[发明专利]一种水平井不动管柱分段压裂物理模拟工具与拉链式压裂模拟实验方法

权利要求书

1.一种水平井不动管柱分段压裂物理模拟工具与拉链式压裂模拟实验方法，其特征在于: 一种水平井不动管柱分段压裂物理模拟工具包括：模拟井筒管体（1）、多级出液口（2）、密封圈（3）、多级注液管线（4）、岩样（5）、盲孔（6）、模拟套管（7）、环形凹槽（8）、环氧树脂胶（9）、恒速恒压注入泵（10）、第一阀门（11）、第一中间容器（12）、第二阀门（13）、第二中间容器（14）；第三阀门（15）、第四阀门（16）、第五阀门（17）、第六阀门（18）、第七阀门（19）、第八阀门（20）、第九阀门（21）、第十阀门（22）第一压力传感器（23）、第二压力传感器（24）；

多级出液口（2）由第一级出液口（201）、第二级出液口（202）、第三级出液口（203）、第四级出液口相连（204）组成；其中第一级出液口（201）与第一级注液管线（401）相连，第二级出液口（202）与第二级注液管线（402）相连，第三级出液口（203）与第三级注液管线（403）相连，第四级出液口（204）与第四级注液管线（404）相连；

密封圈（3）由第一级密封圈（301）、第二级密封圈（302）、第三级密封圈（303）、第四级密封圈（304）组成；其中第一级密封圈（301）与第一级出液口（201）相连，第二级密封圈（302）与第二级出液口（202）相连，第三级密封圈（303）与第三级出液口（203）相连，第四级密封圈（304）与第四级出液口（204）相连；

多级注液管线（4）由第一级注液管线（401）、第二级注液管线（402）、第三级注液管线（403）、第四级注液管线（404）组成；其中第一模拟井筒（111）的第一级注液管线（401）与第三阀门（15）相连，第二模拟井筒（112）的第一级注液管线（401）与第七阀门（19）相连，第一模拟井筒（111）的第二级注液管线（402）与第四阀门（16）相连，第二模拟井筒（112）的第二级注液管线（402）与第八阀门（20）相连，第一模拟井筒（111）的第三级注液管线（403）与第五阀门（17）相连，第二模拟井筒（112）的第三级注液管线（403）与第九阀门（21）相连，第一模拟井筒（111）的第四级注液管线（404）与第六阀门（18）相连，第二模拟井筒（112）的第四级注液管线（404）与第十阀门（22）相连；

其中岩样（5）钻取盲孔（6），模拟套管（7）插入盲孔（6）通过环氧树脂胶（9）粘结，在模拟套管内切割环形凹槽（8），模拟井筒管体（1）插入模拟套管（7）；

恒速恒压注入泵（10）通过管线和第一阀门（11）、第二阀门（13）与第一中间容器（12）、第二中间容器（14）下端相连，第一中间容器（12）、第二中间容器（14）上端与多级注液管线（4）相连，第一压力传感器（23）、第二压力传感器（24）分别与第一中间容器（12）、第二中间容器（14）相连，第一模拟井筒（111）的第一级注液管线（401）、第二级注液管线（402）、第三级注液管线（403）、第四级注液管线（404）上端与阀门相连，末端与多级出液口（2）相连，第二模拟井筒（112）的第一级注液管线（401）、第二级注液管线（402）、第三级注液管线（403）、第四级注液管线（404）上端与阀门相连，末端与多级出液口（2）相连；

利用一种水平井不动管柱分段压裂物理模拟工具的拉链式压裂模拟实验方法包括以下步骤：

a：致密油气天然岩样（5）或人造岩样（5）切割成一定尺寸的标准立方体岩样（5），利用钻机在其中一面上钻取一定深度和直径的盲孔（6）；

b：将底部密封的模拟套管（7）放入到岩样（5）的盲孔（6）中，并向模拟套管与岩样（5）的盲孔（6）之间的环形空间中注入胶液，待胶液固结；

c：将切槽工具下入模拟套管（7）中，并在特定的深度位置分别切割具有一定深度（直径）和宽度的环形凹槽（8），若切割过程中导致模拟套管（7）内壁粗糙，可进行适当打磨；

d：将模拟工具（1）插入到模拟套管（7）内，使环形凹槽（8）与出液口（2）相对且位于两侧密封圈（8）范围内；

e：将整个岩样（5）放置在大尺寸真三轴一种水平井不动管柱分段压裂物理模拟工具上，连接好管线后对岩样（5）施加三向应力进行压裂实验；

f：实验结束后，卸载三向应力，取下岩样（5）并将模拟工具（1）取出，通过CT扫描和岩样（5）剖分观察各段压裂裂缝的扩展形态，实验结束。