[发明专利]一种模拟压裂缝网的实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种模拟压裂缝网的实验装置，包括供液及混砂系统、泵送装置和可视化平板模型，所述可视化平板模型上设有进液管(1)和出液管(2)，所述供液及混砂系统的出口通过泵送装置与进液管(1)连接，所述出液管(2)与供液及混砂系统的入口连接，其特征在于：所述可视化平板模型内设有主裂缝(3)、二级裂缝(4)和三级裂缝(5)，所述主裂缝(3)的两端分别与进液管(1)和出液管(2)连接，所述主裂缝(3)的宽度沿与进液管(1)连接的一端向与出液管(2)连接的一端逐渐缩小；所述二级裂缝(4)的一端与主裂缝(3)连接，所述二级裂缝(4)的另一端与出液管(2)连接，所述二级裂缝(4)的宽度沿与主裂缝(3)连接的一端向与出液管(2)连接的一端逐渐缩小；所述三级裂缝(5)的一端与二级裂缝(4)连接，所述三级裂缝(5)的宽度沿与二级裂缝(4)连接的一端向与出液管(2)连接的一端逐渐缩小。

2.根据权利要求1所述的模拟压裂缝网的实验装置，其特征在于：所述主裂缝(3)、二级裂缝(4)和三级裂缝(5)各设有两条并且对称设置。

3.根据权利要求1所述的模拟压裂缝网的实验装置，其特征在于：所述主裂缝(3)设有一条，所述二级裂缝(4)设有两条并沿主裂缝(3)的长度方向间隔设置。

4.根据权利要求1-3任一所述的模拟压裂缝网的实验装置，其特征在于：所述进液管(1)上设有模拟射孔(6)。

5.根据权利要求1-3任一所述的模拟压裂缝网的实验装置，其特征在于：还包括水平井(7)，所述水平井(7)与进液管(1)连接。

6.根据权利要求1-3任一所述的模拟压裂缝网的实验装置，其特征在于：所述供液及混砂系统包括清水罐(8)、配液罐(9)、混砂罐(10)和泵(11)，所述配液罐(9)的出口通过泵(11)与混砂罐(10)的进口连接，所述清水罐(8)的出口和混砂罐(10)的出口均与泵送装置的进口连接。

7.根据权利要求1-3任一所述的模拟压裂缝网的实验装置，其特征在于：所述泵送装置为螺杆泵(12)。

8.根据权利要求1-3任一所述的模拟压裂缝网的实验装置，其特征在于：所述可视化平板模型包括多个模型单元，所述模型单元包括框架(13)、压板(14)、透明板(15)和密封条(16)，所述透明板(15)设有两块并嵌入框架(13)中，所述密封条(16)设在两块透明板的上、下边缘之间，所述压板(14)与框架(13)通过螺栓连接并将透明板(15)固定在框架(13)中，模型单元之间通过多通接头(17)连接；所述透明板(15)的内侧设有锥面，两块所述透明板(15)之间形成所述主裂缝(3)、二级裂缝(4)和三级裂缝(5)。

9.一种模拟压裂缝网的实验方法，包括以下步骤：

a、根据实验要求，确定需要模拟的注入方式及缝网形式，然后组装模拟压裂缝网的实验装置，检查各部分气密性，准备实验所需的实验材料，安装传感器及摄像机；

b、通过供液及混砂系统配置压裂液，将支撑剂放入供液及混砂系统；

c、开启泵送装置，向可视化平板模型泵入压裂液，使压裂液在可视化平板模型中处于充满状态；

d、根据实验要求砂比，在供液及混砂系统中配置支撑剂；

e、通过泵送装置将支撑剂泵入可视化平板模型中，支撑剂经过可视化平板模型，在主裂缝(3)、二级裂缝(4)和三级裂缝(5)中沉降，形成沙堤，压裂液通过出液管(2)返回供液及混砂系统；

f、开启摄像机，记录砂堤的动态变化过程；

g、支撑剂铺置实验完成后，供液及混砂系统将清水通过泵送装置泵入可视化平板模型，对可视化平板模型进行清洗。