[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

说明书

本发明公开了一种可视化暂堵转向性能测试的实验装置及测试方法，该可视化暂堵转向性能测试实验装置包括依次连接储水罐、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。本发明测试暂堵转向性能具备可视化的功能，可测定封堵长度，通过超声波扫描装置，利用数据处理成像装置显示模拟裂缝装置内部封堵情况进行评价。

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，具体来说涉及一种可视化暂堵转向性能测试的实验装置及测试方法。

背景技术

由于致密砂岩具有的低孔、低渗、孔喉复杂等特征，大部分井需要使用压裂技术来沟通天然裂缝，从而达到商业开采价值。为了提高缝网复杂程度，增大改造体积，通过使用暂堵剂进行缝内、缝口暂堵，在人工裂缝中形成桥堵，实现裂缝转向，以提高缝网复杂程度。然而实际上致密气藏非均质性强、裂缝尺寸不一，导致常规的岩心暂堵转向实验无法表征暂堵剂封堵效果；由于岩心尺寸远小于人工裂缝实际尺寸，因此常规岩心暂堵实验无法表征大尺寸人工裂缝中使用暂堵剂的暂堵效果。另一方面由于岩心暂堵转向实验属于高压高温实验，无法在实验过程中有效观测到封堵长度，无法体现单位体积暂堵剂下封堵强度效果。因此当下缺少一种针对性强、可视化的研究暂堵转向性能测试实验装置，无法研究暂堵剂物性、地层温度、施工工艺等对于暂堵转向效果的影响规律。

发明内容

本发明的目的是提供一种可视化暂堵转向性能测试的实验装置及测试方法，以解决现有实验方法无法测定封堵长度及实验裂缝尺寸局限的定量评价暂堵剂封堵性能的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种可视化暂堵转向性能测试的实验装置，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；

携带液罐包括设置移动的耐腐蚀活塞，与三通阀连接，便于驱替罐内液体进入裂缝模拟装置；

暂堵剂溶液罐包括设置移动的耐腐蚀活塞，与三通阀连接，在携带液罐关闭，平流泵驱替罐内暂堵剂溶液进入裂缝模拟装置；

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。加热系统设置在裂缝本体的外壁。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；

超声波扫描装置距模拟裂缝装置外侧一定距离，可在模拟裂缝装置外侧一定距离处横向移动，同时与数据处理成像装置连接；

数据处理成像装置接受超声波扫描数据，进行数据成像，通过与计算机控制系统通信连接，传输裂缝模拟装置内部图像；

优选地，三通阀为L型承压50MPa三通阀；

优选地，本发明所述的“通信连接”可以是通过RS-485数据线路、USB数据或适配器转换连接；

优选地，本发明所述的“数据处理成像装置”可以是基于labview的研发图形程序；

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述垫片为岩石垫片，并且垫片表面利用3D打印进行裂缝表面刻蚀；

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述超声波扫描装置为B型超声；

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述裂缝模拟装置包括滤网，安插在裂缝模拟装置出口处；