[发明专利]微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置及方法，属于石油开采领域。装置包括：测试主架、动力单元、动力传递单元与测量单元；动力单元与测试主架的一端连接；动力传递单元包括：相对设置的第一活塞与第二活塞；第一活塞、第二活塞与测试主架滑动连接；第一活塞与动力单元相连；第一活塞、第二活塞与测试主架之间形成容纳空间，容纳空间用于放置待测试固相；测量单元与第一活塞或第二活塞相连，测量单元用于获取待测试固相的多项性能参数。通过研究多项性能参数与固相压缩时的实时图像可以准确判断自支撑固相的弹塑性，进而对自支撑压裂液配方和自支撑压裂技术参数进行优化设计，可提高作业的成功率与增产效果。

技术领域

本发明涉及石油开采领域，特别涉及一种微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置及方法。

背景技术

水力压裂作业中需要向油层中挤注压裂液及压裂液支撑剂，压裂液支撑剂与压裂液进入被压裂开的裂缝中。由于压裂液支撑剂常温下为液相，具有独特的热敏感性，被加热至一定温度时会产生固相。在油层形成的裂缝中，受到地层压力的作用，温度升高，压裂液支撑剂受热形成具有良好强度的支撑固相以支撑裂缝不闭合。压裂液支撑剂形成的压裂液支撑剂固相的性能优劣是压裂施工成败的关键。因此，在自支撑压裂措施前需要对压裂液支撑剂固相的性能进行研究，对自支撑压裂液配方和自支撑压裂技术参数进行准确设计，才可保证作业的成功率与增产效果。

相关技术采用的测试方法包括：获取压裂液支撑剂固相的破碎率；通过破碎率对压裂液支撑剂固相的性能进行研究。

发明人发现相关技术至少存在以下问题：

压裂液支撑剂固相的性质与常规石英砂、陶粒等支撑剂性质不同，在高压下的破碎率很小，且压裂液支撑剂固相还具有一定的弹塑性。仅以破碎率作为压裂液支撑剂固相性能测定的参数，无法准确判断压裂液支撑剂固相的性能。同时由于自支撑固相的抗压强度远远强于常规固相支撑剂，不能准确测定出承压能力达到100MPa以上的微粒的测试方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置及方法，可解决上述技术问题。技术方案如下：

一方面，提供了一种微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置，所述装置包括：

测试主架、动力单元、动力传递单元、测量单元与显示单元；

所述测试主架包括：底板、第一侧板、第二侧板、第三侧板与盖板；所述底板与所述盖板相对设置，所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板垂直设置在所述底板与所述盖板之间，所述第三侧板与所述第一侧板、所述第二侧板同一侧的端部连接；

所述动力单元位于所述第一侧板与所述第二侧板之间，且与所述第三侧板相对；

所述动力传递单元包括：第一活塞与第二活塞；所述第一活塞、所述第二活塞与所述第一侧板、所述第二侧板均滑动连接；

所述第一活塞、所述第二活塞与所述底板、所述第一侧板、所述第二侧板、所述盖板之间形成容纳空间，所述容纳空间用于放置待测试固相；

所述第一活塞与所述动力单元相连；

所述测量单元与所述第一活塞或所述第二活塞相连，所述测量单元用于获取所述待测试固相的多项性能参数；

所述显示单元与所述测量单元连接，且，用于显示所述待测试固相的性能参数信息；

所述测试主架与所述动力传递单元的材质通过包括以下质量百分比的组分制备而成：