[发明专利]一种模拟通道压裂泵注方式及测量通道率的装置和工作方法

说明书

本发明涉及一种模拟通道压裂泵注方式及测量通道率的装置和工作方法，属于油气田开发的技术领域，装置包括注入泵、压裂液池1、压裂液池2、携砂装置、混砂池、压力机、支撑裂缝模拟室、位移计、液量计量装置和电脑；注入泵与压裂液池1、混砂池和支撑裂缝模拟室相连，压裂液池2、携砂装置各自与混砂池相连，压力机与支撑裂缝模拟室相连，支撑裂缝模拟室上设有位移计，支撑裂缝模拟室与液量计量装置相连，位移计、液量计量装置各自与电脑相连；本发明填补了通道压裂泵注过程实验室模拟过程的空白，装置结构简单、便于操作。

技术领域

本发明涉及一种模拟通道压裂泵注方式及测量通道率的装置和工作方法，属于油气田开发的技术领域。

背景技术

在我国常规油气藏开发进入后期的前提下，非常规油气藏及致密油气藏等难开发储层的战略地位逐年上升。水力压裂技术作为现今开发低渗透、致密油气藏的主要技术措施，在我国已经得到了广泛的应用，并针对不同的地层特性及储层条件发展出了多种针对性强的压裂技术。通道压裂技术即是在常规水力压裂技术的基础上，利用多簇射孔、拌注纤维和脉冲泵注技术将支撑剂以支撑剂团的形式不连续的注入并支撑充填层，在裂缝内形成通道结构，改变流体在裂缝内的流动方式并大幅度提高充填层导流能力的技术。通道压裂技术自正式提出可行性施工方案至今已在多国不同地区进行了大量试验与正式压裂施工，均取得了优于常规水力压裂的成果。

温庆志等人在“通道压裂砂堤分布规律研究”中首次定义通道率为支撑裂缝中支撑剂未填充的面积与支撑裂缝总壁面积之比，并提出了在拍摄支撑剂分布的照片后利用软件分析计算通道率的方法。分析实际裂缝形态，可将其近似为一立方体模型，实际通道率的物理意义为在通道压裂中支撑剂充填层中未填充支撑剂的通道体积与充填层总体积的比值，因此在二维平面的基础上分析和计算通道率均会导致一定的误差。

我国目前对通道压裂技术的研究尚在起步阶段，缺乏系统的在实际地层裂缝模型上对通道压裂中各重要参数的测量及相应的测量装置。作为通道压裂中十分重要的一项参数，通道率直接反映通道形成情况，间接反映充填层导流能力，对通道率在闭合压力下变化的研究具有重要意义。

发明内容

针对以上的技术不足，本发明提供一种模拟通道压裂泵注方式及测量通道率的装置，以在室内开展通道压裂泵注实验，测量通道率随闭合压力的变化以及观测通道压裂中压裂液与支撑剂的运移及分布等规律。

本发明还提供一种上述装置的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种模拟通道压裂泵注方式及测量通道率的装置，包括注入泵、压裂液池1、压裂液池2、携砂装置、混砂池、压力机、支撑裂缝模拟室、位移计、液量计量装置和电脑；

所述注入泵与压裂液池1、混砂池和支撑裂缝模拟室相连，所述压裂液池2、携砂装置各自与混砂池相连，所述压力机与支撑裂缝模拟室相连，所述支撑裂缝模拟室上设有位移计，所述支撑裂缝模拟室与液量计量装置相连，所述位移计、液量计量装置各自与电脑相连。

注入泵的主要目的是提供泵注压力以将压裂液泵注进入支撑裂缝模拟室，压裂液池1的主要目的是配置压裂液，压裂液池2的主要目的是配置压裂液和纤维的混合液，携砂装置的主要目的是携带支撑剂进入混砂池，混砂池的主要目的是将支撑剂和拌注纤维的压裂液均匀混合，压力机的主要目的是提供模拟的闭合压力，支撑裂缝模拟室的主要目的是提供测试通道率变化的结构并模拟支撑剂团在裂缝内的运移、分布及沉降规律，位移计的主要目的是测量支撑裂缝模拟室在压力机下产生的位移变化，液量计量装置的主要目的是计量排出压裂液的体积，电脑的主要目的是根据位移变化和排出压裂液体积计算通道率的变化。

根据本发明优选的，所述携砂装置包括螺杆泵、螺杆、乘砂池和卸砂口，螺杆与螺杆泵相连，螺杆位于乘砂池中，卸砂口位于乘砂池一端，携砂装置的输砂方式为螺杆旋转输砂。