[实用新型]一种压裂液携砂能力测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及压裂技术领域，特别涉及一种二氧化碳无水压裂液携砂能力测试装置。

背景技术

伴随着致密低渗非常规油气藏的大规模开发，为了降低常规水基压裂液对储层(尤其水敏性储层)造成的伤害，二氧化碳无水压裂技术由于其“无水压裂”的特性正备受关注。CO₂无水压裂技术主要是以由液态CO₂和极少量化学添加剂混合形成的无水压裂液代替传统水基压裂液进行储层改造，在提高体积压裂改造效果的同时，能够有效保护储层，并且节约大量的水资源。

然而，由于超临界CO₂液体的粘度往往远低于水基压裂液，故常常需要加入增稠剂和增粘剂等化学添加剂以改善其压裂液携砂造缝性能。然而，实际的市场调研发现，现有的施工现场作业或实验室研究针对能够表征超临界CO₂压裂液携砂性能的测试装置和设备，市场上还没有成熟的产品销售。

因此，我们发明了本测试装置。本实用新型——二氧化碳无水压裂液携砂能力测试装置及测试方法可以模拟并测试不同添加剂配比下的二氧化碳无水压裂液在不同温度、不同压力、不同排量情况下的悬砂运移能力。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的设备及仪器不配套的问题，本实用新型的目的在于提供了一种二氧化碳无水压裂液携砂能力测试装置，专门测试不同添加剂配比下的二氧化碳无水压裂液在不同温度、不同压力、不同排量条件下的悬砂运移能力。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种压裂液携砂能力测试装置，包括第一气瓶1和第二气瓶2，且第一气瓶1和第二气瓶2分别通过第一阀3和第二阀4与气体净化器5的入口连接，气体净化器5的出口依次连接体积流量计6、制冷装置7和液态CO₂储罐8，其中制冷装置7和液态CO₂储罐8并联后再串接有第三阀9，液态CO₂储罐8出口同时连接有第四阀10、第一压力计12、第五阀11和CO₂泵13，然后汇合另一条依次连接有放空阀16、试剂罐15和试剂泵14的支路，在两条支路汇合处连接有第二压力计17和安全阀18，安全阀18依次连接单向阀19、预热器20、第一温度计21，然后经由水平携砂运移支路或者垂直悬砂运移支路，再依次连接第三压力计30、第二温度计31和回压阀32后进入压裂液回收装置33；所述水平携砂运移支路按照流体运动方向依次连接第六阀22、带有水平刻度观测窗24的水平携砂观测仪23和第七阀25，所述垂直悬砂运移支路按照流体运动方向依次连接第八阀26、带有垂直刻度观测窗28的垂直悬砂观测仪27和第九阀29。

所述装置能够根据需要灵活选择气瓶即第一气瓶1和第二气瓶2的接入数量，同时气瓶口向下倾斜固定放置；所述液态CO₂储罐8在制冷装置7内，为制冷装置7一部分。

所述CO₂泵13和试剂泵14采用恒速恒压泵，其最大工作压力为70MPa以上，能够根据需要，选择规格型号，设定排量，调节泵的流量，从而能够模拟压裂施工时地层压力条件。

所述预热器20能够加热压裂液，且第一温度计21安装在水平携砂运移支路和垂直悬砂运移支路的汇合处，且距离汇合点应尽量近。

所述安全阀18安装在CO₂泵13和试剂泵14的两条支路汇合处；所述单向阀19只允许流经安全阀18的压裂液流向预热器。

所述水平携砂观测仪23水平放置，采用“下进上出”的流动方式，在水平携砂仪进液口34处设有第一水平过滤网36，在水平携砂仪排液口35处设有第二水平过滤网40；同时在入口端靠近进液口处设有曲面缓冲坡38，在曲面缓冲坡38和水平携砂仪进液口34之间铺满水平支撑剂堆积37，且在曲面缓冲坡38后设有距离相等的挡板39。

所述垂直悬砂观测仪27竖直放置，垂直携砂仪进液口42和垂直携砂仪排液口43分别设置在垂直悬砂仪筒体47的进出口端面的中心位置；在垂直携砂仪进液口42上装有可拆卸第一垂直过滤网44，入口端为扩径缓冲孔45，扩径缓冲孔45内为垂直支撑剂堆积46，在出口端布置有第二垂直过滤网48，第二垂直过滤网48和垂直携砂仪排液口43间为缩径缓冲孔49。

所述的水平刻度观测窗24和垂直刻度观测窗28均透明，采用蓝宝石或者耐高压材料制成；且所述的水平支撑剂堆积37和垂直支撑剂堆积46所用的支撑剂砂砾均用荧光液或染剂液处理标记，以便观测。