一種壓裂裂縫內(nèi)支撐劑沉降及運(yùn)移的模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及油氣田開發(fā)研宄技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種壓裂裂縫內(nèi)支撐劑沉降 及運(yùn)移的模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國內(nèi)低滲透儲層及致密油藏的不斷增多，水力壓裂技術(shù)越來越成為油氣藏增 產(chǎn)開發(fā)的重要技術(shù)手段。但是在壓裂過程中支撐劑往往沉降在裂縫中底部導(dǎo)致裂縫上部沒 有支撐劑或者很少，影響裂縫有效支撐，從而影響裂縫導(dǎo)流能力及壓后產(chǎn)量。因此在水力壓 裂中支撐劑在裂縫的鋪置狀態(tài)和沉降規(guī)律直接關(guān)系到水力壓裂的壓后產(chǎn)量。目前針對支撐 劑在裂縫的鋪置狀態(tài)和沉降規(guī)律往往是通過壓裂軟件來優(yōu)化，有很大局限。
[0003] 而目前用于裂縫內(nèi)支撐劑沉降規(guī)律和鋪置規(guī)律的模擬裝置主要有：
[0004][0005] 授權(quán)公告號為CN 202494617 U的中國專利，其公開了一種縫內(nèi)液體攜砂模擬實(shí)驗(yàn) 裝置?？p內(nèi)液體攜砂模擬實(shí)驗(yàn)裝置主要是支撐劑泵入透明平板裂縫模型和泵入平行板裂 縫內(nèi)的液體混合，然后分析裂縫中攜砂液流動狀態(tài)以及支撐劑在裂縫內(nèi)的沉降，而現(xiàn)場施 工往往是先混合形成攜砂液之后在進(jìn)入裂縫中；同時該裝置裂縫的長度太??；泵注液體太 少，只能測裂縫中攜砂液流動狀態(tài)以及支撐劑在裂縫內(nèi)的沉降；不能對裂縫中支撐劑的分 布測定。
[0006] 中國石油大學(xué)設(shè)計了一套《大型可視平板裂縫模擬系統(tǒng)》。其主要可以模擬單一砂 比的支撐劑沉降和鋪置規(guī)律；缺乏連續(xù)變砂比的支撐劑沉降和鋪置規(guī)律研宄。
[0007] 以上裝置均只能模擬支撐劑在單裂縫中的沉降和鋪置的規(guī)律，但頁巖氣儲層屬于 裂縫性致密氣藏，地層中存在天然的裂縫網(wǎng)絡(luò)，水力壓裂的過程中，形成的裂縫不是簡單的 雙翼裂縫，而是非常復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)。因此，以往模擬支撐劑在單條裂縫中輸送的物理裝置 不能客觀真實(shí)的反應(yīng)地層中的實(shí)際情況，這就需要考慮具有分支裂縫的多裂縫物理裝置。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，本實(shí)用新型提供了一種壓裂裂縫內(nèi)支撐劑沉降及運(yùn)移的模 擬裝置。
[0009] 一種壓裂裂縫內(nèi)支撐劑沉降及運(yùn)移的模擬裝置，其包括用于儲存及混合支撐劑和 壓裂液的混砂模塊；及與所述混砂模塊中的混砂單元連通的可視化分支裂縫模塊；其中， 所述可視化分支裂縫模塊包括主裂縫和至少一條通過一過渡段可開關(guān)地平行設(shè)置于所述 主裂縫側(cè)面的分支裂縫，用以模擬具有分支裂縫的壓裂裂縫。
[0010] 根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方式，所述混砂模塊還包括與所述混砂單元中的支撐劑通道 連通的支撐劑供給單元；和與所述混砂單元中的壓裂液通道通過動力泵連通的壓裂液供給 單元，并且在所述動力泵與所述壓裂液通道之間設(shè)置有液體流量計。
[0011] 根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方式，所述混砂單元還包括攜砂液通道，所述壓裂液通道與 所述支撐劑通道連通，所述攜砂液通道通過兩相流量計連通至所述可視化分支裂縫模塊中 的主裂縫，并且所述壓裂液通道與所述支撐劑通道之間的夾角為30~60度。
[0012] 根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方式，所述壓裂液通道的直徑與所述攜砂液通道的直徑比為 10 :3,并且所述壓裂液通道的直徑沿壓裂液流動的方向逐漸減小至所述攜砂液通道的直 徑。
[0013] 根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方式，所述模擬裝置還包括與所述可視化分支裂縫模塊連通 的過濾單元，所述過濾單元與所述混砂模塊中的壓裂液供給單元為相互連通的一體結(jié)構(gòu)， 使得所述混砂模塊、所述可視化分支裂縫模塊和所述過濾單元通過管道構(gòu)成循環(huán)回路。
[0014] 根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方式，在所述可視化分支裂縫模塊與所述過濾單元之間設(shè)置 有接頭，所述可視化分支裂縫模塊中的主裂縫和分支裂縫分別與所述接頭連通。
[0015] 根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方式，所述支撐劑供給單元包括儲砂槽和加砂筒，所述儲砂 槽通過傳送輪連通至所述加砂筒；所述加砂筒的出料端與所述混砂單元中的支撐劑通道連 通；并且在所述儲砂槽的下端設(shè)置有刮條，在所述加砂筒上設(shè)置有透明可視窗口。
[0016] 根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方式，所述動力泵為QBY-50型氣動隔膜泵；所述液體流量計 和所述兩相流量計為電磁流量計。
[0017] 根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方式，所述主裂縫與所述過渡段的連接處設(shè)置有開關(guān)閥，用 于對所述分支裂縫進(jìn)行關(guān)閉和開啟。
[0018] 根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方式，所述主裂縫的流動長度為3009mm，所述分支裂縫的流 動長度為1874_，所述主裂縫與所述分支裂縫的高度為300_ ;并且所述主裂縫與所述分 支裂縫的裂縫寬度可調(diào)，其調(diào)整范圍為2~4_。
[0019] 本實(shí)用新型的有益效果在于：
[0020] 1、將可視化分支裂縫模塊設(shè)置成具有分支裂縫的壓裂裂縫，可以更真實(shí)地反映支 撐劑在地層中的沉降和鋪置規(guī)律。
[0021] 2、通過動力泵與支撐劑供給單元中傳送輪來控制支撐劑與壓裂液的混合比，能夠 完成精確控制混合砂比和實(shí)時變砂比作業(yè)，實(shí)現(xiàn)支撐劑與壓裂液混合比的連續(xù)改變，從而 更加真實(shí)優(yōu)化壓裂施工設(shè)計和優(yōu)選支撐劑、支撐劑組合和壓裂液粘度。
[0022] 3、通過將主裂縫與分支裂縫的連接處設(shè)置成可關(guān)斷的結(jié)構(gòu)，使得本實(shí)用新型既可 以模擬支撐劑在單條裂縫中沉降和鋪置規(guī)律，又可以模擬支撐劑在具有分支裂縫的多裂縫 中的沉降和鋪置規(guī)律。
[0023] 4、本實(shí)用新型動力泵與混砂單元相結(jié)合，使混砂單元在動力泵的作用下，能夠在 進(jìn)口形成高速射流，并使砂液能夠更均勻的混合，避免出現(xiàn)支撐劑在管線中堆集的現(xiàn)象。
[0024] 5、在加砂筒上設(shè)置透明可視窗口，可以有效的監(jiān)測加砂筒內(nèi)的水位情況，有效的 防止水滿外溢。
[0025] 6、在儲砂槽的下端，增設(shè)矩形刮條，防止儲砂槽內(nèi)的支撐劑在進(jìn)入傳送輪的過程 中發(fā)生堵塞，使支撐劑均勻順利地進(jìn)入傳送輪。
【附圖說明】
[0026] 圖1、圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖3是本實(shí)用新型可視化分支裂縫模塊的裝配示意圖；
[0028] 圖4是本實(shí)用新型主裂縫和分支裂縫的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖5是本實(shí)用新型開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖6是本實(shí)用新型混砂單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖7是本實(shí)用新型支撐劑供給單元的結(jié)構(gòu)示意圖；和
[0032] 圖8是本實(shí)用新型壓裂液供給單元與過濾單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] 附圖標(biāo)記列表
[0034] 110 :支撐劑供給單元 120:壓裂液供給單元 130:混砂單元
[0035] 111 :儲砂槽 112:加砂筒 113:傳送輪
[0036]114:出料端 115:刮條 116:透明可視窗口
[0037] 131:壓裂液通道 132:支撐劑通道 133:攜砂液通道
[0038] 210 :主裂縫 220 :分支裂縫 202 :過渡段
[0039]211:透明平板 212:密封凸臺 213:密封膠片
[0040]30 :過濾單元 301 :過濾網(wǎng) 40 :管道
[0041]50:開關(guān)閥 501 :閥芯