模擬復(fù)雜縫網(wǎng)內(nèi)支撐劑運(yùn)移的可視化實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模擬裝置，尤其涉及一種用于水力壓裂過(guò)程中模擬復(fù)雜縫網(wǎng)內(nèi)支撐劑運(yùn)移的可視化實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]頁(yè)巖儲(chǔ)層低孔、低滲，層理、天然微裂縫發(fā)育，以常規(guī)開采手段難以實(shí)現(xiàn)其高效開發(fā)。水平井多級(jí)壓裂技術(shù)可以形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)，增大儲(chǔ)層改造體積，大幅提升氣井產(chǎn)量及氣藏采收率，尤其是頁(yè)巖儲(chǔ)層滑溜水壓裂技術(shù)，以大規(guī)模、高排量等特征，能更有效的提高水力裂縫網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度，增大儲(chǔ)層改造體積(SRV)。然而，復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)及滑溜水?dāng)y砂能力低均給頁(yè)巖儲(chǔ)層改造裂縫網(wǎng)絡(luò)的有效支撐帶來(lái)巨大影響，嚴(yán)重的降低了有效儲(chǔ)層改造體積(ESRV)和裂縫導(dǎo)流能力。因此，研宄復(fù)雜縫網(wǎng)內(nèi)支撐劑運(yùn)移規(guī)律，對(duì)于實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖儲(chǔ)層水力壓裂復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)的有效支撐，提高裂縫導(dǎo)流能力具有重要的意義。
[0003]目前對(duì)于裂縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移模擬測(cè)試裝置，明顯存在以下的不足與缺點(diǎn):
(O不能模擬天然裂縫對(duì)裂縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移的影響；
(2)不能模擬儲(chǔ)層層理裂縫對(duì)裂縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移的影響；
(3)不能模擬分簇射孔壓裂時(shí)，裂縫內(nèi)支撐劑的運(yùn)移規(guī)律；
(4)“工廠化”壓裂過(guò)程中，相鄰井間的段間干擾對(duì)于支撐劑運(yùn)移的流動(dòng)影響不容忽視，沒有模擬這一過(guò)程就不能真實(shí)反應(yīng)多井壓裂時(shí)支撐劑運(yùn)移的真實(shí)情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種模擬復(fù)雜縫網(wǎng)內(nèi)支撐劑運(yùn)移的可視化實(shí)驗(yàn)裝置。本發(fā)明能夠較真實(shí)的模擬復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)內(nèi)支撐劑運(yùn)移規(guī)律，探索滑溜水壓裂支撐劑流動(dòng)機(jī)理，用以指導(dǎo)頁(yè)巖儲(chǔ)層水力壓裂過(guò)程中采用合理的施工排量、加砂模式，提高有效儲(chǔ)層改造體積(ESRV)和裂縫導(dǎo)流能力。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種模擬復(fù)雜縫網(wǎng)內(nèi)支撐劑運(yùn)移的可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括供液及混砂系統(tǒng)、泵注系統(tǒng)、管路輸送系統(tǒng)、可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、循環(huán)液處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，供液及混砂系統(tǒng)的出口通過(guò)管路輸送系統(tǒng)與泵注系統(tǒng)的入口連接，泵注系統(tǒng)的出口通過(guò)管路輸送系統(tǒng)與可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的入口連接，可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出口通過(guò)管路輸送系統(tǒng)與循環(huán)液處理系統(tǒng)的入口連接，循環(huán)液處理系統(tǒng)的出口通過(guò)管路輸送系統(tǒng)與泵注系統(tǒng)的入口連接，用于采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接。
[0006]所述可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括垂直主裂縫和連接裂縫，垂直主裂縫為平行設(shè)置的兩條，連接裂縫設(shè)置在兩條垂直主裂縫之間且分別與兩條垂直主裂縫連通，垂直主裂縫上設(shè)置有模擬入口和模擬出口。
[0007]所述連接裂縫包括兩條水平層理縫和兩條垂直天然裂縫，兩條垂直天然裂縫與兩條主裂縫連接角度分別為90°和45°，兩條水平層理縫與主裂縫垂直相交，且兩條水平層理縫垂向高度不同。
[0008]所述垂直主裂縫包括兩張相互平行設(shè)置的透明平板，兩側(cè)密封，兩端設(shè)置為模擬入口和模擬出口。
[0009]所述連接裂縫包括兩張相互平行設(shè)置的透明平板，兩側(cè)密封，兩端與垂直主裂縫連通。
[0010]所述供液及混砂系統(tǒng)包括并聯(lián)設(shè)置的混砂罐和輔液罐，泵注系統(tǒng)包括注入泵，混砂罐、輔液罐的出口分別與注入泵的入口連接，注入泵的出口與模擬入口連接，模擬出口與循環(huán)液處理系統(tǒng)的入口連接，循環(huán)液處理系統(tǒng)的出口分別與混砂罐、輔液罐的入口連接。
[0011]所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括流量計(jì)、數(shù)顯壓力表和高頻攝像機(jī)，流量計(jì)、數(shù)顯壓力表、高頻攝像機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)電纜均與控制系統(tǒng)連接，流量計(jì)設(shè)置在注入泵和可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的管線上，數(shù)顯壓力表和高頻攝像機(jī)分別與可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接，高頻攝像機(jī)用于記錄支撐劑在可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的情況。
[0012]所述管路輸送系統(tǒng)包括電磁閥、入口閥門、放空閥門、出口閥門、循環(huán)液閥門和管線，電磁閥設(shè)置在混砂罐、輔液罐與注入泵連接的管線上，入口閥門設(shè)置在流量計(jì)和可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的管線上，放空閥門連接在主裂縫底部且與控制系統(tǒng)連接，出口閥門設(shè)置在可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和循環(huán)液處理系統(tǒng)之間的管線上，循環(huán)液閥門設(shè)置在循環(huán)液處理系統(tǒng)與混砂罐、輔液罐連接的管線上。
[0013]采用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
一、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)勢(shì):(1)可以模擬天然裂縫對(duì)支撐劑運(yùn)移的影響；(2)可以模擬水平層理縫對(duì)支撐劑運(yùn)移的影響；(3)可以模擬鄰井間段間距、單井簇間距對(duì)支撐劑運(yùn)移的影響；(4)可以模擬不同支撐劑濃度、施工排量及支撐劑組合對(duì)裂縫內(nèi)支撐劑運(yùn)移及沙堤展布形態(tài)的影響。
[0014]二、本發(fā)明原理可靠，測(cè)試準(zhǔn)確，便于觀察，能較真實(shí)的反映頁(yè)巖儲(chǔ)層大尺度裂縫網(wǎng)絡(luò)展布形態(tài)。
[0015]三、本發(fā)明不僅可以用于觀察連接裂縫對(duì)支撐劑運(yùn)移規(guī)律、沙堤展布形態(tài)的影響，還能得到不同裂縫內(nèi)具體的沙堤臨界高度，臨界流速等關(guān)鍵參數(shù)，客服了現(xiàn)有該類實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)技術(shù)的缺陷，為研宄頁(yè)巖儲(chǔ)層水力壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)內(nèi)支撐劑運(yùn)移及沙堤鋪置規(guī)律提供了一種專用設(shè)備。
[0016]四、本發(fā)明中，主裂縫與連接縫可采用法蘭連接，保證密封的同時(shí)確保連接處支撐劑運(yùn)移可視化觀測(cè)，主裂縫與連接縫設(shè)定不同的連接角度、位置，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)展布形態(tài)，模擬進(jìn)出口流向的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)單井/井組壓裂時(shí)縫網(wǎng)內(nèi)支撐劑運(yùn)移過(guò)程模擬。
[0017]五、利用本發(fā)明，可以直觀的分析復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)內(nèi)支撐劑運(yùn)移過(guò)程和沙堤展布形態(tài)，對(duì)非常規(guī)頁(yè)巖儲(chǔ)層滑溜水壓裂進(jìn)行機(jī)理研宄，為頁(yè)巖氣高效開發(fā)提供理論基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)支撐。
[0018]六、利用本發(fā)明，能夠較真實(shí)的模擬頁(yè)巖儲(chǔ)層水力壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)內(nèi)支撐劑運(yùn)移規(guī)律，探索滑溜水壓裂支撐劑流動(dòng)機(jī)理，以指導(dǎo)頁(yè)巖儲(chǔ)層水力壓裂過(guò)程中采用合理的施工排量、加砂模式，提高有效儲(chǔ)層改造體積(ESRV)和裂縫導(dǎo)流能力。
[0019]綜上，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了天然裂縫對(duì)支撐劑運(yùn)移的實(shí)驗(yàn)?zāi)M；實(shí)現(xiàn)了水平層理縫對(duì)支撐劑運(yùn)移的實(shí)驗(yàn)?zāi)M；有效的解決了鄰井間段間距、單井簇間距對(duì)支撐劑運(yùn)移影響的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明原理結(jié)構(gòu)示意圖圖2可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖圖3可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)俯視圖
圖中標(biāo)記為:1、混砂罐，2、輔液罐，3、電磁閥，4、注入泵，5、流量計(jì)，6、入口閥門，7、數(shù)顯壓力表，8、可視化模擬視窗，9、放空閥門，10、出口閥門，11、循環(huán)液處理裝置，12、循環(huán)液閥門，13、高頻攝像機(jī)，14、電腦，15、第一垂直主裂縫，16、第二垂直主裂縫，17、第一水平層理縫，18、第二水平層理縫，19、第一垂直天然裂縫，20、第二垂直天然裂縫，21、第一模擬入口，22、第二模擬入口，23、第一模擬出口，24、第二模擬出口，25、清洗口。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1
一種模擬復(fù)雜縫網(wǎng)內(nèi)支撐劑運(yùn)移的可視化實(shí)驗(yàn)裝置，包括供液及混砂系統(tǒng)、泵注系統(tǒng)、管路輸送系統(tǒng)、可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、循環(huán)液處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，供液及混砂系統(tǒng)的出口通過(guò)管路輸送系統(tǒng)與泵注系統(tǒng)的入口連接，泵注系統(tǒng)的出口通過(guò)管路輸送系統(tǒng)與可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的入口連接，可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出口通過(guò)管路輸送系統(tǒng)與循環(huán)液處理系統(tǒng)的入口連接，循環(huán)液處理系統(tǒng)的出口通過(guò)管路輸送系統(tǒng)與泵注系統(tǒng)的入口連接，用于采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接。
[0022]所述可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括垂直主裂縫和連接裂縫，垂直主裂縫為平行設(shè)置的兩條(第一垂直主裂縫15、第二垂直主裂縫16)，連接裂縫設(shè)置在兩條垂直主裂縫之間且分別與兩條垂直主裂縫連通，垂直主裂縫上設(shè)置有模擬入口和模擬出口。
[0023]所述連接裂縫包括兩條水平層理縫(第一水平層理縫17、第二水平層理縫18)和兩條垂直天然裂縫(第一垂直天然裂縫19、第二垂直天然裂縫20)，兩條垂直天然裂縫與兩條主裂縫連接角度分別為90°和45°，兩條水平層理縫與主裂縫垂直相交，且兩條水平層理縫垂向高度不同。
[0024]所述垂直主裂縫包括兩張相互平行設(shè)置的透明平板，兩側(cè)密封，兩端設(shè)置為模擬入口和模擬出口。
[0025]所述連接裂縫包括兩張相互平行設(shè)置的透明平板，兩側(cè)密封，兩端與垂直主裂縫連通。
[0026]所述可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還包括可視化模擬視窗8，裂縫設(shè)置在可視化模擬視窗8中?？梢暬M視窗8的入口與模擬入口連通，可視化模擬視窗8的出口與模擬出口連通。
[0027]所述供液及混砂系統(tǒng)包括并聯(lián)設(shè)置的混砂罐I和輔液罐2，泵注系統(tǒng)包括注入泵4，混砂罐1、輔液罐2的出口分別與注入泵4的入口連接，注入泵4的出口與模擬入口連接，模擬出口與循環(huán)液處理系統(tǒng)的入口連接，循環(huán)液處理系統(tǒng)的出口分別與混砂罐1、輔液罐2的入口連接。
[0028]所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括流量計(jì)5、數(shù)顯壓力表7和高頻攝像機(jī)13，流量計(jì)5、數(shù)顯壓力表7、高頻攝像機(jī)13通過(guò)數(shù)據(jù)電纜均與控制系統(tǒng)連接，流量計(jì)5設(shè)置在注入泵4和可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的管線上，數(shù)顯壓力表7和高頻攝像機(jī)13分別與可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接，高頻攝像機(jī)13用于記錄支撐劑在可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的情況。
[0029]所述管路輸送系統(tǒng)包括電磁閥3、入口閥門6、放空閥門9、出口閥門10、循環(huán)液閥門12和管線，電磁閥3設(shè)置在混砂罐1、輔液罐2與注入泵4連接的管線上，入口閥門6設(shè)置在流量計(jì)5和可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的管線上，放空閥門9連接在主裂縫底部且與控制系統(tǒng)連接，出口閥門10設(shè)置在可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和循環(huán)液處理系統(tǒng)之間的管線上，循環(huán)液閥門12設(shè)置在循環(huán)液處理系統(tǒng)與混砂罐1、輔液罐2連接的管線上。
[0030]本發(fā)明中主要是對(duì)各設(shè)備組成的系統(tǒng)及其之間的連接關(guān)系所做出的改進(jìn)，軟件部分采用現(xiàn)有軟件即可。沒有詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明的如循環(huán)液處理系統(tǒng)等同樣采用現(xiàn)有技術(shù)即可。
[0031]實(shí)施例2
一種復(fù)雜縫網(wǎng)內(nèi)支撐劑運(yùn)移模擬實(shí)驗(yàn)裝置，主要由供液及混砂系統(tǒng)、泵注系統(tǒng)、管路輸送系統(tǒng)、可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和循環(huán)液處理系統(tǒng)組成。其中，可視化裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由2條垂直主裂縫、4條連接裂縫(2條垂直天然裂縫、2條水平層理縫)、