[发明专利]一种用于模拟井下暂堵压裂实验的实验装置及方法

说明书

根据本发明提供了一种用于模拟井下暂堵压裂实验的实验装置，包括：多个平板裂缝机构，其包括两个间隔开设置且四周封闭的平板和筒状的炮眼机构，在两个平板之间形成有模拟裂缝，炮眼机构设有多个与模拟裂缝连通的炮眼；多个依次连接且穿过平板裂缝机构的水平井筒；循环泵，模拟裂缝和水平井筒分别与循环泵连通；以及暂堵材料；其中，模拟裂缝设有检测机构，暂堵材料能够随液体进入水平井筒，进而坐封在炮眼位置或进入模拟裂缝而模拟暂堵作业，通过平板裂缝机构能够观察暂堵材料对炮眼的封堵效果和对模拟裂缝的暂堵效果，从而通过观察和检测机构判定模拟实验的暂堵效果。本发明还提供一种用于模拟井下暂堵压裂实验的方法。

技术领域

本发明属于油气田井下暂堵压裂技术领域，具体涉及一种用于模拟井下暂堵压裂实验的实验装置。本发明还涉及一种用于模拟井下暂堵压裂实验的方法。

背景技术

油气开采工程在进行暂堵压裂过程中，为了保证暂堵材料能够有效封堵已有裂缝，以提高缝内净压力，进而实现裂缝转向，从而在井筒周围形成复杂缝网，需要对不同类型的暂堵材料在不同储层及施工条件下的暂堵性能进行模拟与评价。

现有技术中通常通过模拟井下暂堵压裂试验来测试评价暂堵材料的暂堵性能。目前，现有技术中有多种分别采用不同的方式来模拟暂堵试验，以测试、评价暂堵材料性能的模拟实验装置。例如，有通过垂直井筒上设置多个分支达到模拟炮眼和裂缝摩阻的效果来评价暂堵效果。有通过柱塞模拟孔眼及裂缝来评价暂堵效果。以及有通过使用两个腔体分别代表高渗、低渗带，进而通过注入堵剂实现对高渗带的封堵，随后工作液进入代表低渗带的腔体，从而来实现暂堵后工作液的转向。还有通过预置不同裂缝形态的实验板实现对不同裂缝的模拟，进而实现在不同裂缝形态下的封堵效果评价。

然而，目前的暂堵压裂模拟实验装置仍然存在一些问题。例如，现有的暂堵压裂模拟实验装置通常只针对单一变量，如缝宽或暂堵材料等进行测试评价，还没有综合性的，且包含流入动态的实验仿真设备，常规的暂堵实验装置无法结合缝宽、孔眼摩阻、近井摩阻、暂堵剂(暂堵球)在井筒中的运移情况等多种参数进行模拟实验，从而会导致造成模拟失真，导致缺乏对暂堵工艺从井筒到炮眼、缝内的全程模拟，使模拟测试的效率差，且暂堵效果的可靠性差。

发明内容

针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种用于模拟井下暂堵压裂实验的实验装置，该实验装置能够实现缝宽、孔眼摩阻、近井摩阻以及暂堵剂在井筒中的运移等多个参数的模拟，能够真实有效地反映暂堵过程中的现象，从而显著增强暂堵模拟实验的效果，提高了模拟实验结果的可靠性。

本发明还提供了一种用于模拟井下暂堵压裂实验的方法。

为此，根据本发明的第一方面，提供了一种用于模拟井下暂堵压裂实验的实验装置，包括：多个彼此间隔开设置的平板裂缝机构，所述平板裂缝机构包括两个间隔开设置且四周封闭的平板和筒状的炮眼机构，在两个所述平板之间形成有模拟裂缝，所述炮眼机构贯穿两个所述平板且设有多个与所述模拟裂缝连通的炮眼；多个依次连接且穿过所述平板裂缝机构的水平井筒，相邻的所述水平井筒之间设有接口，所述水平井筒通过所述接口与所述炮眼机构连接，且所述接口与所述炮眼连通连接；用于泵送液体的循环泵，所述模拟裂缝和所述水平井筒分别与所述循环泵连通而形成循环回路；以及暂堵材料；其中，在所述模拟裂缝的靠近所述炮眼位置设有用于检测模拟参数的检测机构，所述暂堵材料能够随所述循环泵泵送的液体进入所述水平井筒，进而坐封在所述炮眼位置或进入所述模拟裂缝，从而模拟暂堵作业，通过所述平板裂缝机构能够观察所述暂堵材料对所述炮眼的封堵效果和对所述模拟裂缝的暂堵效果，从而通过观察和所述检测机构检测的参数判定模拟实验的暂堵效果。

在一个实施例中，所述模拟裂缝设有不同规格尺寸，且所述模拟裂缝的缝宽设置成处于0.1-3cm的范围内。

在一个实施例中，所述炮眼机构分别贯穿两个所述平板的中部，且所述炮眼机构的两端面分别与两个所述平板的外侧表面平齐，所述炮眼设置在所述炮眼机构的处于两个所述平板之间的侧壁区域。