本實(shí)用新型屬于油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種致密油體積壓裂啟動(dòng)壓力滲流規(guī)律電模擬裝置。

背景技術(shù)：

世界油氣需求持續(xù)增長(zhǎng)，非常規(guī)油氣成為全球石油勘探開發(fā)的新領(lǐng)域。與國外等典型致密油區(qū)相比，中國致密油形成條件比較有利，具有較大勘探潛力，地質(zhì)儲(chǔ)量為6440×10⁸桶，技術(shù)可采儲(chǔ)量為322×10⁸桶，僅次于俄羅斯和美國(張君峰，畢海濱，許浩，等.國外致密油勘探開發(fā)新進(jìn)展及借鑒意義[J].石油學(xué)報(bào)，2015，36(2)：127-137.)。目前我國已有5個(gè)盆地中發(fā)現(xiàn)致密油，其中鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組已進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)，并形成了關(guān)鍵技術(shù)之一——“萬方液、千方砂”的大規(guī)模水平井體積壓裂縫網(wǎng)改造技術(shù)，使得致密油單井產(chǎn)量取得初步成效(杜金虎，何海清，楊濤，等.中國致密油勘探進(jìn)展及面臨的挑戰(zhàn)[J].中國石油勘探，2014，19(1)：1-9.)。

致密油儲(chǔ)層具有基質(zhì)孔隙喉道細(xì)小、儲(chǔ)層物性差及非均質(zhì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，原油流動(dòng)表現(xiàn)為不同的滲流機(jī)理。水平井壓后流體滲流規(guī)律的研究一般采用水電模擬實(shí)驗(yàn)法，重點(diǎn)考察水平井裂縫的分布、位置、條數(shù)、長(zhǎng)度等因素。但是通過建立致密油壓裂水平井全周期產(chǎn)能預(yù)測(cè)模型，分析敏感性參數(shù)的影響，認(rèn)為啟動(dòng)壓力是重要因素之一(魏漪,冉啟全,童敏,等.致密油壓裂水平井全周期產(chǎn)能預(yù)測(cè)模型[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016(01):99-106.)。

目前已公開的中國實(shí)用新型專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)枺?01410664365.4、申請(qǐng)日：2014.11.19)提出采用礦物油配方替代傳統(tǒng)電解質(zhì)溶液，來模擬稠油油藏滲流過程中的啟動(dòng)壓力，存在一定的局限性，無法推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是要針對(duì)傳統(tǒng)加工方法的不足，提供一種致密油體積壓裂啟動(dòng)壓力滲流規(guī)律電模擬裝置，它能夠更加真實(shí)的模擬致密油的滲流規(guī)律并產(chǎn)能預(yù)測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的致密油體積壓裂啟動(dòng)壓力滲流規(guī)律電模擬裝置，包括串聯(lián)形成閉合回路的電源、開關(guān)、水平井體積壓裂縫網(wǎng)模擬裝置及電流表，以及伸入至水平井體積壓裂縫網(wǎng)模擬裝置內(nèi)的探針、及并聯(lián)于探針和水平井體積壓裂縫網(wǎng)模擬裝置之間的電壓表，還包括均串聯(lián)在閉合回路中的二極管和可調(diào)電阻，且電壓表的一端與探針相連，電壓表的另一端連接在二極管與水平井體積壓裂縫網(wǎng)模擬裝置之間；所述水平井體積壓裂縫網(wǎng)模擬裝置包括外壁為絕緣外壁的儲(chǔ)液槽、水平設(shè)置在儲(chǔ)液槽內(nèi)的水平井井筒銅絲及體積壓裂單簇縫網(wǎng)，電源的負(fù)極連接至儲(chǔ)液槽的內(nèi)壁，電源的正極連接至水平井井筒銅絲的一端；體積壓裂單簇縫網(wǎng)包括沿水平井井筒銅絲長(zhǎng)度方向垂直設(shè)置并與水平井井筒銅絲相連通的多個(gè)主裂縫銅片、及每個(gè)主裂縫銅片上設(shè)置有沿主裂縫銅片的長(zhǎng)度方向按照預(yù)設(shè)角度并與主裂縫銅片相連通的多個(gè)次裂縫銅片。

進(jìn)一步地，多個(gè)所述主裂縫銅片中的一部分主裂縫銅片設(shè)置在所述水平井井筒銅絲的一側(cè)，剩余部分主裂縫銅片設(shè)置在所述水平井井筒銅絲的另一側(cè)；每個(gè)所述主裂縫銅片上的多個(gè)次裂縫銅片中的一部分次裂縫銅片設(shè)置在所述主裂縫銅片的一側(cè)，剩余部分次裂縫銅片設(shè)置在所述主裂縫銅片的另一側(cè)。

進(jìn)一步地，所述水平井井筒銅絲兩側(cè)的主裂縫銅片呈對(duì)稱分布，且每個(gè)所述主裂縫銅片兩側(cè)的次裂縫銅片呈對(duì)稱分布。

進(jìn)一步地，所述水平井井筒銅絲的直徑大于所述主裂縫銅片的厚度，所述主裂縫銅片的厚度大于所述次裂縫銅片的厚度。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)液槽為有機(jī)玻璃槽，且所述儲(chǔ)液槽中的電解液為NaCl溶液。

進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)角度α為銳角。

進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)角度α為30°～60°。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用二極管模擬致密油體積壓裂啟動(dòng)壓力，更加符合真實(shí)情況；采用大銅片模擬主裂縫、小銅片模擬次裂縫，進(jìn)而構(gòu)成體積壓裂單簇縫網(wǎng)，可近似模擬真實(shí)情況下致密油的滲流規(guī)律并預(yù)測(cè)產(chǎn)能。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型致密油體積壓裂啟動(dòng)壓力滲流規(guī)律電模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中水平井井筒銅絲與體積壓裂單簇縫網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：電源1、開關(guān)2、二極管3、電壓表4、探針5、水平井井筒銅絲6、NaCl溶液7、儲(chǔ)液槽8、可調(diào)電阻9、電流表10、體積壓裂單簇縫網(wǎng)11(其中：次裂縫銅片11a、主裂縫銅片11b)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但它們不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成限定，僅作舉例而已，同時(shí)通過說明本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚和容易理解。

如圖1所示致密油體積壓裂啟動(dòng)壓力滲流規(guī)律電模擬裝置，包括串聯(lián)形成閉合回路的電源1、開關(guān)2、水平井體積壓裂縫網(wǎng)模擬裝置及電流表10，以及伸入至水平井體積壓裂縫網(wǎng)模擬裝置內(nèi)的探針5、并聯(lián)于探針5和水平井體積壓裂縫網(wǎng)模擬裝置之間的電壓表4及均串聯(lián)在閉合回路中的二極管3和可調(diào)電阻9，即電壓表4的一端與探針5相連，電壓表4的另一端連接在二極管3與水平井體積壓裂縫網(wǎng)模擬裝置之間。本實(shí)施例中電流表10用于測(cè)試電流，換算真實(shí)產(chǎn)量；電壓表4用于測(cè)試流體滲流的等壓線；可調(diào)電阻9用于調(diào)節(jié)電流不超過電流表最大額定值；另外，啟動(dòng)壓力模擬系統(tǒng)可依據(jù)不同實(shí)驗(yàn)要求，采用不同型號(hào)大小的二極管3來模擬致密油流動(dòng)的啟動(dòng)壓力。

水平井體積壓裂縫網(wǎng)模擬裝置包括外壁為絕緣外壁的儲(chǔ)液槽8、水平設(shè)置在儲(chǔ)液槽8內(nèi)的水平井井筒銅絲6及體積壓裂單簇縫網(wǎng)11，電源1的負(fù)極連接至儲(chǔ)液槽8的內(nèi)壁，電源1的正極連接至水平井井筒銅絲6的一端；儲(chǔ)液槽1中盛有NaCl溶液7，且NaCl溶液7需要沒過水平井井筒銅絲6及體積壓裂單簇縫網(wǎng)11，由NaCl溶液電導(dǎo)率及體積換算成電阻模擬致密油多孔介質(zhì)滲流通道阻力。結(jié)合圖2所示，體積壓裂單簇縫網(wǎng)11包括沿水平井井筒銅絲6長(zhǎng)度方向垂直設(shè)置并與水平井井筒銅絲6相連通的多個(gè)主裂縫銅片11b、及每個(gè)主裂縫銅片11b上設(shè)置有沿主裂縫銅片11b的長(zhǎng)度方向按照預(yù)設(shè)角度并與主裂縫銅片11b相連通的多個(gè)次裂縫銅片11a，且水平井井筒銅絲6的直徑大于主裂縫銅片11b的厚度，主裂縫銅片11b的厚度大于次裂縫銅片11a的厚度。

本實(shí)施例中：多個(gè)主裂縫銅片11b中的一部分主裂縫銅片11b等間距地設(shè)置在水平井井筒銅絲6的一側(cè)，剩余部分主裂縫銅片11b等間距地設(shè)置在水平井井筒銅絲6的另一側(cè)，且兩側(cè)主裂縫銅片11b的個(gè)數(shù)相等成對(duì)稱分布；每個(gè)主裂縫銅片11b上的多個(gè)次裂縫銅片11a中的一部分次裂縫銅片11a設(shè)置在主裂縫銅片11b的一側(cè)，剩余部分次裂縫銅片11a設(shè)置在主裂縫銅片11b的另一側(cè)，同理，每個(gè)主裂縫銅片11b兩側(cè)的多個(gè)次裂縫銅片11a個(gè)數(shù)相等成對(duì)稱分布，另外，靠近水平井井筒銅絲6的次裂縫銅片11a均與水平井井筒銅絲6連通。次裂縫銅片11a與主裂縫銅片11b的預(yù)設(shè)角度α為銳角，一般為30°～60°，優(yōu)選為45°。

上述致密油體積壓裂啟動(dòng)壓力滲流規(guī)律電模擬裝置的測(cè)試方法，包括如下步驟：

1)獲取致密油藏壓后參數(shù)：基質(zhì)滲透率K、油層長(zhǎng)度L_F、油層寬度W_F、油層厚度h_F、生產(chǎn)壓差△P、水平井井筒長(zhǎng)度L、水平井井眼直徑r、壓裂段數(shù)N、裂縫間距n、主裂縫長(zhǎng)度L_mf、主裂縫高度h_mf、主裂縫寬度w_mf、等效次生裂縫長(zhǎng)度L_cf、等效次生裂縫高度h_cf、等效次生裂縫寬度w_cf及原油黏度μ；

2)確定模型參數(shù)：致密油藏模型(即儲(chǔ)液槽)尺寸一般最大為200cm×200cm×60cm，本模型具有如下特點(diǎn)：長(zhǎng)度固定、寬度可調(diào)(最大200cm)、深(厚)度可調(diào)(最大60cm)；

確定幾何相似系數(shù)C_l＝L_F/L_m(本實(shí)施例中L_m＝200cm)，根據(jù)幾何相似系數(shù)確定致密油藏模型寬度尺寸W_m和電解質(zhì)溶液深度尺寸h_m，分別為W_m＝W_F/C_l、h_m＝h_F/C_l；

確定水平井體積壓裂縫網(wǎng)模擬裝置參數(shù)：根據(jù)幾何相似系數(shù)確定水平井井筒銅絲長(zhǎng)度L_ms＝L/C_l、水平井井筒銅絲直徑r_ms＝r/C_l、主裂縫銅片間距mm＝n/C_l、主裂縫銅片長(zhǎng)度L_mmf＝L_mf/C_l、主裂縫銅片寬度w_mmf＝w_mf/C_l、主裂縫銅片厚度h_mmf＝h_mf/C_l、次裂縫銅片長(zhǎng)度L_mcf＝L_cf/C_l、次裂縫銅片厚度h_mcf＝h_cf/C_l、次裂縫銅片寬度h_mcf＝h_cf/C_l；

3)估算電解液電導(dǎo)率：根據(jù)致密油體積壓裂水平井理論產(chǎn)量公式計(jì)算產(chǎn)量Q；設(shè)定模型最大額定電流值I(一般不超過0.2A)，估算流量相似系數(shù)C_q＝I/Q；設(shè)定壓力相似系數(shù)C_p＝ΔU/Δp＝1V/0.2MPa，由相似參數(shù)滿足的關(guān)系式得到C_r＝C_p/C_q；根據(jù)相似參數(shù)關(guān)系式C_ρ＝1/C_rC_l及流動(dòng)相似參數(shù)定義式C_ρ＝ρμ/K得到估算的溶液電導(dǎo)率ρ；

4)計(jì)算NaCl溶液實(shí)際配比及配量：根據(jù)計(jì)算的致密油藏模型寬度W_m和電解質(zhì)溶液深度h_m計(jì)算蒸餾水體積V_w＝L_m×W_m×h_m；根據(jù)NaCl溶液電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系式ρ＝0.007+1.47C換算NaCl質(zhì)量m＝C×V_w，其中：C代表NaCl溶液濃度、單位為g/L；

5)啟動(dòng)壓力測(cè)定：調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，使電流不超過電流表的最大額定電流值I(即0.2A)，測(cè)定二極管正向壓降，即為啟動(dòng)壓力；

6)逐點(diǎn)測(cè)試電壓/電流：打開電源，將電源電壓調(diào)到預(yù)設(shè)值(一般小于12V，為人類可承受范圍36V內(nèi))，移動(dòng)探針，且測(cè)點(diǎn)間距為2～3cm，測(cè)定各測(cè)點(diǎn)處的電壓U及電流I；

7)獲取滲流規(guī)律及產(chǎn)量：依據(jù)確定的相似參數(shù)，把各點(diǎn)處電壓值換算成壓力，由壓力相似系數(shù)換算：p＝U/C_p，電流換算成產(chǎn)量，由流量相似系數(shù)換算：Q＝I/C_q；

8)改變二極管型號(hào)，重復(fù)步驟6)～7)，獲取不同啟動(dòng)壓力下的滲流規(guī)律。

其它未詳細(xì)說明的均屬于現(xiàn)有技術(shù)。