CN203702118U - 一种模拟压裂裂缝内支撑剂沉降及铺置实验装置 - Google Patents
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Abstract
一种模拟压裂裂缝内支撑剂沉降及铺置实验装置，涉及油气田开发研究技术领域，在可视化裂缝支撑剂沉降模型两端分别连接模拟调节裂缝及带孔眼的注入井筒和采出井筒，在注入井筒的进口端通过开关阀连接在一只混合罐的排出口上，在述混合罐的排出口与注入井筒的进口端之间还设置混合流量计，混合罐的进口端并接有压裂液储液罐和砂罐，并在压裂液储液罐和混合罐的进口端之间串联压裂液注入泵和压裂液流量计，在砂罐和混合罐的进口端之间串联支撑剂注入泵和支撑剂流量计。可以通过各泵体来控制支撑剂与压裂液的混合比，可以连续改变该比例来更加真实优化压裂施工设计和优选支撑剂、支撑剂组合和压裂液粘度。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气田开发研究技术领域，特别涉及模拟压裂裂缝内支撑剂沉降及铺置的实验装置。
背景技术
目前用于裂缝内支撑剂沉降规律和铺置规律的实验装置申请专利有：一种水力压裂支撑剂沉降及渗透率测试装置（申请号201310023290.7），缝内液体携砂模拟实验装置（申请号201220133225.0）和石油大学《大型可视平板裂缝模拟系统》。
一种水力压裂支撑剂沉降及渗透率测试装置主要是针对煤储层和通过示踪剂来测试压裂过程支撑剂运移，缺乏针对油气储层支撑剂沉降研究；同时示踪剂只能探测支撑剂沉降，缺乏支撑剂在裂缝中铺置状态测试；缝内液体携砂模拟实验装置主要是支撑剂泵入透明平板裂缝模型和泵入平行板裂缝内的液体混合，然后分析裂缝中携砂液流动状态以及支撑剂在裂缝内的沉降，而现场施工往往是先混合形成携砂液之后在进入裂缝中；同时该装置裂缝的长度太小；泵注液体太少，只能测裂缝中携砂液流动状态以及支撑剂在裂缝内的沉降；不能对裂缝中支撑剂的分布测定。石油大学《大型可视平板裂缝模拟系统》主要可以模拟单一砂比的支撑剂沉降和铺置规律；缺乏连续变砂比的支撑剂沉降和铺置规律研究；同时后期的清洗非常麻烦，耗时间长。
随着国内低渗透储层及致密油藏的不断增多，水力压裂技术越来越成为油气藏增产开发的重要技术手段；但是在压裂过程中支撑剂往往沉降在裂缝中底部导致裂缝上部没有支撑剂或者很少，影响裂缝有效支撑，从而影响裂缝导流能力及压后产量；因此在水力压裂中支撑剂在裂缝的铺置状态和沉降规律直接关系到水力压裂的压后产量；目前针对支撑剂在裂缝的铺置状态和沉降规律往往是通过压裂软件来优化；有很大局限。
实用新型内容
本实用新型目的是为了解决压裂裂缝中支撑剂沉降和支撑剂在裂缝中铺置问题，提供一种模拟压裂裂缝内支撑剂沉降及铺置实验装置。
本实用新型包括一具有刻度的可视化裂缝支撑剂沉降模型，在所述模型的两端分别连接模拟调节裂缝及带孔眼的注入井筒和采出井筒，其特征在于：在所述注入井筒的进口端通过开关阀连接在一只混合罐的排出口上，在所述混合罐的排出口与注入井筒的进口端之间还设置混合流量计，在所述混合罐的进口端并接有压裂液储液罐和砂罐，并在压裂液储液罐和混合罐的进口端之间串联压裂液注入泵和压裂液流量计，在砂罐和混合罐的进口端之间串联支撑剂注入泵和支撑剂流量计。
本实用新型通过压裂液注入泵将压裂液储液罐内的压裂液泵向混合罐，通过支撑剂注入泵将砂罐内的支撑剂泵向混合罐，再由混合罐压入注入井筒中，从而模拟压裂过程中携砂液在裂缝中的沉降规律和支撑剂铺置状态。
本实用新型特点是：可以通过各泵体来控制支撑剂与压裂液的混合比，可以连续改变该比例来更加真实优化压裂施工设计和优选支撑剂、支撑剂组合和压裂液粘度。
为了方便地对系统进行清洗，在所述模型的下端设置至少一个清洗排料口，并在所述清洗排料口下端设置可拆卸的密封盖。不需要对模型进行拆卸，就能清洗干净。
另外，所述注入井筒包括外桶体和同轴套置在外桶体内的内桶体；所述外桶体设有密封的上、下底，在外桶体的上底中部设置进口端，在外桶体的一个侧壁开设与所述沉降模型的进口端配合的竖向连接缝；所述内桶体的上端密封连接在外桶体的上底内，内桶体的上端与外桶体上底的进口端连通，内桶体的下端密封连接在外桶体的下底内，在内桶体上部的侧壁均匀布置压裂孔，在内桶体下部的侧壁开设直径较压裂孔大的清洗孔。
所述采出井筒包括外桶体和同轴套置在外桶体内的内桶体；所述外桶体设有密封的上、下底，在外桶体的上底中部设置出口端，在外桶体的一个侧壁开设与所述沉降模型的出口端配合的竖向连接缝；所述内桶体的上端密封连接在外桶体的上底内，内桶体的上端与外桶体上底的出口端连通，内桶体的下端密封连接在外桶体的下底内，在内桶体上部的侧壁均匀布置压裂孔，在内桶体下部的侧壁开设直径较压裂孔大的清洗孔。
以上设计是为了更加方便、快速地排出残留料，对达到对注入井筒和采出井筒彻底清洗的目的。
附图说明
图1为本实用新型的一种结构示意图。
图2为具有刻度的可视化裂缝支撑剂沉降模型和两端分别连接注入井筒和采出井筒的纵向剖面图。
具体实施方式
如图1所示，在具有刻度的可视化裂缝支撑剂沉降模型8的两端分别连接模拟调节裂缝及带孔眼的注入井筒7和采出井筒10。在模型8的下端设置四个清洗排料口，并在各清洗排料口下端设置可拆卸的密封盖9。
在注入井筒7的进口端71通过开关阀14连接在混合罐6的排出口上，在混合罐6的排出口与注入井筒7的进口端71之间还串接一只混合流量计51。在混合罐6的进口端通过管线并接有压裂液储液罐1和砂罐2，并在压裂液储液罐1和混合罐6的进口端之间串联压裂液注入泵41和压裂液流量计52，在砂罐2和混合罐6的进口端之间串联支撑剂注入泵42和支撑剂流量计53。
在压裂液储液罐1上还设置压裂液通入阀3。在采出井筒10的出口端101通过开关阀和排出管线12连接回收桶13。
另外，还在混合流量计51的出口端和回收桶13的进口端之间的管线上连接压差传感器11。
如图2所示，注入井筒7主要由外桶体72和同轴套置在外桶体72内的内桶体73组成。外桶体72设有密封的上、下底74、75，在外桶体72的上底74中部设置进口端71，在外桶体72的一个侧壁开设与沉降模型8的进口端配合的竖向连接缝76。内桶体73的上端密封连接在外桶体72的上底74内，内桶体73的上端与外桶体72上底74的进口端71连通，内桶体73的下端密封连接在外桶体72的下底75内。在内桶体73上部的侧壁均匀布置压裂孔77，在内桶体73下部的侧壁开设直径较压裂孔大的清洗孔78。
采出井筒10包括外桶体102和同轴套置在外桶体102内的内桶体103。外桶体102设有密封的上、下底104、105。在外桶体102的上底104中部设置出口端101，在外桶体102的一个侧壁开设与沉降模型8的出口端配合的竖向连接缝106。内桶体103的上端密封连接在外桶体102的上底内，内桶体103的上端与外桶体102上底104的出口端101连通，内桶体103的下端密封连接在外桶体102的下底105内。在内桶体103上部的侧壁均匀布置压裂孔107，在内桶体103下部的侧壁开设直径较压裂孔大的清洗孔108。
Claims (4)
1.一种模拟压裂裂缝内支撑剂沉降及铺置实验装置，包括一具有刻度的可视化裂缝支撑剂沉降模型，在所述模型的两端分别连接模拟调节裂缝及带孔眼的注入井筒和采出井筒，其特征在于在所述注入井筒的进口端通过开关阀连接在一只混合罐的排出口上，在所述混合罐的排出口与注入井筒的进口端之间还设置混合流量计，在所述混合罐的进口端并接有压裂液储液罐和砂罐，并在压裂液储液罐和混合罐的进口端之间串联压裂液注入泵和压裂液流量计，在砂罐和混合罐的进口端之间串联支撑剂注入泵和支撑剂流量计。
2.根据权利要求1所述实验装置，其特征在于在所述模型的下端设置至少一个清洗排料口，并在所述清洗排料口下端设置可拆卸的密封盖。
3.根据权利要求1或2所述实验装置，其特征在于所述注入井筒包括外桶体和同轴套置在外桶体内的内桶体；所述外桶体设有密封的上、下底，在外桶体的上底中部设置进口端，在外桶体的一个侧壁开设与所述沉降模型的进口端配合的竖向连接缝；所述内桶体的上端密封连接在外桶体的上底内，内桶体的上端与外桶体上底的进口端连通，内桶体的下端密封连接在外桶体的下底内，在内桶体上部的侧壁均匀布置压裂孔，在内桶体下部的侧壁开设直径较压裂孔大的清洗孔。
4.根据权利要求1或2所述实验装置，其特征在于所述采出井筒包括外桶体和同轴套置在外桶体内的内桶体；所述外桶体设有密封的上、下底，在外桶体的上底中部设置出口端，在外桶体的一个侧壁开设与所述沉降模型的出口端配合的竖向连接缝；所述内桶体的上端密封连接在外桶体的上底内，内桶体的上端与外桶体上底的出口端连通，内桶体的下端密封连接在外桶体的下底内，在内桶体上部的侧壁均匀布置压裂孔，在内桶体下部的侧壁开设直径较压裂孔大的清洗孔。
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