CN105134186A - 页岩气水力压裂物理模拟试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种页岩气水力压裂物理模拟试验系统，包括：真三轴模块、水力伺服泵压模块、声发射模块、水力含砂压裂模块以及控制装置，其中，真三轴模块包括试样放置室、方形压块以及与方形压块连接第一液压装置；声发射模块包括安装于试样放置室内的声发射探头以及全信息声发射分析仪主机；水力伺服泵压模块包括箱体以及高压注入泵，箱体中的清水压裂液通过管道与试样中预置井筒连接；水力含砂压裂模块包括含砂液容器以及第二液压装置，第二液压装置包括第二液压油箱体、第二液压电动泵、第二三级四通电液伺服阀、第二溢流阀、第二液压缸以及第二液压活塞。本页岩气水力压裂物理模拟试验系统，能模拟不同地层应力条件下的水力加砂压裂实验。

Description

页岩气水力压裂物理模拟试验系统

技术领域

本发明涉及非常规油气藏开发技术领域，尤其涉及一种页岩气水力压裂物理模拟试验系统。

背景技术

页岩气开采的核心技术之一是对储层进行压裂改造，即通过水平井结合水力压裂技术改造储层，以沟通天然裂缝，进而产生裂缝网络，再用支撑剂将裂缝进行支撑，从而实现人工增加储层渗流通道。“井工厂”的作业模式已成为开发页岩气最高效的方式之一，“井工厂”是指在同一地区集中布置大批相似井、进行同步压裂，利用裂缝之间的相互作用从而实现“打碎”储层的目的，这样的一种高效低成本的作业模式。所以，探明和掌握页岩水力压裂裂缝的起裂条件、延伸规律和影响因素，对水力压裂工艺设计、储层改造技术研究，甚至提高气体采收率等至关重要。

针对页岩储层特征进行的室内水力压裂物理模拟试验，可确定页岩的可压裂性、破裂压力和压裂效果等，是认识页岩裂缝几何形态和扩展规律的一种可靠、有效手段。然而目前的页岩气水力压裂物理模拟的发展也存在诸多瓶颈，比如水力含砂压裂，由于各种泵液压泵均无法实现含砂液体的泵入，且沉砂问题也是阻碍水力含砂压裂物理模拟发展的主要因素，因此实现水力含砂压裂的物理模拟就显得十分重要。而对于工厂化压裂过程中裂缝之间的影响，也需要通过大量的试验来指导实际生产。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种页岩气水力压裂物理模拟试验系统，旨在模拟不同地层应力条件下的水力加砂压裂实验。

为实现上述目的，本发明提供一种页岩气水力压裂物理模拟试验系统，包括：真三轴模块、水力伺服泵压模块、声发射模块、水力含砂压裂模块以及控制装置，其中，

所述真三轴模块包括试样放置室、用于对放入试样放置室中的试样进行加压的方形压块，以及与所述方形压块连接以驱动其对试样进行加压的第一液压装置，所述方形压块设有三个，三个方形压块在水平、垂直和竖直三个方向挤压试样，每一所述方形压块对应设置一所述第一液压装置；

所述声发射模块包括安装于所述试样放置室内的声发射探头，以及与所述声发射探头电连接的全信息声发射分析仪主机，所述控制装置与全信息声发射分析仪主机电连接；

所述水力伺服泵压模块包括箱体以及用于向试样中预置井筒内注入清水压裂液的高压注入泵，所述箱体中的清水压裂液通过管道与试样中预置井筒连接；

所述水力含砂压裂模块包括与所述水力伺服泵压模块的管道连通的含砂液容器，以及用于驱动所述含砂液容器中的含砂液进入试样中预置井筒内的第二液压装置，所述第二液压装置包括第二液压油箱体、第二液压电动泵、第二三级四通电液伺服阀、第二溢流阀、第二液压缸以及第二液压活塞；所述含砂液容器上设有用于将其腔室中含砂液向其出口挤压的且与第二液压活塞连接的推力活塞，所述第二液压电动泵的一端通过管道连接第二液压油箱体，另一端通过管道连接所述第二三级四通电液伺服阀的第一端；所述第二三级四通电液伺服阀的第二端通过管道连接第二液压油箱体，第三端通过管道连接第二液压缸的第一入口，第四端通过管道连接第二液压缸的第二入口；所述第二溢流阀的一端通过管道连接第二液压油箱体，另一端与第二三级四通电液伺服阀的第一端和第二液压电动泵之间的节点连接；所述第二液压活塞位于所述第二液压缸中且与所述推力活塞连接以挤压其腔室中的含砂液；

所述控制装置还与所述水力伺服泵压模块以及水力含砂压裂模块电连接。

优选地，所述水力伺服泵压模块设有两个清水压裂液箱体和两个高压注入泵以组成两组注入管道，每一清水压裂液箱体对应一所述高压注入泵，两所述高压注入泵的出口分别通过独立的管道与试样上的两井筒连接，所述水力含砂压裂模块设置有两个，每一所述高压注入泵的出口均与一所述含砂液容器的出口连通。

优选地，所述高压注入泵与试样上井筒连接的管道上还安装有单向阀。

优选地，所述第一液压装置包括所述第一液压装置包括第一液压油油箱、第一液压电动泵、第一三级四通电液伺服阀、第一溢流阀、第一液压缸以及第一液压活塞；所述第一液压电动泵的一端通过管道连接第一液压油油箱，另一端通过管道连接所述第一三级四通电液伺服阀的第一端；所述第一三级四通电液伺服阀的第二端通过管道连接第一液压油油箱，第三端通过管道连接第一液压缸的第一入口，第四端通过管道连接第一液压缸的第二入口；所述第一溢流阀的一端通过管道连接第一液压油油箱，另一端与第一三级四通电液伺服阀的第一端和第一液压电动泵之间的节点连接；所述第一液压活塞位于第一液压电动泵且与所述活动压块连接。

优选地，所述含砂液容器的侧壁上安装有磁子搅拌定子线圈，所述含砂液容器的腔室中安装有磁子搅拌转子，所述磁子搅拌转子在磁子搅拌定子线圈的作用下旋转以搅拌所述含砂液容器中的含砂液。

优选地，所述含砂液容器出口处管道上还安装有压力传感器，所述含砂液容器上还安装有用于检测其含砂液流量的位移传感器。

优选地，所述第二三级四通电液伺服阀为带电反馈的三级四通电液伺服阀。

优选地，所述真三轴模块还设有用于将试样送入其腔室中的送样装置，该送样装置安装于真三轴模块上可活动且通过螺栓固定。

优选地，所述高压注入泵出口的管道上设有与试样上井筒螺纹母扣配合的螺纹公扣。

优选地，在所述试样在放置室内，与两个方向的方形压块对立的两个内面上，分别固定有一钢板，钢板内放置有用于容纳探头及电缆线的凹槽，每个钢板上均布有四个所述声发射探头。

本发明提出的页岩气水力压裂物理模拟试验系统，能够模拟页岩气水力含砂压裂过程，并可实现对该压裂过程过程进行监控，进行大量的实验可指导实际生产，避免实际生产的盲目操作，提高了生产效率。另外，本页岩气水力压裂物理模拟试验系统具有模块化操作，集成控制的优点，同时，本页岩气水力压裂物理模拟试验系统中是通过设置第二液压电动泵来推动推力活塞，而不是直接使用电动泵来泵入含砂液，使液压泵无法实现含砂液体泵入的问题得到解决。

附图说明

图1为本发明页岩气水力压裂物理模拟试验系统优选实施例的结构示意图；

图2为本发明页岩气水力压裂物理模拟试验系统中真三轴模块的结构示意图；

图3为本发明页岩气水力压裂物理模拟试验系统中水力伺服泵压模块和水力含砂压裂模块的结构示意图。

图中，1-真三轴模块、2-送样装置、3-围压活塞、4-紧固螺栓、5-液压控制线路、6-水力含砂压裂模块、7-液压泵控制箱体、8-高压注入泵压力显示屏、9-三向压力控制及显示模块、10-启动开关及增压泵控制模块、11-水力压裂高压管线、12-控制电路、13-控制装置、14-全信息声发射分析仪主机、15-BNC同轴电缆线、16-传感信号线、17-紧固螺栓、18-试样、19-试样放置室、20-声发射探头、60-液压线路、61-第二液压油箱体、62-第二液压电动泵、63-第二溢流阀、64-第二三级四通电液伺服阀、65-第二液压缸、66-第二液压活塞、67-位移传感器、68-磁子搅拌转子、69-磁子搅拌定子线圈、610-推力活塞、611-含砂液容器、612-含砂液、613-压力传感器、70-清水压裂液箱体、71-高压注入泵、72-单向阀、74-第一液压油油箱、75-第一溢流阀、76-第一液压电动泵、77-第一三级四通电液伺服阀、78-第一液压缸。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1至图3，本优选实施例中，一种页岩气水力压裂物理模拟试验系统，包括：真三轴模块1、水力伺服泵压模块、声发射模块（AcousticEmission，AE模块）、水力含砂压裂模块6以及控制装置13（如计算机），其中，

真三轴模块1包括试样放置室19、用于对放入试样放置室19中的试样18进行加压的方形压块，以及与方形压块连接以驱动其对试样18进行加压的第一液压装置，方形压块设有三个，三个方形压块在水平、垂直和竖直三个方向挤压试样18（本实施例中，压力范围为0-32Mpa），每一方形压块对应设置一第一液压装置（三个第一液压装置单独控制互不影响）；

声发射模块包括安装于试样放置室19内的声发射探头20，以及与声发射探头20电连接的全信息声发射分析仪主机14，控制装置13与全信息声发射分析仪主机14电连接；

水力伺服泵压模块包括清水压裂液箱体70以及用于向试样18中预置井筒内注入清水压裂液的高压注入泵71，清水压裂液箱体70中的清水压裂液通过管道与试样18中预置井筒连接；

水力含砂压裂模块6包括与水力伺服泵压模块的管道连通的含砂液容器611，以及用于驱动含砂液容器611中的含砂液612进入试样18中预置井筒内的第二液压装置，第二液压装置包括第二液压油箱体61、第二液压电动泵62（与控制装置13电连接）、第二三级四通电液伺服阀64（与控制装置13电连接）、第二溢流阀63、第二液压缸65以及第二液压活塞66；含砂液容器611上设有用于将其腔室中含砂液612向其出口挤压的且与第二液压活塞66连接的推力活塞610（推力活塞610安装于含砂液容器611内且可活动），第二液压电动泵62的一端通过管道连接第二液压油箱体61，另一端通过管道连接第二三级四通电液伺服阀64的第一端；第二三级四通电液伺服阀64的第二端通过管道连接第二液压油箱体61，第三端通过管道连接第二液压缸65的第一入口，第四端通过管道连接第二液压缸65的第二入口；第二溢流阀63的一端通过管道连接第二液压油箱体61，另一端与第二三级四通电液伺服阀64的第一端和第二液压电动泵62之间的节点连接；第二液压活塞66位于第二液压缸65中且与推力活塞610连接以挤压其腔室中的含砂液612；

控制装置13还与水力伺服泵压模块以及水力含砂压裂模块6电连接，从而实现通过控制装置13控制含砂液和水的流量。

具体地，本实施例中，试样放置室19的外形尺寸为820×820×750mm(长×宽×高)，净重3000kg左右，整体加载框架理论计算值约为40GN/m，操作过程中以液压机械臂和顶棚电动单梁起重机相配合。试样放置室19的腔室的尺寸为边长325mm的立方体空间，以在实验过程中放置边长为300mm的试样。声发射探头20通过BNC（BayonetNutConnector）同轴电缆线15与全信息声发射分析仪主机14连接，全信息声发射分析仪主机14通过传感器信号线与控制装置13连接。声发射模块使用8通道3M采样率，以完整采集声发射信号，包括完整波形、完整参数，可进行平面立体定位。声发射探头20的频率范围是60kHz—400kHz。全信息声发射分析仪主机14将声发射探头20采集的信号经过分析处理后，通过传感信号线16将信号传递给计算机，在经过进一步的处理，声发射信号就可以显示在计算机的屏幕上。本组试验所采用含砂液612的支撑剂为石英砂，目数为20/40，石英砂的质量百分数为5%。水力压裂管线（即含砂液容器611出口侧的管道）内径为5mm，另一端直接与试样上的模拟井筒通过螺纹连接。水力压裂管线较小的内径尺寸可以保证相对大的流速，也可以使含砂模块在处于待命状态时试样中的清水压裂液不会产生回流，本管线上没有任何阀门或开关组件。另外，通过控制含砂液容器611出口侧的管道中含砂液的流速（通过控制推力活塞610的活动速率、管道直径以及长短）来保证有相对大的流速，从而可减少现有技术中的沉砂问题。

本实施例中，在含砂液容器611出口侧的管道中未安装有任何阀门或开关组件，从而避免含砂液损坏阀门或开关组件。

水力伺服泵压模块设有两个清水压裂液箱体70和两个高压注入泵71（与控制装置13电连接）以组成两组注入管道，每一清水压裂液箱体70对应一高压注入泵71，两高压注入泵71的出口分别通过独立的管道与试样上的两井筒连接，水力含砂压裂模块6设置有两个，每一高压注入泵71的出口均与一含砂液容器611的出口连通。水力伺服泵压模块的最大流量为20ml/min，且能够长时间连续不断的提供高精度且压力恒定的流体；相对于一般电液伺服增压泵其体积较小，且还具有重量较轻，效率高，精度高，速比大的优点。

高压注入泵71可提供的最高压力为150Mpa，与之相连的高压管线可承压同样为150Mpa，高压注入泵71出口的管道上设有与试样上井筒螺纹母扣配合的螺纹公扣，避免了因连接问题而造成的漏失和压力无法施加上去的问题。

本实施例中，两个高压注入泵71通过单独的支路进行控制，两条支路之间互不影响，同时两个水力含砂压裂模块6对应单独控制，从而使本页岩气水力压裂物理模拟试验系统既可模拟单井压裂，又可模拟双井压裂。

进一步地，高压注入泵71与试样上井筒连接的管道上还安装有单向阀72。

第一液压装置包括第一液压装置包括第一液压油油箱74、第一液压电动泵76（与控制装置13电连接）、第一三级四通电液伺服阀77、第一溢流阀75、第一液压缸78以及第一液压活塞（可用控制装置13自动或手动按钮控制活塞位移及各个方向的围压）；第一液压电动泵76的一端通过管道连接第一液压油油箱74，另一端通过管道连接第一三级四通电液伺服阀77的第一端；第一三级四通电液伺服阀77的第二端通过管道连接第一液压油油箱74，第三端通过管道连接第一液压缸78的第一入口，第四端通过管道连接第一液压缸78的第二入口；第一溢流阀75的一端通过管道连接第一液压油油箱74，另一端与第一三级四通电液伺服阀77的第一端和第一液压电动泵76之间的节点连接；第一液压活塞位于第一液压电动泵76且与活动压块连接。活动压块通过围压活塞3与第一液压活塞连接，围压活塞3采用非对称T型活塞，围压活塞3的直径360mm，活塞杆直径345mm，固定在围压活塞3的方形压块的横截面为边长320mm的正方形，实验过程中，方形压块直接与试样接触给予压力。

具体地，两个高压注入泵71与真三轴模块1中的三个第一液压电动泵76共5个泵一并置于同一箱体（即液压泵控制箱体7）中，并安装与其配合的电路，使仪器可进行手动控制。液压泵控制箱体7中设置有高压注入泵71压力显示屏8（用于显示高压注入泵71的压力）、三向压力控制及显示模块9（控制真三轴模块1）以及启动开关及增压泵控制模块10（控制水力伺服泵压模块）。在实验过程中，两个高压注入泵71可以单独使用，从而对试样进行单井水力压裂模拟，也可以将两个高压注入泵71配合在一起使用，在同一试样中安置两个模拟井筒，通过两个井筒同时进行压裂，研究人工裂缝之间的相互影响。其中，每一条支路上均并联有水力含砂压裂模块6。箱体上还设有控制及显示模块。

进一步地，含砂液容器611的侧壁上安装有磁子搅拌定子线圈69，含砂液容器611的腔室中安装有磁子搅拌转子68，磁子搅拌转子68在磁子搅拌定子线圈69的作用下旋转以搅拌含砂液容器611中的含砂液612。

如果含砂压裂液粘度过高，压裂液将很难压入试样之中，因此，要控制含砂液612的粘度，磁子搅拌转子68在磁子搅拌定子线圈69的作用下在含砂压裂液中不停地自由旋转，起到搅拌的作用，使砂液混合均匀。

本实施例中，通过设置磁子搅拌定子线圈69和磁子搅拌转子68，一方面解决了压裂液很难压入试样之中的情况，另一方面还解决了现有技术中存在的沉砂问题。

进一步地，第二三级四通电液伺服阀64为带电反馈的三级四通电液伺服阀。第一三级四通电液伺服阀77为普通电液伺服阀。带电反馈的三级四通电液伺服阀有三个档位，当第二液压电动泵62进入工作状态，且第二三级四通电液伺服阀64处于关闭状态时，第二液压电动泵62和第二液压油箱体61组成一个回路，液压油通过第二液压电动泵62及管道又回到了液压油箱体当中，这样设计的优点是系统可以充分预热，当开关档位变换到工作状态时，压力可以快速的增加，整个系统也进入工作状态。

进一步地，含砂液容器611出口处管道上还安装有压力传感器613，含砂液容器611上还安装有用于检测其含砂液612流量的位移传感器67。

位移传感器67用于监测含砂液612的流量。压力传感器613配合带电反馈的三级四通电液伺服阀实现对模块回路的压力控制，防止压裂液倒流，在水力含砂压裂的过程中，当注液线路压力高于液压缸压力时，通过压力传感器613的反馈，配合带电反馈的三级四通电液伺服阀的控制，当压力达到平衡，实现水力含砂压裂。

另外，真三轴模块1还设有用于将试样送入其腔室中的送样装置2，该送样装置2安装于真三轴模块1上可活动且通过螺栓固定。实验开始之前将该装置从真三轴模块1内抽出，将试样安放好后推入真三轴模块1内，并用螺栓固定，完成试样的放置。

在试样在放置室内，与两个方向的方形压块对立的两个内面上，分别固定有一钢板，钢板内放置有用于容纳探头及电缆线的凹槽，每个钢板上均布有四个声发射探头20。可以为声发射探头20采用定制的磁性夹具，以保证与试样箱体连接牢固，从而保证检测结果的精度。

实际应用时，可以利用本发明提供的页岩气水力含砂压裂物理模拟试验系统通过以下步骤进行实验。

步骤1，按照试验设计加工模拟井筒，准备试样，试样分为人工试样和天然试样，人工试样以水泥、石灰、石膏及各种添加剂为原料，加定量的水配成水泥浆液，倒入模具凝固，拆模养护而成，在试样中心加工一盲孔，将模拟井筒固封于水泥试样之中的盲孔中，天然试样则是将取回的现场原岩钻孔，埋入模拟井筒，再用水泥将试样表面处固封住即可。

步骤2，在按照试验要求准备试样之后，将试样放入送样装置2中，将送样装置2推进试样放置室19中，用螺栓紧固；并在清水压裂液箱体70装入清水或滑溜水，在含砂液容器611内装入含砂低粘压裂液，之后便开始进行水力含砂压裂试验，在清水压裂液中混有荧光示踪剂。

步骤3，按照试验设计的需要，设置活动压块的压力，在施加围压的过程中，注意三向压力应逐步均匀的增加，避免单向压力增加得过快而使试样发生破坏。

步骤4，打开高压注入泵71，对试样施加压力，使清水压裂液充满管道及试样的井筒；之后打开水力含砂压裂的第二液压电动泵62，使第二三级四通电液伺服阀64的档位处于关闭状态，使第二液压电动泵62预热。

步骤5，打开全信息声发射分析仪主机14，开始进行信号采集。

步骤6，增加高压注入泵71的压力，进行水力压裂模拟实验的第一步：清水压裂或滑溜水压裂。

步骤7，待计算机显示泵压曲线中的压力突然急速下降至稳定时，表明试样已被压穿，此时关闭高压注入泵71，并将第二三级四通电液伺服阀64的开关档位开至进油档，并增加第二液压电动泵62的压力，计算机中的压力曲线逐渐上升至稳定后，表明含砂压裂液已贯穿整个试样，第二步水力压裂模拟完成，停泵，泄油，关闭全信息声发射分析仪主机14完成试验及信号采集。

步骤8，分析声发射模块反馈的声发射信号，根据声发射三维定位图判断裂缝的位置形态及规模。

步骤9，将试样从试样放置室19内取出，参照试样表面的裂缝将试样剖开，根据荧光示踪剂的位置观察裂缝的形态并分析破裂及延伸机理。

若进行双井筒水力压裂，则在另外一个井筒支路上按照同样的方法进行操作即可。

影响岩体水力压裂和裂纹扩展的主要因素有：（1）压裂地层岩体特征，它主要包括岩石的岩块力学性质、裂隙及层理面发育状况等；（2）压裂地层应力，包括真实地层地应力分布、地应力差异系数等；（3）压裂液种类、性质及其泵注模式；（4）井筒模拟条件，包括井筒方向、射孔方位角等。因此，在物理模拟试验设计的过程中考虑上述因素的影响，通过调节井筒上射孔参数，改变模拟地应力大小以及压裂液排量等，针对不同的试样进行水力压裂物理模拟实验，从室内水平井水力压裂物理模拟切入，探讨水力压裂过程中裂缝伸展机制，评价压裂的效果并优化压裂工艺，最后推广至现场实际生产条件，指导现场水力压裂。

通过本页岩气水力压裂物理模拟试验系统模拟以探索页岩水力压裂过程中网状裂缝的形成条件和机理，试验过程中需要考虑现场原型和试验模型之间的相似性，否则会削弱模拟试验的价值和可信度。室内水力压裂物理模拟试验的主要模拟岩体水力压裂过程、裂纹扩展现象。

本发明提出的页岩气水力压裂物理模拟试验系统，能够模拟页岩气水力含砂压裂过程，并可实现对该压裂过程过程进行监控，进行大量的实验可指导实际生产，避免实际生产的盲目操作，提高了生产效率。另外，本页岩气水力压裂物理模拟试验系统具有模块化操作，集成控制的优点，同时，本页岩气水力压裂物理模拟试验系统中是通过设置第二液压电动泵62来推动推力活塞，而不是直接使用电动泵来泵入含砂液，使液压泵无法实现含砂液体泵入的问题得到解决。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种页岩气水力压裂物理模拟试验系统，其特征在于，包括：真三轴模块、水力伺服泵压模块、声发射模块、水力含砂压裂模块以及控制装置，其中，

所述真三轴模块包括试样放置室、用于对放入试样放置室中的试样进行加压的方形压块，以及与所述方形压块连接以驱动其对试样进行加压的第一液压装置，所述方形压块设有三个，三个方形压块在水平、垂直和竖直三个方向挤压试样，每一所述方形压块对应设置一所述第一液压装置；

所述声发射模块包括安装于所述试样放置室内的声发射探头，以及与所述声发射探头电连接的全信息声发射分析仪主机，所述控制装置与全信息声发射分析仪主机电连接；

所述水力伺服泵压模块包括箱体以及用于向试样中预置井筒内注入清水压裂液的高压注入泵，所述箱体中的清水压裂液通过管道与试样中预置井筒连接；

所述水力含砂压裂模块包括与所述水力伺服泵压模块的管道连通的含砂液容器，以及用于驱动所述含砂液容器中的含砂液进入试样中预置井筒内的第二液压装置，所述第二液压装置包括第二液压油箱体、第二液压电动泵、第二三级四通电液伺服阀、第二溢流阀、第二液压缸以及第二液压活塞；所述含砂液容器上设有用于将其腔室中含砂液向其出口挤压的且与第二液压活塞连接的推力活塞，所述第二液压电动泵的一端通过管道连接第二液压油箱体，另一端通过管道连接所述第二三级四通电液伺服阀的第一端；所述第二三级四通电液伺服阀的第二端通过管道连接第二液压油箱体，第三端通过管道连接第二液压缸的第一入口，第四端通过管道连接第二液压缸的第二入口；所述第二溢流阀的一端通过管道连接第二液压油箱体，另一端与第二三级四通电液伺服阀的第一端和第二液压电动泵之间的节点连接；所述第二液压活塞位于所述第二液压缸中且与所述推力活塞连接以挤压其腔室中的含砂液；

所述控制装置还与所述水力伺服泵压模块以及水力含砂压裂模块电连接。

2.如权利要求1所述的页岩气水力压裂物理模拟试验系统，其特征在于，所述水力伺服泵压模块设有两个清水压裂液箱体和两个高压注入泵以组成两组注入管道，每一清水压裂液箱体对应一所述高压注入泵，两所述高压注入泵的出口分别通过独立的管道与试样上的两井筒连接，所述水力含砂压裂模块设置有两个，每一所述高压注入泵的出口均与一所述含砂液容器的出口连通。

3.如权利要求2所述的页岩气水力压裂物理模拟试验系统，其特征在于，所述高压注入泵与试样上井筒连接的管道上还安装有单向阀。

4.如权利要求1所述的页岩气水力压裂物理模拟试验系统，其特征在于，所述第一液压装置包括所述第一液压装置包括第一液压油油箱、第一液压电动泵、第一三级四通电液伺服阀、第一溢流阀、第一液压缸以及第一液压活塞；所述第一液压电动泵的一端通过管道连接第一液压油油箱，另一端通过管道连接所述第一三级四通电液伺服阀的第一端；所述第一三级四通电液伺服阀的第二端通过管道连接第一液压油油箱，第三端通过管道连接第一液压缸的第一入口，第四端通过管道连接第一液压缸的第二入口；所述第一溢流阀的一端通过管道连接第一液压油油箱，另一端与第一三级四通电液伺服阀的第一端和第一液压电动泵之间的节点连接；所述第一液压活塞位于第一液压电动泵且与所述活动压块连接。

5.如权利要求1所述的页岩气水力压裂物理模拟试验系统，其特征在于，所述含砂液容器的侧壁上安装有磁子搅拌定子线圈，所述含砂液容器的腔室中安装有磁子搅拌转子，所述磁子搅拌转子在磁子搅拌定子线圈的作用下旋转以搅拌所述含砂液容器中的含砂液。

6.如权利要求1所述的页岩气水力压裂物理模拟试验系统，其特征在于，所述含砂液容器出口处管道上还安装有压力传感器，所述含砂液容器上还安装有用于检测其含砂液流量的位移传感器。

7.如权利要求1所述的页岩气水力压裂物理模拟试验系统，其特征在于，所述第二三级四通电液伺服阀为带电反馈的三级四通电液伺服阀。

8.如权利要求1所述的页岩气水力压裂物理模拟试验系统，其特征在于，所述真三轴模块还设有用于将试样送入其腔室中的送样装置，该送样装置安装于真三轴模块上可活动且通过螺栓固定。

9.如权利要求1所述的页岩气水力压裂物理模拟试验系统，其特征在于，所述高压注入泵出口的管道上设有与试样上井筒螺纹母扣配合的螺纹公扣。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的页岩气水力压裂物理模拟试验系统，其特征在于，在所述试样在放置室内，与两个方向的方形压块对立的两个内面上，分别固定有一钢板，钢板内放置有用于容纳探头及电缆线的凹槽，每个钢板上均布有四个所述声发射探头。