[发明专利]一种平行裂缝与楔形裂缝对比的支撑剂运移装置

说明书

本发明公开了一种平行裂缝与楔形裂缝对比的支撑剂运移装置，包括可视化铺砂装置、搅拌装置、变频器、压裂螺杆泵、废液池、电脑，所述可视化铺砂装置放置于废液池上，所述搅拌装置通过压裂螺杆泵与可视化铺砂装置相连，所述电脑通过变频器分别与压裂螺杆泵和搅拌装置相连，用于控制压裂螺杆泵的排量和搅拌装置的搅拌速率；本发明在满足研究支撑剂铺置过程中运移沉降规律研究的同时，将模拟井筒设在两块可视化装置之间，对模拟裂缝模型进行设计，实现双翼裂缝铺砂以及双翼裂缝对比铺砂，进一步模拟现场裂缝，并能够同时观测在不同模型中支撑剂运移铺置规律。

技术领域

本发明涉及水力压裂实验装置技术领域，具体涉及一种平行裂缝与楔形裂缝对比的支撑剂运移装置。

背景技术

由于我国页岩气开发面临地质条件复杂，页岩储层的孔隙度和渗透率、页岩气的自然产量和采收率均较低的情况，目前我国页岩气开采主要采用滑溜水压裂技术，即，在储层中压出以主裂缝为主干的裂缝网络并填之以支撑剂将其支撑起来，停泵泄压后在实地应力场的作用会使得裂缝闭合在支撑剂上，而未充填支撑剂的裂缝区域将重新闭合而成为无效裂缝。也就是说，支撑剂的铺置形态基本就是最终的压裂裂缝形态。因此研究支撑剂在裂缝中的运移沉降规律对于优化裂缝内铺砂形态、改善压裂改造效果意义重大。

自Babcock首次采用有机玻璃板可视化地研究支撑剂在裂缝中的铺置规律，此后可视化装置实验研究支撑剂铺置规律拉开序幕，经过众多科研工作者设计出大型可视化单缝装置、复杂缝网装置等，与现场实际裂缝特征越来越接近。但目前国内外对支撑剂运移铺置研究大多采用与实际底层不相符的恒定缝宽假设，然而实际上支撑裂缝宽度从缝端到缝口是逐渐变化的，其研究成果难以真实反映支撑剂在裂缝中的运移铺置情况。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种平行裂缝与楔形裂缝对比的支撑剂运移装置，以水平井多段压裂技术为背景，建立楔形单缝模型、楔形多缝模型，考虑不同施工参数、物性参数、裂缝特征等因素，用于模拟支撑剂在平行裂缝与楔形裂缝中运移规律。

本发明采用下述的技术方案：

一种平行裂缝与楔形裂缝对比的支撑剂运移装置，包括可视化铺砂装置、搅拌装置、变频器、压裂螺杆泵、废液池、电脑，所述可视化铺砂装置放置于废液池上，所述搅拌装置通过压裂螺杆泵与可视化铺砂装置相连，所述电脑通过变频器分别与压裂螺杆泵和搅拌装置相连，用于控制压裂螺杆泵的排量和搅拌装置的搅拌速率；

所述可视化铺砂装置包括左金属框架、模拟井筒、右金属框架和有机玻璃板，所述模拟井筒设置在左金属框架和右金属框架之间，有机玻璃板设置在左金属框架和右金属框架四周，所述右金属框架横截面为梯形。

优选的，所述搅拌装置包括混砂罐和设置于混砂罐内的搅拌器。

优选的，所述模拟井筒上设有射孔，所述射孔均与左金属框架和右金属框架内部连通。

优选的，所述左金属框架、右金属框架前后端面上的有机玻璃板下侧均设有清洗口，用于清洗可视化铺砂装置时排出的废液。

优选的，所述左金属框架的左端面、右金属框架右端面的有机玻璃板上均设有排液口，用于排出多余的携砂液。

优选的，所述可视化铺砂装置前设有摄像机，用于拍摄实验过程。

优选的，所述模拟井筒上端设有流量计，用于采集压裂螺杆泵泵入流体的流量。

本发明的有益效果是：

本发明在满足研究支撑剂铺置过程中运移沉降规律研究的同时，将模拟井筒设在两块可视化装置之间，对模拟裂缝模型进行设计，实现双翼裂缝铺砂以及双翼裂缝对比铺砂，进一步模拟现场裂缝，并能够同时观测在不同模型中支撑剂运移铺置规律。

附图说明