[发明专利]一种耐压可视化的压裂工艺研究实验装置

说明书

本发明公开了一种耐压可视化的压裂工艺研究实验装置，包括可视化流动模拟单元(100)，用于模拟自支撑压裂液体在炮眼、射孔带和裂缝平板内的流动分布过程和固化过程；可视化夹持控温单元(200)，与可视化流动模拟单元相连，用于对可视化流动模拟单元内的自支撑压裂液和通道压裂液进行加热，形成自支撑固相；供液控压单元(300)，与可视化流动模拟单元相连，用于向可视化流动模拟单元提供自支撑压裂液和通道压裂液；拍摄单元(400)，用于实时拍摄采集自支撑压裂液在可视化流动模拟单元内的流动分布过程和固化过程。本发明具有良好的耐压性能，能够实现可视化模拟自支撑压裂液在模拟流动空间内的流动分布规律。

技术领域

本发明涉及石油开采领域，尤其属于采油采气增产措施工艺领域，特别是涉及一种耐压可视化的压裂工艺研究实验装置。

背景技术

目前，在石油开采领域，面对目前体积压裂技术存在的滑溜水携带石英砂运移距离有限、加砂粒径极小、通常无法连续作业的技术难题。目前研发出一种全新的水力压裂工艺措施：液体自支撑压裂技术。

对于液体自支撑压裂技术，其技术原理为：利用不混相的自支撑压裂液(常温下不含固相，为具有良好流动能力的液体，具有独特的热敏感性，被加热至一定温度时产生自支撑固相)与通道压裂液(常温下同样为不含固相且流动性良好的液体。通道压裂液与自支撑压裂液呈非互溶、非混相状态，具有降低自支撑压裂液滤失、控制自支撑压裂液在裂缝内分布的功能，以保证形成具有高导流能力的自支撑裂缝)将地层压开(或同时配合常规压裂液等)，利用自支撑压裂液所具有的特殊的热敏性质，在形成的裂缝中受地层的加热作用后，形成具有良好强度的自支撑固相，以支撑裂缝；同时，通过控制通道压裂液的液体性质与施工参数，控制形成自支撑固相在裂缝中的分布，以形成高导流能力的自支撑裂缝，达到提高油气井产能的目标。这一技术配合体积压裂技术使用时，可有效提高体积压裂后的有效改造体积，自支撑固相可在裂缝最深处形成与裂缝尺寸相匹配的大粒径支撑颗粒，大幅提高压后油气井的产量。

根据自支撑压裂技术的原理，自支撑压裂形成具有一定形状与尺寸的自支撑固相的过程中，受到自支撑压裂液与通道压裂液(合并称为自支撑压裂液体系)的配方、两相液体比例、施工注液排量等参数的复杂影响，会导致形成具有不同形状和尺寸的自支撑固相。而不同形状和尺寸的自支撑固相，所形成的自支撑裂缝的导流能力差异极大。

为了保证自支撑压裂技术的施工效果，掌握自支撑压裂液在地层等空间内的流动分布规律，需要对其进行模拟实验研究。由于压裂技术需要在大排量高泵压下泵注大量压裂液，因此，以高泵注压力与大排量进行自支撑压裂液体系注液的模拟实验时，在模拟流动空间(例如模拟的地层)内部的液体压力将大幅上升。

目前，自支撑压裂液体系的流动过程分为以下几个步骤：

1、自支撑压裂液与通道压裂液从不同的地面液罐中经过地面流动管线流动至混砂车(流动管线为地面低压3寸左右粗管线)；

2、进入混砂车后从混砂车出口处的吸液泵(转速可达1450转/分钟)经过高速剪切后流出；

3、经过压裂车后经由压裂撬管汇接至井口；

4、经过井口采油树进入套管、油管或油管套管混合注入(根据具体施工设计)；

5、经过射孔带进入地层裂缝。

但是，目前还缺少一种实验装置，其具有良好的耐压性能，能够实现可视化模拟自支撑压裂液在模拟流动空间(例如模拟地层)内的流动分布规律，使自支撑压裂液可在模拟流动空间内固化，及时观察和掌握自支撑压裂液在模拟流动空间内的流动现象以及固化过程。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种耐压可视化的压裂工艺研究实验装置。

为此，本发明提供了一种耐压可视化的压裂工艺研究实验装置，其特征在于，包括可视化流动模拟单元、可视化夹持控温单元、供液控压单元和拍摄单元，其中：