[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

说明书

本发明涉及采油工程技术领域，具体涉及一种水平井不动管柱分段压裂模拟工具与拉链式压裂实验方法。本发明主要解决现有的压裂实验模拟装置无法模拟水平井分段压裂与拉链式压裂，分析多条裂缝之间的相互干扰的问题。本发明由模拟井筒管体（1）、多级出液口（2）、密封圈（3）以及多级注液管线（4）组成。所述的模拟井筒管体（1）用于模拟分段水平井；所述的多级出液口（2）、密封圈（3）与多级注液管线（4）模拟多个各自独立的压裂液流动路径；本发明具有更加真实的模拟水平井拉链式分段压裂动态过程，为水平井拉链式分段压裂过程中多条裂缝之间的相互干扰和裂缝扩展规律研究提供手段及方法，能够实现模拟工具的重复利用等优点。

技术领域

本发明涉及采油工程技术领域，具体涉及一种水平井不动管柱分段压裂模拟工具与拉链式压裂实验方法。

背景技术

水平井分段压裂是致密油气储层增产改造的关键技术之一。根据致密油气储层的物性特征对水平井不同位置进行多段压裂施工，在地层中形成多条水力裂缝，增加裂缝与地层的接触面积，提高致密油气储层改造体积，从而大大提高致密油气井的初始产能。拉链式压裂是指同时对两口水平井进行交替压裂，这种压裂模式可以在相同的时间内提高一倍工作效率。拉链式压裂过程中，由于产生了多条水力裂缝，裂缝之间存在缝间干扰现象，导致裂缝扩展形态和延伸规律十分复杂。开展水平井拉链式分段压裂模拟实验，有助于准确认识水平井拉链式分段压裂过程中的裂缝扩展规律以及多条裂缝之间的相互干扰，为现场致密油气井分段压裂施工方案的优化提供理论指导。

目前，国内外众多学者开展了大量的水力压裂模拟实验，现有的实验方法通常为对单段压裂的模拟。在进行水平井分段压裂时，只能通过将特制模拟井筒浇筑在人工岩样中的方法实现。申请号为201510287312.X的国家发明专利公布了一种水平井两井同步或异步多段分簇压裂室内实验井筒装置及方法。通过在井筒管体上焊接大量的细钢管来模拟射孔，且只能对浇筑的人工岩样进行模拟实验。但是，这种人工岩样（水泥、石膏、胶块等）在力学性质方面与真实岩样存在很大的差别，尤其是致密油气储层，这类基质致密、非均质性强的岩样，差别更加显著。此外，这种预制井筒与人工岩样一体式的加工方法，大大增加了制作的成本和实验的周期，且成功率往往偏低。申请号为201610025162.X的国家发明专利公布了一种用于大尺寸天然岩块实验室分段水力压裂实验方法，通过注入胶液段和带孔隔板将多级注液管线进行封隔。岩样的加工过程繁琐、要求较高，不利于注液管线的重复利用。因此，为了更加准确的认识真实岩样中多条水力裂缝起裂扩展的规律以及裂缝之间的相互干扰，需要提供一种更加高效实用的同时能够适用于天然岩样或人造岩样的室内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及井筒装置。

发明内容

本发明提供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，通过与大尺寸真三轴压裂模拟实验系统相结合，能够针对真实的致密油气天然岩样或人造岩样开展水平井不动管柱分段压裂过程中裂缝扩展规律和形态的实验研究。

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，其中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、多级出液口、密封圈、多级注液管线、岩样、盲孔、模拟套管、多级环形凹槽、环氧树脂胶、恒速恒压注入泵、第一阀门、第一中间容器、第二阀门、第二中间容器；第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门第一压力传感器、第二压力传感器；

多级出液口由第一级出液口、第二级出液口、第三级出液口、第四级出液口相连）组成；其中第一级出液口与第一级注液管线相连，第二级出液口与第二级注液管线相连，第三级出液口与第三级注液管线相连，第四级出液口与第四级注液管线相连；

密封圈由第一级密封圈、第二级密封圈、第三级密封圈、第四级密封圈组；其中第一级密封圈与第一级出液口相连，第二级密封圈与第二级出液口相连，第三级密封圈与第三级出液口相连，第四级密封圈与第四级出液口相连；