[发明专利]一种水力压裂模拟实验装置及实验方法

说明书

本发明提供一种水力压裂模拟实验装置及实验方法，实验装置包括外壳和设于外壳内的渗流环，渗流环的内侧具有用于放置岩心样品的岩心腔，渗流环中设有与岩心腔连通的渗流通道，岩心腔内设有至少一个能插入岩心样品内的模拟井筒，通过模拟井筒向岩心样品内注入压裂液，通过渗流环的渗流通道向岩心样品内注入渗流液。实验方法包括：向岩心腔内放入岩心样品；通过模拟井筒向岩心样品内注入压裂液，对岩心样品进行第一次压裂；通过渗流环的渗流通道向岩心样品内注入渗流液；通过模拟井筒向岩心样品内注入压裂液，对岩心样品进行第二次压裂。本发明能将压裂过程和渗流过程相结合，实现渗流和压裂的耦合作用，使重复压裂的实验数据更准确。

技术领域

本发明涉及水力压裂技术领域，尤其是一种水力压裂模拟实验装置及实验方法。

背景技术

在石油领域，压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称水力压裂。压裂是人为地使地层产生裂缝，改善油在地下的流动环境，使油井产量增加，对改善油井井底流动条件、减缓层间和改善油层动用状况起到重要的作用。由于非常规油气藏，包括致密油气、页岩油气储层孔喉细小、流动能力差，体积压裂已成为开发的主体技术，但由于一次压裂后产量递减快，重复压裂成为降低递减、改善开发效果的重要手段。

目前重复压裂多为现场经验指导，缺乏有效合理的开发理论支撑，现场的施工具有一定的盲目性，多数井重复压裂后，并没有实现理想的产能，因此有必要采用压裂模拟实验装置来研究重复压裂过程，以为现场施工提供理论指导。现场实际压裂过程中，压裂往往伴随着地层渗流，由于目前实验设备的局限性，只进行压裂实验，缺乏渗流过程，而未经历渗流过程的岩心在重复压裂的过程中也充满了不确定性，无法准确模拟实际压裂工况。

发明内容

本发明的目的是提供一种水力压裂模拟实验装置及实验方法，以解决现有的压裂装置无法模拟渗流过程的问题。

为达到上述目的，本发明提出一种水力压裂模拟实验装置，其包括外壳和设于所述外壳内的渗流环，所述渗流环的内侧具有用于放置岩心样品的岩心腔，所述渗流环中设有与所述岩心腔连通的渗流通道，所述岩心腔内设有至少一个能插入所述岩心样品内的模拟井筒，通过所述模拟井筒向所述岩心样品内注入压裂液，通过所述渗流环的渗流通道向所述岩心样品内注入渗流液。

本发明提出一种水力压裂模拟实验方法，其采用上述的水力压裂模拟实验装置进行压裂实验，所述实验方法包括：

向所述岩心腔内放入岩心样品；

通过所述模拟井筒向所述岩心样品内注入压裂液，对所述岩心样品进行第一次压裂；

通过所述渗流环的渗流通道向所述岩心样品内注入渗流液；

通过所述模拟井筒向所述岩心样品内注入压裂液，对所述岩心样品进行第二次压裂。

本发明的水力压裂模拟实验装置及实验方法的特点和优点是：

1、本发明通过设置渗流环，并在渗流环中设置与岩心腔连通的渗流通道，能模拟渗流过程，将压裂过程和渗流过程相结合，实现渗流和压裂的耦合作用，使重复压裂的实验数据更准确；

2、本发明通过在岩心腔内设置多个模拟井筒，能模拟多井复杂压裂情况，实现多井同时压裂，判断多井压裂下的压裂液干扰和裂缝复杂程度，为现场多井同时压裂提供参考和指导；

3、本发明通过设置加热装置对岩心腔内的岩心样品加热，能模拟岩心在地层中的高温状态，实现在高温状态下进行压裂和渗流实验，提高实验数据的准确性，并且可以研究温度对岩心压裂的影响以及高温状态下岩心性质变化；

4、本发明通过设置围压腔和轴压腔，能对岩心样品施加围压和轴压，以模拟实际地层压力，提高实验数据的准确性；

5、本发明通过设置可旋转的外壳，能模拟竖直井压裂和水平井压裂，以研究竖直井压裂和水平井压裂的差异。

附图说明