[发明专利]高温高压泡沫压裂液滤失伤害实验系统

说明书

技术领域

本发明属于压裂液滤失伤害实验系统技术领域，具体涉及一种高温高压泡沫压裂液滤失伤害实验系统。

背景技术

在油气藏压裂过程中，压裂液向地层的滤失是不可避免的，由于压裂液的滤失使得压裂效率降低，造缝体积减小，同时，压裂液会对地层产生一定的伤害，因此研究压裂液的滤失伤害特性对裂缝几何参数的计算和对地层损害的认识都是必不可少的。泡沫压裂液是近些年发展起来的用于低压低渗油气层改造的新型压裂液，其最大特点是易于返排、滤失少以及摩阻低等，研究表明，压力、温度、剪切速率等对泡沫压裂液的流变特性影响显著，而且在实际的压裂过程中，泡沫压裂液处于高温、高压、高剪切速率状态，因此，泡沫压裂液的滤失伤害特性必须在高温、高压、动态剪切条件下进行测试，这样才能反映压裂施工条件下真实的滤失和伤害情况，现有的泡沫压裂液滤失伤害评价系统大多基于常规水基压裂液滤失伤害系统设计，不能模拟动态剪切条件下泡沫液的动态滤失和伤害，且测试的温度和压力范围有限，不适用于高温高压泡沫压裂液滤失伤害的评价。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温高压泡沫压裂液滤失伤害实验系统，该实验系统设计合理，能够有效模拟实际施工条件下泡沫压裂液的动态和静态滤失及伤害，能够测试不同压裂液体系、添加剂等对压裂液动静态滤失性的影响，以及温度、压力、泡沫质量对动静态滤失性和岩心伤害的影响。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开的高温高压泡沫压裂液滤失伤害实验系统，包括用于制备高温高压泡沫压裂液的供液单元，用于存储及输送高温高压泡沫压裂液的动力单元以及用于滤失量及伤害测试的滤失伤害单元；

所述供液单元，包括溶液池、第一高压柱塞泵、二氧化碳储罐、第二高压柱塞泵、泡沫发生器及加热器；溶液池的出液端与第一高压柱塞泵的进液端相连，二氧化碳储罐的出液端与第二高压柱塞泵的相连，第一高压柱塞泵和第二高压柱塞泵的出液端均连接至泡沫发生器的进液端，泡沫发生器的出液端与加热器相连；

所述动力单元，包括模拟地层水罐、模拟油罐、平流泵、煤油罐、高压恒流泵及活塞容器组，活塞容器组由相互并联的1#活塞、2#活塞及3#活塞组成；模拟地层水罐和模拟油罐的出液端均通过管路与平流泵相连，平流泵通过管路连接至1#活塞，加热器出液端的管路分支连接至活塞容器组；煤油罐一端与高压恒流泵相连，另一端与活塞容器组相连；

所述滤失伤害单元，包括缓冲容器、气液混输泵、第一岩心夹持器、第二岩心夹持器及气液分离器；加热器的出液端通过管路与缓冲容器的进液端相连，缓冲容器的出液端通过管路与气液混输泵相连，气液混输泵通过管路连接至第二岩心夹持器的入口端，第二岩心夹持器的出口端通过管路与气液分离器相连；活塞容器组的出液端通过管路与第一岩心夹持器的入口端相连，第一岩心夹持器的出口端通过管路与气液分离器相连。

在第一岩心夹持器的入口端通过三通阀分别连接有玻璃管流量计和皂膜流量计。

第一岩心夹持器的出口端通过四通阀连接有氮气瓶。

气液分离器通过管路连接有烧杯和电子天平。

在加热器和缓冲容器之间的管路上分支出一条管路，在该管路上依次设有背压阀、分离器和气体缓冲罐，在分离器底部设有储液箱。

第一岩心夹持器和第二岩心夹持器均通过管路与手动压力泵相连。

在第二岩心夹持器与气液分离器相连的管路上设有回压阀。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明构建了高参数的高温高压泡沫压裂液滤失伤害实验系统，该系统由供液单元、动力单元及滤失伤害单元组成，供液单元能够随时制备得到实验所需的泡沫压裂液，然后由动力单元完成储存与输送，本发明的系统设计合理，各个单元配合工作，能够在滤失伤害单元模拟实际工况条件下研究CO₂干法/泡沫压裂液的动态滤失速度、滤失量、滤失系数随温度、压力、剪切速率、泡沫质量等因素的变化规律；能够通过模拟CO₂干法/泡沫压裂液在人工裂缝附近的压力分布，确定压裂液滤失带厚度及累计滤失量等参数随滤失时间的变化；能够通过对滤失前后岩心渗透率的测量，得出压裂液对于岩心的动态滤失伤害率，并研究伤害率受温度、压力、泡沫质量等因素的影响规律；综合泡沫压裂液的岩心伤害、滤失及泡沫压裂液的有效粘度特性，实现对于压裂液体系的优化及筛选。

附图说明

图1为本发明高温高压泡沫压裂液滤失伤害实验系统结构框图；