[发明专利]一种模拟压裂液返排控制支撑剂回流的实验装置及方法

权利要求书

1.模拟压裂液返排实现控制支撑剂回流的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100、根据地质资料对压裂液体系进行优化，配置压裂液；

S200、检查各个装置的清洁度，并将气源分配器(20)和压裂液管(22)上的各个阀门调至关闭状态，校零流量计(17)和气源分配器(20)上的压力表，打开螺杆泵(15)与搅拌罐(14)之间的阀门；

S300、将步骤S100配置的压裂液装入搅拌罐(14)内均匀搅拌，通过螺杆泵(15)将压裂液注入可视化铺砂装置(16)中，压裂液在进入第一有机玻璃板(4)、第二有机玻璃板(5)之间的裂缝中后，第二有机玻璃板(5)在压力的推动下外平移，敏感性弹簧(7)同时收缩，第一有机玻璃板(4)、第二有机玻璃板(5)之间形成微小裂缝，该过程为裂缝形成阶段；

S400、将压裂液与支撑剂在搅拌罐(14)内均匀混合，形成的携砂液也通过螺杆泵(15)泵入到第一有机玻璃板(4)、第二有机玻璃板(5)之间的裂缝中，其裂缝进一步张开，敏感性弹簧(7)也进一步收缩，支撑剂在裂缝中开始铺置，在第一有机玻璃板(4)、第二有机玻璃板(5)之间的压力和敏感性弹簧(7)共同作用下，裂缝处于动态扩张或闭合状态，支撑剂在裂缝中动态铺置，支撑剂铺置过程中的废液排入到废液罐(18)内，观察实验现象，记录实验数据；

S500、当搅拌罐(14)完全泵入到可视化铺砂装置(16)后，支撑剂在可视化铺砂装置(16)中完成铺置，此时继续泵入提前配制好的后置液，将井筒(1)中残留的支撑剂顶替到第一有机玻璃板(4)、第二有机玻璃板(5)之间的裂缝中去，后置液完全泵入后，关闭螺杆泵(15)与搅拌罐(14)及其之间的阀门，打开压裂液管(22)上的阀门，校零流量计(17)和气源分配器(20)上的压力表；

S600、根据雷诺数相等原则，将现场返排排量换算成实验室模拟排量，通过压裂泵(23)将配制好压裂液搅拌罐(21)的压裂液泵入第一有机玻璃板(4)、第二有机玻璃板(5)之间的裂缝中，可以观察到支撑剂回流，裂缝中铺置好的支撑剂形态发生改变，观察裂缝中支撑剂铺置形态的变化，记录射孔口、排液口的支撑剂流出量，记录实验数据；

S700、打开气源分配器(20)上阀门，校零压力表，打开氮气瓶(19)阀门，氮气进入第一有机玻璃板(4)、第二有机玻璃板(5)之间的裂缝中，此时缝网中气、液、固三相同流，观察支撑剂在缝网中的运移情况，记录射孔口端面的出液口中支撑剂的流出量和实验数据；

S800、然后将压裂液搅拌罐(21)内切换为清水，并将清水泵入第一有机玻璃板(4)、第二有机玻璃板(5)之间的裂缝中，一段时间后，地层流体向裂缝中滤失过程，观察实验现象并记录实验数据；

S900、将压裂泵(23)关闭，并关闭氮气瓶(19)、气源分配器(20)、压裂液管(22)上的阀门，排出剩余气体，完成实验操作；

S1000、拆下气源分配器(20)、压裂液管(22)，安装上装置清洗系统，清洗实验装置；

S1100、根据换算的实验模拟排量，改变压裂液返排的排量，重复S100-S1000实验步骤，记录实验数据，当支撑剂回流量最少时，则对应着压裂液返排得最优排量，得出实验结论。

2.根据权利要求1所述的模拟压裂液返排实现控制支撑剂回流的实验方法，其特征在于，所述步骤S700中，根据压力表的读数，通过调节阀门开度，来控制氮气的气压和流量。