角螺栓接頭2-4，實(shí)現(xiàn)與兩翼裂縫2的連接。為了更好的研究射孔過(guò)程中的壓力損失，在射孔裝置的兩端安裝有一個(gè)壓差傳感器3-5。
[0020]本實(shí)用新型原理如下:
[0021]攜砂液經(jīng)過(guò)右端的進(jìn)口閥門(mén)7流入井筒I內(nèi)，在井筒I內(nèi)液體在壓力的驅(qū)動(dòng)下流入射孔裝置3，最后進(jìn)入兩翼裂縫2，在平行有機(jī)玻璃板之間，由于重力、流速的作用，支撐劑會(huì)在兩塊玻璃板間發(fā)生沉降，通過(guò)觀(guān)察透明裂縫面中支撐劑在裂縫的跟部、趾部的砂堤形態(tài)來(lái)研究支撐劑的沉降運(yùn)移規(guī)律。通過(guò)控制壓裂液的排量、流速以及支撐劑顆粒粒徑來(lái)研究在以上參數(shù)變化的條件下砂堤形態(tài)的不同；并且在這個(gè)基礎(chǔ)之上研究射孔裝置中不同的孔徑、孔密對(duì)壓裂液攜砂的影響;通過(guò)旋轉(zhuǎn)兩翼裂縫2的角度，從而研究不共面雙翼主裂縫縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移情況;同時(shí)控制射孔裝置內(nèi)的絲堵開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)左右兩翼裂縫位置不對(duì)稱(chēng)對(duì)支撐劑運(yùn)移規(guī)律、砂堤形態(tài)變化的影響。
[0022]在每個(gè)兩翼裂縫2裂縫的末端都連接有橡膠管4和開(kāi)關(guān)6，，由于最后橡膠管4的另一端與管道5連接，結(jié)束實(shí)驗(yàn)后，打開(kāi)左側(cè)閥門(mén)7和開(kāi)關(guān)4，清理管道中的殘砂，回收支撐劑并且循環(huán)使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種不共面雙翼主裂縫縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括與進(jìn)口閥門(mén)(7)相連通的井筒(I)，井筒(I)的兩邊分別通過(guò)射孔裝置(3)連通玻璃板構(gòu)成的兩翼裂縫(2)，每個(gè)兩翼裂縫(2)均通過(guò)橡膠管(4)連通到管道(5)上，井筒(I)的兩邊管道(5)與進(jìn)口閥門(mén)(7)安裝的管道匯合形成通路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不共面雙翼主裂縫縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的每根橡膠管(4)上均設(shè)置有開(kāi)關(guān)(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不共面雙翼主裂縫縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的射孔裝置(3)包括與井筒(I)連接的高壓管匯噴嘴(3-1)，高壓管匯噴嘴(3-1)安裝在管壁模擬裝置(3-2)的一端，管壁模擬裝置(3-2)的另一端安裝在射孔孔道裝置(3-3)的一端，射孔孔道裝置(3-3)的另一端通過(guò)絲堵開(kāi)關(guān)3-6連接在六角螺栓接頭(3-4) —端，六角螺栓接頭(3-4)另一端連通兩翼裂縫(2)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種不共面雙翼主裂縫縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，在射孔裝置(3)的兩端安裝有一個(gè)壓差傳感器(3-5)。
【專(zhuān)利摘要】一種不共面雙翼主裂縫縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括與進(jìn)口閥門(mén)相連通的井筒，井筒的兩邊分別通過(guò)射孔裝置連通玻璃板構(gòu)成的兩翼裂縫，每個(gè)兩翼裂縫均通過(guò)橡膠管連通到管道上，井筒的兩邊管道與進(jìn)口閥門(mén)安裝的管道匯合形成通路；該裝置可模擬水平井分段多簇壓裂時(shí)射孔孔道和主裂縫內(nèi)攜砂液運(yùn)移情況；壓裂液進(jìn)入井筒內(nèi)，壓力迫使流體進(jìn)入射孔孔道，最后流入主裂縫中；在主裂縫內(nèi)由于重力、流速等因素發(fā)生沉降，并且由于不同的排量、液量、支撐劑粒徑、射孔參數(shù)、裂縫距離、裂縫面的角度，會(huì)出現(xiàn)不同的砂堤形態(tài)。通過(guò)控制以上參數(shù)的變化來(lái)研究支撐劑的運(yùn)移沉降規(guī)律，對(duì)今后的壓裂施工可進(jìn)行建議性實(shí)例分析研究。
【IPC分類(lèi)】E21B43/267, E21B49/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205260031
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521129283
【發(fā)明人】周德勝, 周媛, 馮滿(mǎn)云, 惠峰, 趙超能, 劉安邦
【申請(qǐng)人】西安石油大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日