[发明专利]一种模拟支撑剂在复杂缝网运移规律的可视化装置

说明书

一种模拟支撑剂在复杂缝网运移规律的可视化装置，包括单簇压裂缝网模拟装置，次裂缝固定装置，井筒装置，流量控制装置，泵液装置和压裂液配置器；通过调节流量控制装置中流量板的位置控制单簇压裂缝网装置与井筒相交位置处孔眼的连通性，构造分段多簇压裂的簇数、簇间距；通过止水夹控制单簇压裂缝网装置中次裂缝与主裂缝的连通性，构造次裂缝的密度及间距；通过不同直径的转换接头连接相邻单簇压裂缝网模拟装置的次裂缝，构造相邻单簇压裂缝网的连通性；通过将次裂缝卡入不同卡槽以及调节卡杆的空间位置和高度，构造不同次裂缝的方位和走向；本发明能够构造不同岩性和地应力状态下的复杂裂缝网络系统，模拟观察支撑剂在其中的运移规律。

技术领域

本发明属于油气田开采技术领域，更具体地涉及一种模拟支撑剂在复杂缝网运移规律的可视化装置。

背景技术

在非常规油气开采技术领域中，水平井分段多簇水力压裂形成复杂裂缝网络是提高产能的关键技术。其中，用于压裂过程的携砂液会将支撑剂带入储层中用于防止裂缝闭合，从而增加储层导流能力。但支撑剂在复杂缝网中的流动过程非常复杂，受到压裂簇数、簇间距、缝网几何形态(次裂缝分布结构和形状特征)、支撑剂浓度和性质、流体性质以及施工条件等多种参数的共同影响。目前，关于携砂液在裂缝中的流动规律，已经有学者采用窄缝平行板进行了大量的实验研究，对携砂液的基本运移机理取得了很多的认识。但是已有的模拟实验装置主要关注于单簇、平行缝面、简单固定角度次裂缝的情况，和实际地层的裂缝网络结构相差甚远，因此，有必要提供一种模拟支撑剂在分段多簇复杂裂缝网络中运移规律的可视化装置，为现场施工提供理论依据和指导。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的在于提供一种模拟支撑剂在复杂缝网运移规律的可视化装置，能够设定分段多簇压裂时压裂簇数、簇间距、缝网的几何形态，构造不同岩性和地应力状态下的复杂裂缝网络系统，模拟观察支撑剂在其中的运移规律。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种模拟支撑剂在复杂缝网运移规律的可视化装置，包括：单簇压裂缝网模拟装置1，次裂缝固定装置2，井筒装置3，流量控制装置4，泵液装置5和压裂液配置器6；

所述的井筒装置3为透明可视管状结构，井筒装置3一端与泵液装置5连接，另一端密封闭合；所述的泵液装置5另一端连接压裂液配置器6；垂直于井筒装置3的轴向方向穿过并固定有若干个单簇压裂缝网模拟装置1；所述的单簇压裂缝网模拟装置1包含有一条与井筒装置3相连通的椭圆形的透明材质构成的主裂缝1-1以及若干条与主裂缝1-1相连通的透明软管构成的次裂缝1-2，所述的次裂缝1-2通过次裂缝固定装置2均匀分布于主裂缝1-1的椭圆缝面两侧；

任意两个单簇压裂缝网模拟装置1的次裂缝1-2具有连通性，在井筒装置3与主裂缝1-1相交位置处的井筒壁面开有孔眼，孔眼处设置流量控制装置4；

所述的次裂缝固定装置2由卡槽2-1、卡杆2-2以及平行于井筒轴向的水平滑道2-3构成，卡槽2-1固定在可伸缩的卡杆2-2顶端，卡杆2-2底端装有滑轮和卡死装置，能够在水平滑道2-3上实现位移改变和固定，所述的次裂缝1-2通过穿越不同空间位置的卡槽2-1实现方位和走向的改变和固定。

所述的流量控制装置4由控制轨道4-1、控制柄4-2和流量板4-3组成，其中，控制轨道4-1固定在井筒装置3的外侧壁面，形状为圆环状且内直径等同于井筒装置3的外直径；控制柄4-2安装于控制轨道4-1中且能够手推滑动其位置；控制柄4-2和流量板4-3之间通过“L”型连杆连接固定；“L”型连杆中的“短杆”一端连接控制柄4-2，另一端穿透井筒壁进入井筒内部垂直连接“长杆”一端，“长杆”沿井筒轴向方向安装且另一端连接流量板4-3；流量板4-3的板面为曲面，与井筒内壁面曲率相同，并且紧密贴合于井筒内壁面，在“L”型连杆穿透井筒装置3壁面的环状位置处使用橡胶进行密封。