裂缝模拟装置、支撑剂运移轨迹与展布的实验仪器和方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115110940A(43)申请公布日2022.09.27(21)申请号202110308356.1(22)申请日2021.03.23(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院(72)发明人潘林华王海波贺甲元李凤霞周彤董涛(74)专利代理机构北京聿宏知识产权代理有限公司11372专利代理师吴大建冯景多(51)Int.Cl.E21B43/267(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图2页(54)发明名称裂缝模拟装置、支撑剂运移轨迹与展布的实验仪器和方法(57)摘要本申请提供了一种裂缝模拟装置、支撑剂运移轨迹与展布的实验仪器和方法。该裂缝模拟装置包括：裂缝主体，裂缝主体呈半椭圆状，裂缝主体包括固定板和透明观测板；沿裂缝主体的弧形外周上形成有均匀分布的出口孔眼；主液体与支撑剂注入部；以及，次级液体与支撑剂注入部，其包括次级注入管线，次级注入管线可移动地设置在主液体与支撑剂注入部内以调节次级注入管线注出口的高度。本申请利用该裂缝模拟装置能够模拟椭圆形压裂裂缝形态以及裂缝尖端的支撑剂运移轨迹与展布规律。同时，该裂缝模拟装置在裂缝高度方向上有流体流动，能够分析高度方向的流体流动对支撑剂运移轨迹与展布的影响。该裂缝模拟装置还能够对少量甚至单颗粒支撑剂在裂缝中的运移轨迹进行评价。CN115110940ACN115110940A权利要求书1/2页1.一种裂缝模拟装置，其特征在于，包括：裂缝主体，所述裂缝主体呈半椭圆状，所述裂缝主体包括固定板和透明观测板，所述固定板和所述透明观测板围合形成裂缝空间，所述裂缝空间的开口位于所述裂缝主体的轴处；沿所述裂缝主体的弧形外周上形成有均匀分布的出口孔眼；主液体与支撑剂注入部，其与所述裂缝主体的所述裂缝空间的开口连通；以及，次级液体与支撑剂注入部，其包括次级注入管线，所述次级注入管线可移动地设置在所述主液体与支撑剂注入部内以调节次级注入管线注入口的高度。2.根据权利要求1所述的裂缝模拟装置，其特征在于，所述透明观测板通过垫块固定在所述固定板上，所述垫块沿所述裂缝主体的弧形外周设置；所述出口孔眼位于所述垫块上。3.根据权利要求2所述的裂缝模拟装置，其特征在于，所述垫块与所述固定板间形成有密封胶层，所述密封胶层由树脂胶构成；所述垫块与所述透明观测板间形成有密封胶层，所述密封胶层由树脂胶构成。4.根据权利要求2所述的裂缝模拟装置，其特征在于，所述垫块与所述透明观测板间安装有橡胶垫圈，用于支撑所述透明观测板。5.根据权利要求2所述的裂缝模拟装置，其特征在于，所述垫块上均匀分布有安装孔眼，螺钉能够穿过所述安装孔眼和所述固定板从而将所述垫块固定在所述固定板上。6.根据权利要求2所述的裂缝模拟装置，其特征在于，沿所述透明观测板的弧形外周均匀分布有固定孔眼，螺钉能够穿过所述固定孔眼将所述透明观测板固定在所述垫块上。7.根据权利要求1所述的裂缝模拟装置，其特征在于，所述透明观测板上标注有尺度刻度线。8.根据权利要求1‑7中任一项所述的裂缝模拟装置，其特征在于，所述固定板由钢质材料制成，所述透明观测板由高强度有机玻璃制成。9.一种支撑剂运移轨迹与展布的实验仪器，其特征在于，包括如权利要求1‑8中任一项所述的裂缝模拟装置。10.根据权利要求9所述的实验仪器，其特征在于，还包括：水源，用于向实验仪器提供实验所需的水；主注入混合系统，用于向所述裂缝模拟装置的主液体与支撑剂注入部提供携砂液；次级注入混合系统，用于向所述裂缝模拟装置的次级液体与支撑剂注入部提供携砂液；出口管线收集罐，用于携砂液的收集，其与所述出口孔眼通过管线连通，所述出口管线收集罐与主注入混合系统的主注入混液罐通过管线连通；以及，控制系统，用于控制所述实验仪器的运行并记录运行数据。11.根据权利要求10所述的实验仪器，其特征在于，所述主注入混合系统包括：主注入混液罐，其与所述水源连接，能够用于配置压裂液与携砂液；主支撑剂添加装置，其与所述主注入混液罐连接，用于向所述主注入混液罐输送支撑剂；以及，主注入泵，其与所述主注入混液罐连接，用于控制进入主液体与支撑剂注入部的携砂液的流量，所述主注入泵与所述裂缝模拟装置的所述主液体与支撑剂注入部通过管线连通。2CN115110940A权利要求书2/2页12.根据权利要求11所述的实验仪器，其特征在于，连接所述主注入泵与所述裂缝模拟装置的所述主液体与支撑剂注入部间的管线上设置有主注入管线球阀、主注入流量计和主注入压力计。13.根据权利要求10所述的实验仪器，其特征在于，所述次级注入混合系统包括：次级注入混液罐，其与所述水源连接，能够用于配置压裂液；次级注入泵，其与所述次级注入混液