[实用新型]一种用于观测煤储层压裂过程中支撑剂运移装置

说明书

一种用于观测煤储层压裂过程中支撑剂运移装置，包括储层模拟系统、围压加载系统、压裂液泵注系统、数据采集与分析系统和废料处理系统，压裂液泵注系统与储层模拟系统的进液口连接，废料处理系统与储层模拟系统的出液口连接；本实用新型针对目前不同压裂施工排量、支撑剂浓度、液量、煤储层裂隙发育下压裂后支撑剂在煤层裂隙通道内的分布情况不明，无法有效指导现场压裂设计的难题，设计出一种模拟不同煤储层裂隙发育程度、不同泵注参数下压裂过程中支撑剂运移铺置的可视化装置。该装置可以清晰观察到不同条件压裂后支撑剂的铺置情况，以期为现场压裂设计提供实验依据。

技术领域

本实用新型属于煤储层开发生产技术领域，具体涉及一种用于观测煤储层压裂过程中支撑剂运移装置。

背景技术

煤层气主要以吸附状态赋存在煤层中。煤储层是由基质孔隙和裂隙组成的双重孔裂隙岩层，孔裂隙的形状、大小以及连通性等决定了煤层气的储集和运移。因我国煤储层原始裂隙不发育，要开发赋存在煤层中的煤层气，就必须对煤储层进行改造。为了防止改造后的裂缝闭合，需添加一定量的支撑剂支撑裂缝。煤层所处应力状态、煤层本身裂隙发育状况、煤岩力学性质、泵注时的排量大小、支撑剂粒径等差异都造成改造过程中支撑剂沉降规律、有效支撑长度、厚度及形态的不同，而这些不同导致煤储层改造效果的差异，最终决定着煤层气井的产气量。

为了研究压裂过程中支撑剂在煤储层中的运移状况，国内外一些研究者通过制作了一个箱状容器，在容器的一侧钻几个孔眼模拟压裂煤层的孔，通过泵把液体和支撑剂注入到箱状容器，看支撑剂的运移规律，因无法较真实的模拟煤储层裂隙及所受应力状态，模拟结果与实际存在一定的出入。一些研究者通过平板中来模拟单条裂缝，通过改变支撑剂的铺置浓度、支撑剂颗粒大小来测试其导流能力，无法较真实的模拟出压裂过程中支撑剂的铺置情况，指导现场压裂存在一定的局限。一些研究者通过平板改变裂隙宽度，通过泵把支撑剂注入平板模具中，测试注入前、后渗透率变化，对压裂设计有一定的指导意义，但该装置没有考虑压裂时裂缝的摩擦阻力和局部阻力，当现场摩阻较大时造成支撑剂铺置结果与实际出入较大，影响压裂设计结果。因此亟需研制一种装置，既能较好的模拟煤储层裂隙发育状况，同时又能查明不同液量、支撑剂浓度、排量等压裂泵注参数下支撑剂在其中的铺置情况，以便为现场压裂施工提供可靠的保障。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、能够模拟煤储层裂隙发育状况、同时又能清楚的观察到支撑剂转移情况的用于观测煤储层压裂过程中支撑剂运移装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种用于观测煤储层压裂过程中支撑剂运移装置，包括储层模拟系统、围压加载系统、压裂液泵注系统、数据采集与分析系统和废料处理系统，压裂液泵注系统与储层模拟系统的进液口连接，废料处理系统与储层模拟系统的出液口连接，围压加载系统与储层模拟系统的围压加载端连接，数据采集与分析系统与储层模拟系统数据连接。

储层模拟系统包括圆筒形的储层模拟筒，假定储层模拟筒的中心线沿左右水平方向设置，储层模拟筒的筒壁为三层结构，储层模拟筒的最外层筒壁由人造金刚石制成，储层模拟筒的中间层筒壁与最内层筒壁均由透明橡胶制成，储层模拟筒的最外层筒壁与中间层筒壁之间形成水压腔室，储层模拟筒的中间层筒壁与最内层筒壁之间形成气压腔室，储层模拟筒上安装有用于检测气压腔室内的压力的压力传感器，储层模拟筒的最内侧筒壁合围成圆筒形的安装腔室，安装腔室内安装有煤岩裂隙模拟机构；

煤岩裂隙模拟机构包括透明模拟煤样，透明模拟煤样内沿轴向方向开设有若干条主裂缝，透明模拟煤样内开设有若干条次裂缝，其中部分次裂缝与主裂缝连通，透明模拟煤样内开设有若干个滤失孔眼，其中部分滤失孔眼设置在主裂缝和次裂缝的缝壁上，每个滤失孔眼处均安装有孔眼调节阀，主裂缝和次裂缝的缝壁上布设有摩擦凸块；