[实用新型]一种压裂充填防砂模型

说明书

技术领域

本实用新型涉及压裂充填防砂技术领域，是一种实验装置，具体涉及一种模拟在不同闭合压力下，压裂充填后的地层裂缝形态，针对不同流体和地层砂进行不同粒径支撑剂及其组合的防砂实验、嵌入实验及导流能力测试实验的压裂充填防砂模型。 

背景技术

随着我国陆上大部分主力油田进入中高含水期，加快勘探、开发海上油气资源已逐渐成为我国未来石油工业发展的战略目标之一。但由于海上油藏普遍具有渗透性好、胶结性差的显著特点，在开采过程中油井出砂是经常遇到的工程问题之一。油井出砂具有很大的危害性，可以使油井减产或停产、腐蚀地面和井下设备以及损坏油套管，甚至可以使油井报废。因此，在中高渗透油藏的开发过程中，必须采取防砂措施。其中最常用的防砂方法为机械防砂中的管内井下砾石充填。虽然该方法具有良好的防砂效果，但由于其增大了油藏流体向井流动时射孔孔眼和筛套环空的渗流阻力，因此降低了油井产能。为了克服管内井下砾石充填完井的不足，同时为提高整个油藏的产能水平，人们便将管内井下砾石充填与水力压裂结合起来，发展形成了压裂充填技术。国外己将压裂充填技术应用到生产实际中，并取得了成功。为了掌握此种新型的完井技术，促进完井技术的发展，有必要深入研究压裂充填。这项技术的发展将会提高防砂完井的成功率和延长防砂的有效期，产生良好的经济和社会效益。 

压裂产生的高导流能力裂缝对地层出砂趋势的控制作用体现在三个关键的环节上：1、防止或降低岩石结构的破坏；2、降低流体对地层微粒的冲刷和携带能力；3、填砂裂缝对地层微粒的桥堵作用。三种作用结合形成压裂裂缝的综合防砂原理，此防砂机理完全不同于砾石充填防砂。对于砾石充填技术，通常采用填砂管进行研究。但对于压裂充填工艺，目前并没有一种仪器设备可以较完整逼真的进行模拟研究。 

发明内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种研究压裂充填防砂工艺的模型，模拟压裂充填后的裂缝形态，即在地层条件下，流体的渗流状态、裂缝端部和壁面的砂侵状况、支撑剂在软地层中的嵌入。通过研究，确定裂缝内充填支撑剂的粒径或粒径组合的标准，影响支撑剂嵌入的各种因素，地层砂在充填层内的运移状态、 充填层的导流能力等。 

本实用新型采取的技术方案为：一种压裂充填防砂模型，包括槽室和顶盖，所述顶盖密封地嵌在所述槽室顶部；所述槽室包括框架、底部和前、后、左、右四个侧壁，在所述顶盖、底部、前侧壁上都开设有若干进液孔，在所述后侧壁上开设有若干出液孔，在所述左侧壁或右侧壁上分前、后设置有两测压孔；在所述模型内部，模拟地层条件，在底部放置下岩板，所述下岩板上面铺置支撑剂，支撑剂前端放置前岩板，所述支撑剂上面放置上岩板，所述上、下、前岩板和支撑剂充满整个模型空腔。 

所述顶盖、底部、前侧壁均为空腔结构，朝向模型内部的一侧面上均开设有所述进液孔，各空腔结构内布置有网格通道，所述进液孔通过网格通道汇集到与外部连通的相应进液管上。 

所述顶盖、底部、前侧壁上的进液管设置在同一侧。 

所述后侧壁为空腔结构，朝向模型内部的一侧面上开设有所述出液孔，所述出液孔通过空腔结构汇集到与外部连通的出液管上。 

所述出液管位于后侧壁的靠下位置。 

所述出液孔为单排孔，所述出液孔具有不同孔密和孔径规格。 

所述框架和底部连为一体，所述前、后、左、右四个侧壁可拆卸，四个侧壁上都有楔块结构，与框架呈嵌入式配合，配合处有密封圈密封。 

所述前、后、左、右四个侧壁可与框架在周边上通过螺栓连接。 

各所述进液管上连接有进液阀门；所述出液管上安装流量控制阀。 

本实用新型采取以上技术方案，所获得的技术效果是：1、完整的模拟了地层裂缝形态，包括裂缝的端部、裂缝壁面和缝口；模拟了来自裂缝端部和裂缝两侧壁面的砂侵和支撑剂的嵌入；模拟地层的闭合压力，来自端部和两侧壁面的液体的渗流状态。2、可以测试支撑剂的无嵌入、嵌入、嵌入加砂侵条件下的导流能力。3、仪器结构设计合理，组装拆卸方便，实验后便于观察、清洗，系统各部件具有良好的耐压密封性。4、配置了高标准的配套仪器设备，确保实验测试的准确度。 

附图说明

图1是模型的外观示意图； 

图2是模型槽室拆掉四壁后的示意图，底部与框架连为一体，底部布置有进液孔； 

图3是槽室前侧壁示意图，布置有进液孔； 

图4是槽室右侧壁示意图； 

图5是槽室左侧壁示意图，带有前、后两个测压孔； 

图6是槽室后侧壁示意图，布置有出液口。