一種體積壓裂縱橫向裂縫縫網(wǎng)延伸擴(kuò)展模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種模擬裝置，特別涉及一種體積壓裂縱橫向裂縫縫網(wǎng)延伸擴(kuò)展模擬裝置。
技術(shù)背景
[0002]水平井分段多簇水力壓裂是提高油氣田單井產(chǎn)量和最終采收率的主要技術(shù)，是國(guó)內(nèi)外開采致密油和頁巖氣等非常規(guī)油氣資源的必要技術(shù)。根據(jù)近幾年國(guó)內(nèi)外壓裂后的微地震數(shù)據(jù)分析表明，非常規(guī)油氣井進(jìn)行體積壓裂后，人工裂縫和天然裂縫溝通起來，產(chǎn)生了縱橫交錯(cuò)的離散型裂縫網(wǎng)絡(luò)。正是形成了裂縫縫網(wǎng)，致密油與頁巖氣這類極低滲透性儲(chǔ)層中的油氣才得以成功開采。但是由于缺乏系統(tǒng)全面的模擬研究，這種大排量、大液量的非常規(guī)油氣體積壓裂工藝技術(shù)機(jī)理還不成熟，許多施工參數(shù)的確定要依靠現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)來估計(jì)和推算，裂縫的擴(kuò)展和延伸后的最終形態(tài)也只能通過微地震資料來分析。微地震數(shù)據(jù)分析不但費(fèi)用高昂，其不確定性也使得體積壓裂施工后儲(chǔ)層中實(shí)際的縫網(wǎng)形態(tài)很難確定，關(guān)鍵問題是排量和液量的改變對(duì)于縱橫向裂縫的延伸影響也靠經(jīng)驗(yàn)摸索。因此本實(shí)用新型裝置對(duì)現(xiàn)場(chǎng)體積壓裂施工作業(yè)具有一定的指導(dǎo)作用。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)在研究縱橫向裂縫延伸和擴(kuò)展方面主要依靠有限元和壓裂優(yōu)化軟件，模擬在不同的地應(yīng)力和施工方案條件下，縫網(wǎng)形態(tài)的變化。但是缺少模擬井下儲(chǔ)層壓裂后裂縫縱橫向擴(kuò)展的實(shí)體裝置，來研究壓裂施工參數(shù)的變化對(duì)縫網(wǎng)最終形態(tài)的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種體積壓裂縱橫向裂縫縫網(wǎng)延伸擴(kuò)展模擬裝置，采用水平主裂縫的寬度可以調(diào)節(jié)，并且橫向的次生裂縫的寬度可以變化來實(shí)現(xiàn)裂縫縫網(wǎng)延伸發(fā)展，與不同排量和液量下壓裂液中支撐劑在裂縫中運(yùn)移后形成的最終形態(tài);模擬排量和液量變化時(shí)橫向縱向裂縫的延伸情況，主要用于研究非常規(guī)儲(chǔ)層“分段多簇”水力壓裂時(shí)形成的縱橫裂縫的延伸、擴(kuò)展;分析施工排量變化時(shí)，壓裂液中支撐劑在地層裂縫縫網(wǎng)中的運(yùn)移、沉降、鋪置情況；因此，對(duì)非常規(guī)油氣體積壓裂后縱橫向縫網(wǎng)形態(tài)的研究有較大的意義。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種體積壓裂縱橫向裂縫縫網(wǎng)延伸擴(kuò)展模擬裝置，包括一矩形的主裂縫玻璃管3，主裂縫玻璃管3的進(jìn)口管道上設(shè)置有第一控閥門I，主裂縫玻璃管3的縱向管道通往兩根橫向管道處均設(shè)置有噴嘴2，噴嘴2的前端管路上設(shè)置有第二控制閥I’，主裂縫玻璃管3的每條橫向通道的末端均設(shè)置有第三控制閥I”，主裂縫玻璃管3的兩根橫向管道連通有至少兩根裂縫橡膠管4，裂縫橡膠管4上設(shè)置有砝碼夾持器6，裂縫橡膠管4兩側(cè)安裝有用來格擋砝碼的平行板5。
[0007]本實(shí)用新型縫網(wǎng)模擬裝置的效果是:總主裂縫玻璃管3和裂縫橡膠管4構(gòu)成一個(gè)縱橫交錯(cuò)的裂縫縫網(wǎng)，模擬縱橫裂縫在變排量和變液量的條件下，縱向裂縫的延伸以及橫向裂縫的擴(kuò)展;能夠較真實(shí)地模擬壓裂液進(jìn)入射孔孔道的的實(shí)際情況，采用有機(jī)透明玻璃以及彈性性能較好的橡膠管，有助于觀察壓裂液中支撐劑的運(yùn)移、攜砂、鋪置等情況;并且采用不同孔徑參數(shù)來研究射孔參數(shù)對(duì)縫網(wǎng)形成的影響；同時(shí)通過砝碼數(shù)量來控制橫向裂縫產(chǎn)生時(shí)需要克服的地層應(yīng)力大小，實(shí)現(xiàn)模擬體積壓裂時(shí)變排量和變液量注入地層時(shí)縱向裂縫的延伸與溝通橫向裂縫形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)過程。
【附圖說明】
[0008]附圖是本實(shí)用新型裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型原理作詳細(xì)說明。
[0010]參考附圖，一種體積壓裂縱橫向裂縫縫網(wǎng)延伸擴(kuò)展模擬裝置，包括一矩形的主裂縫玻璃管3，主裂縫玻璃管3的進(jìn)口管道上設(shè)置有第一控閥門I，主裂縫玻璃管3的縱向管道通往兩根橫向管道處均設(shè)置有噴嘴2，噴嘴2的前端管路上設(shè)置有第二控制閥I’，主裂縫玻璃管3的每條橫向通道的末端均設(shè)置有第三控制閥I”，主裂縫玻璃管3的兩根橫向管道連通有至少兩根裂縫橡膠管4，裂縫橡膠管4上設(shè)置有砝碼夾持器6，裂縫橡膠管4兩側(cè)安裝有用來格擋砝碼的平行板5。
[0011]本實(shí)施例中裝置用高lm、寬3cm、長(zhǎng)3m的矩形主裂縫玻璃管3來模擬壓后的主裂縫形態(tài)。兩個(gè)主裂縫之間的簇間距為3m，用內(nèi)徑為lcm、長(zhǎng)為3m的裂縫橡膠管4來模擬次生的橫向裂縫。
[0012]本發(fā)明的工作原理為:壓裂液從右側(cè)進(jìn)口管道注入，打開進(jìn)口第一控閥門I閥門后，液體分流兩路注入兩根橫向管道，噴嘴裝置2的大小調(diào)節(jié)模擬孔眼大小，壓裂液進(jìn)入縱橫交錯(cuò)的裂縫縫網(wǎng)；
[0013]壓裂液進(jìn)入兩個(gè)主裂縫通道后，在壓強(qiáng)的作用下壓裂液會(huì)進(jìn)入次生的裂縫橡膠管
4。由于在非常規(guī)油氣分段多簇體積壓裂過程中，橫向裂縫的延伸和擴(kuò)展較為復(fù)雜，有時(shí)候由于排量和液量的變化橫向次生裂縫未能溝通起來。因此在裂縫橡膠管4橡膠管兩側(cè)安裝的平行板5用來格擋砝碼夾持器6以控制橫向裂縫向兩側(cè)的擴(kuò)展。不同的排量和液量下，通過砝碼夾持器6來實(shí)現(xiàn)橫向裂縫擴(kuò)展時(shí)所需要克服大小不同的阻力。
[0014]實(shí)驗(yàn)完成后，最后打開第三控制閥I”將壓裂液收集到儲(chǔ)液池中。
[0015]本實(shí)用新型裝置的原理如下:
[0016]該裝置可模擬水平井中每段分兩簇壓裂時(shí)，不同排量、液量、射孔孔徑條件下，壓裂液中支撐劑的運(yùn)移、沉降、鋪置以及最終橫向裂縫的延伸與擴(kuò)展情況。流體壓力迫使其流經(jīng)射孔孔道，進(jìn)入主裂縫玻璃管，由于重力、壓強(qiáng)、液體流速等影響因素，支撐劑會(huì)在此處沉降，并且會(huì)出現(xiàn)不同的砂體形態(tài)。隨后壓裂液攜帶支撐劑向主裂縫兩側(cè)延伸，最后橫向裂縫相互溝通與主裂縫相互作用形成了復(fù)雜的縫網(wǎng)模型。通過控制排量、液量、支撐劑粒徑來研究其對(duì)縫網(wǎng)產(chǎn)生的影響大小，在此基礎(chǔ)上通過改變射孔孔徑來研究各參數(shù)與流動(dòng)形態(tài)的影響作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種體積壓裂縱橫向裂縫縫網(wǎng)延伸擴(kuò)展模擬裝置，包括一矩形的主裂縫玻璃管(3)，主裂縫玻璃管(3)的進(jìn)口管道上設(shè)置有第一控閥門(I)，主裂縫玻璃管(3)的縱向管道通往兩根橫向管道處均設(shè)置有噴嘴(2)，噴嘴(2)的前端管路上設(shè)置有第二控制閥(1’)，主裂縫玻璃管(3)的每條橫向通道的末端均設(shè)置有第三控制閥(1”)，主裂縫玻璃管(3)的兩根橫向管道連通有至少兩根裂縫橡膠管(4)，裂縫橡膠管(4)上設(shè)置有砝碼夾持器(6)，裂縫橡膠管(4)兩側(cè)安裝有用來格擋砝碼的平行板(5)。
【專利摘要】一種體積壓裂縱橫交錯(cuò)裂縫縫網(wǎng)模擬裝置，包括一矩形的主裂縫玻璃管，主裂縫玻璃管的兩根橫向管道連通有至少兩根裂縫橡膠管，裂縫橡膠管上設(shè)置有砝碼夾持器，裂縫橡膠管兩側(cè)安裝有用來格擋砝碼的平行板，整體構(gòu)構(gòu)成一個(gè)縱橫交錯(cuò)的裂縫縫網(wǎng)；該裝置可模擬水平井中每段分兩簇壓裂進(jìn)行體積壓裂時(shí)，不同排量、液量、射孔孔徑條件下，壓裂液中支撐劑的運(yùn)移、沉降、鋪置情況以及最終縱橫向裂縫的擴(kuò)展和延伸后所形成的縫網(wǎng)形態(tài)；根據(jù)支撐劑最終的砂堤形態(tài)來分析它們之間的關(guān)系，對(duì)今后的非常規(guī)油氣水力壓裂施工可進(jìn)行模擬分析。
【IPC分類】E21B43/26
【公開號(hào)】CN205172548
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520997145
【發(fā)明人】周德勝, 周媛, 惠峰, 馮滿云, 趙超能, 劉安邦
【申請(qǐng)人】西安石油大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日