[发明专利]一种可视化裂缝铺置砂形态智能模拟装置及模拟方法

说明书

本发明涉及一种可视化裂缝铺置砂形态智能模拟装置及模拟方法，该装置包括储砂罐、储液罐、搅拌系统、缝宽调节系统、裂缝倒模、回流系统和中控系统；搅拌系统、缝宽调节系统、回流系统均与中控系统电连接；储砂罐和储液罐均与搅拌系统连通；搅拌系统通过管路与裂缝倒模连通；裂缝倒模至少包括左右两个由透明材质制成的倒模板；缝宽调节系统包括激光测距仪和调节装置，调节装置连接左右两个倒模板；回流装置通过管路分别与搅拌系统及裂缝倒模连接。本发明用透明材料倒模形成倒模板，用来模拟真实的岩石压裂裂缝，并用于模拟水力压裂时支撑剂在裂缝中铺砂规律与形态的可视化研究。原理简单，操作方便，实验结果清晰明了。

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，具体涉及一种可视化裂缝铺置砂形态智能模拟装置及模拟方法。

背景技术

水力压裂是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝。继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注的目的。

水力压裂技术虽然是一种具有广泛应用前景的油气井增产措施且应用量较大，但是真实的岩石水力压裂后支撑剂在裂缝中铺砂过程无法被直观观测到。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种可视化裂缝铺置砂形态智能模拟装置及模拟方法，用透明材料倒模形成具有一定抗压强度的倒模板，用来模拟真实的岩石压裂裂缝。设置缝宽自动调节系统实现裂缝缝宽在1-10毫米间的精细调节，通过观察不同砂液比的携砂液在可视化倒模板不同缝宽裂缝中的运移规律，以模拟真实岩石水力压裂裂缝中砂体的运移规律和最终的铺置形态。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种可视化裂缝铺置砂形态智能模拟装置，包括储砂罐、储液罐、搅拌系统、缝宽调节系统、裂缝倒模、回流系统和中控系统；所述搅拌系统、缝宽调节系统、回流系统均与所述中控系统电连接；

所述储砂罐和所述储液罐均与所述搅拌系统连通，用于向所述搅拌系统中输送砂体和液体；

所述搅拌系统通过管路与所述裂缝倒模连通，用于向裂缝倒模注入携砂液；

所述裂缝倒模至少包括左右两个由透明材质制成的倒模板；

所述缝宽调节系统包括激光测距仪和调节装置，所述激光测距仪用于测量两个倒模板之间的距离，所述调节装置连接左右两个倒模板，用于调节两个倒模板的间距；

所述回流装置通过管路分别与所述搅拌系统及裂缝倒模连接，用于将裂缝倒模中的携砂液回流导入至搅拌系统中。

进一步的，该装置还包括成像记录仪，所述成像记录仪安装在所述裂缝倒模上并与所述中控系统电连接。

进一步的，所述储液罐与所述搅拌系统通过管路连接，管路上安装有第一智能控流泵，所述第一控流泵与所述中控系统电连接。

进一步的，所述搅拌系统包括搅拌罐、搅拌器和搅拌马达，所述搅拌罐上设置有液位传感器，所述液位传感器和所述搅拌马达与所述中控系统电连接。

进一步的，所述回流装置包括回流暂存罐，所述回流装置与搅拌系统连通的管路上设有第三智能控流泵，所述第三智能控流泵与所述液位传感器电连接。

进一步的，所述搅拌系统与所述裂缝倒模连通的管路上设置有第二智能控流泵，所述第二智能控流泵与所述中控系统电连接。

进一步的，所述搅拌系统与所述裂缝倒模连通的管路上还设置有压力监测器和流量监测器，所述压力监测器和流量监测器均与所述中控系统电连接。