[发明专利]一种可视化暂堵转向性能测试的实验装置及测试方法

权利要求书

1.一种可视化暂堵转向性能测试的实验装置，其特征在于：包括依次连接的储水罐、平流泵、三通阀、携带液罐、暂堵剂溶液罐、裂缝模拟装置、超声波扫描及数据成像装置、滤液计量电子天平和计算机控制系统，计算机控制系统分别与平流泵、裂缝模拟装置、超声波扫描及数据成像装置、滤液计量电子天平连接；

所述携带液罐、暂堵剂液罐包括移动的耐腐蚀活塞，所述移动的耐腐蚀活塞与所述模拟裂缝装置通过可承压50Mpa的L型三通阀连接；

所述模拟裂缝装置包括裂缝密封外套、岩石垫片和加热系统，裂缝密封外套具有贯穿密封外套两端的缝隙，在出口处设计滤网，岩石垫片经过刻蚀模拟实际裂缝表面，形成不同表面粗糙度、尺寸的裂缝。加热系统设计在裂缝本体的外壁。并且，在模拟裂缝装置的入口处和出口处分别设有第一压力传感器和第二压力传感器，模拟裂缝装置的外侧还设有与裂缝内部连接的温度传感器及超声波扫描装置，第一压力传感器、第二压力传感器和第二温度传感器分别与计算机控制系统通信连接。

2.根据权利要求1所述的可视化暂堵转向性能测试的实验装置，其特征在于，所述垫片形状、模拟裂缝形状尺寸可调，通过改变垫片形状，形成不同尺寸平行缝或楔形缝，所述平行缝或楔形缝的尺寸范围为0.3-10mm。

3.根据权利要求1所述的可视化暂堵转向性能测试的实验装置，其特征在于，所述测超声波扫描装置为可移动式扫描装置，采用B型超声波。

4.根据权利要求1所述的可视化暂堵转向性能测试的实验装置，其特征在于，所述测试装置还包括设置于所述模拟裂缝装置和所述滤液计量电子天平之间的回压阀，依次连接所述携带液罐、暂堵剂液罐、所述模拟裂缝装置和所述回压阀的管路内设有耐腐蚀内衬，所述内衬的材质为聚四氟乙烯或聚苯硫醚。

5.根据权利要求1所述的可视化暂堵转向性能测试的实验装置，其特征在于，所述测试装置还包括设置于裂缝模拟装置出口处的滤网。

6.根据权利要求2所述的可视化暂堵转向性能测试的实验装置，其特征在于，所述垫片为岩石垫片，并且垫片表面利用3D打印进行裂缝表面刻蚀。

7.根据权利要求1-6任一项所述的可视化暂堵转向性能测试的实验装置，其特征在于，所述裂缝模拟装置与回压阀、滤液计量电子天平依次连接，优选地，滤液计量电子天平通过RS-485数据线路、USB数据或适配转换连接计算机控制系统。

8.一种暂堵转向性能测试方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

(1)根据需模拟的裂缝尺寸与形状将垫片进行打磨刻蚀，随后固定于模拟裂缝装置的缝隙中，形成裂缝；

(2)将暂堵剂分散在携带液中，混合均匀，制得暂堵剂溶液；

(3)分别向携带液罐和暂堵剂溶液罐中加入携带液和暂堵剂溶液，并且完成系统管路连接，通过加热装置将模拟裂缝装置加热至模拟的地层温度，待模拟裂缝装置达到设定温度时，设定泵排量，开启平流泵；

(4)计算机控制系统实时记录各节点压力值、温度值、裂缝模拟装置剖面图像以及总滤失量；调整暂堵剂溶液浓度、裂缝尺寸和形状以及加热装置的加热温度，重复试验，对数据进行统计分析；当暂堵剂形成的桥堵被突破或者封堵压力过高自动停泵后，终止实验，停泵，卸压，待冷却至室温后。

9.根据权利要求8所述的暂堵转向性能测试方法，其特征在于，所述暂堵剂为颗粒水溶性暂堵剂。

10.根据权利要求8所述的暂堵转向性能测试方法，其特征在于，所述上柱塞泵的排量为10-400mL/min。