[发明专利]测试粗糙裂缝导流能力实验装置及测试评价方法

说明书

本发明涉及的是测试粗糙裂缝导流能力实验装置及测试评价方法，其中的测试粗糙裂缝导流能力实验装置的导流腔室内放置测试岩样，测试岩样被切割出具有分形特征的、表面粗糙度一定的人工裂缝，导流腔室上部安装加载顶板，导流腔室下部安装缝宽测量装置和位移传感器，底座安装有带滚轴组的平台，导流腔室固定底座上，加载顶板加压，底座支撑，共同完成对测试岩样上覆压力的加载；导流室的两侧设置进液加载块和出液加载块；闭合压力加载块和闭合压力调节装置安装在导流腔室前后两端，导流腔室设置有变向加载块，闭合压力加载块、闭合压力调节装置、变向加载块配合完成裂缝闭合压力的加载。本发明实现了裂缝壁面粗糙度对导流能力影响的定量评价和分析。

技术领域

本发明涉及油气储藏增产开发过程中，由于水力压裂改造所形成的壁面粗糙裂缝的导流能力室内测试装置和评价方法，具体涉及测试粗糙裂缝导流能力实验装置及测试评价方法。

背景技术

目前常规导流能力的测试方法是在室内实验条件下模拟一定闭合压力、温度、铺砂浓度等条件下，压裂液在单一平板裂缝中的导流性能，利用达西公式计算出在一定闭合压力下，裂缝宽度、支撑剂参数以及压裂液类型对导流能力的影响，完成裂缝的导流能力评价。

然而，油气储层经过水力压裂改造后，所形成的真实裂缝并不是直线延伸的平板裂缝。储层中的真实裂缝往往壁面具有一定的粗糙度，而裂缝壁面粗糙度对裂缝导流能力有着非常显著的影响。目前常规导流能力测试装置所进行的导流能力测试忽略了裂缝粗糙度对实验结果的影响，试验精度大大降低的同时也限制了数据的应用分析范围。为从室内试验角度揭示裂缝壁面粗糙与裂缝导流能力的关系以及提高导流实验结果的数据的应用性，有必要设计能够定量分析裂缝壁面粗糙度对裂缝导流能力影响的测试评价装置。

发明内容

本发明的一个目的是提供测试粗糙裂缝导流能力实验装置，这种测试粗糙裂缝导流能力实验装置用于解决目前常规导流能力测试系统无法测试壁面粗糙裂缝导流能力的局限；本发明的另一个目的是提供这种测试粗糙裂缝导流能力实验装置的测试评价方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种测试粗糙裂缝导流能力实验装置包括导流腔室、底座、进液加载块、出液加载块、闭合压力加载块、闭合压力调节装置，导流腔室内放置测试岩样，测试岩样被切割出具有分形特征的、表面粗糙度一定的人工裂缝，导流腔室上部安装加载顶板，导流腔室下部进液端一侧和出液端一侧各设置有一组滑槽，每组有3个滑槽，其中每组中间的滑槽安装缝宽测量装置和位移传感器，两侧的滑槽安装流压测量装置，测试岩样设置于缝宽测量装置和流压测量装置之上，底座安装有带滚轴组的平台，导流腔室固定底座上，加载顶板加压，底座支撑，共同完成对测试岩样上覆压力的加载；导流室的两侧设置进液加载块和出液加载块，进液加载块和出液加载块均设置导流槽，进液加载块的导流槽一端连接进液阀，另一端连接测试岩样的人工裂缝入口；出液加载块的导流槽一端连接测试岩样的人工裂缝出口，另一端连接出液阀；闭合压力加载块和闭合压力调节装置安装在导流腔室前后两端，导流腔室内部设置有变向加载块，闭合压力加载块、闭合压力调节装置、变向加载块三者配合下完成裂缝闭合压力的加载。

上述方案中变向加载块安装在导流室的双向孔槽内，变向加载块穿过加载顶板与闭合压力调节装置连接。

上述方案中缝宽测量装置一端有缝宽探针，缝宽探针安装在测试岩样的探针孔内；流压测量装置一端固定插头，固定插头插入测试岩样的固定孔内，流压测量装置的入口安装有过滤塞，过滤塞与人工裂缝路径相对应，人工裂缝内的压裂液通过过滤塞进入流压测量装置以及外部连接的流量计，能够解决裂缝宽度、缝内流体压力的测量和记录受裂缝形态的制约的问题。