CN107060718B - 裂缝支撑剂铺置模拟实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种裂缝支撑剂铺置模拟实验装置及方法，其中裂缝支撑剂铺置模拟实验装置包括混砂浆体配制组件、缝网组件以及检测组件；混砂浆体配制组件包括支撑剂储存罐、压裂液储存罐、注入泵和混砂罐；缝网组件包括竖直放置的模拟井筒、中空箱体以及多个与中空箱体等高的缝网组块，检测组件包括压力检测装置和流量检测装置，压力检测装置安装在主缝与分支缝的连通处，用于检测主缝与分支缝的连通处的压力值，流量检测装置安装在主缝的入口处，用于检测进入主缝的混砂浆体的流量值。因此，本发明提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置及方法能确保模拟实验与真实裂缝支撑剂铺置机理一致。

Description

裂缝支撑剂铺置模拟实验装置及方法

技术领域

本发明涉及探究水力压裂过程支撑剂铺置规律技术领域，尤其涉及一种裂缝支撑剂铺置模拟实验装置及方法。

背景技术

在油气井开采过程中，压裂施工使得近井筒区域内产生许多天然裂缝，其中主裂缝两侧连通产生有多条分支裂缝，形成复杂缝网结构。为保证油气由裂缝顺利输出完成采集，需要向裂缝中铺置支撑剂。支撑剂是具有一定粒度和级配的天然砂或人造高强陶瓷颗粒，其可以支撑起裂缝防止地层闭合，且形成较高的导流能力，让地层中的油气更好的穿过裂缝到达地面，从而使油气田获得较高的产量。因此探究裂缝形态对支撑剂铺置规律的影响在油气开采领域意义重大。

申请号为201410825216.1和201510105692.0的中国发明专利是目前较为常用的两种研究复杂裂缝对支撑剂铺置规律的方法以及装置。其利用注入泵将支撑剂与压裂液混合形成的混砂注入复杂裂缝装置中，该复杂裂缝装置是人工模拟真实页岩中裂缝所制备的，其中裂缝为平直的通道，其包括主缝和与主缝连通且与主缝形成不同夹角的分支缝，并且通道的壁面开设有多个孔洞，压裂液可由此孔洞流入至复杂裂缝装置内部空腔中，因此该装置可探究裂缝角度、裂缝宽度以及压裂液滤失等对最终支撑剂铺置结果的影响。

然而在上述的现有技术中，没有考虑裂缝迂曲度和缝间干扰对支撑剂铺置结果的影响，因此并不能真实反映实际油气开采过程中支撑剂的铺置情况，具有较大的局限性。

发明内容

本发明提供一种裂缝支撑剂铺置模拟实验装置及方法能模拟真实裂缝的复杂缝网形态和缝间干扰，并且能够调节缝间宽度、裂缝迂曲度、裂缝内壁粗糙度以及注入泵的排量，研究上述的因素对支撑剂在裂缝中铺置结果的影响，确保模拟实验与真实裂缝支撑剂铺置机理一致，提高裂缝支撑剂铺置模拟实验的适用性和精确性。

本发明提供一种裂缝支撑剂铺置模拟实验装置及方法，其中裂缝支撑剂铺置模拟实验装置用于裂缝支撑剂铺置模拟实验，包括混砂浆体配制组件、缝网组件以及检测组件。

混砂浆体配制组件包括支撑剂储存罐、压裂液储存罐、注入泵和混砂罐，支撑剂储存罐和压裂液储存罐的出口均与混砂罐的入口连通，用于将支撑剂储存罐内的支撑剂和压裂液储存罐内的压裂液输送至混砂罐内混合形成混砂浆体。

混砂罐的出口通过注入泵与缝网组件连通，用于将混砂浆体注入缝网组件中。

缝网组件包括竖直放置的模拟井筒、中空箱体以及多个与中空箱体等高的缝网组块，模拟井筒上开设有用于流出混砂浆体的出浆孔，缝网组块均固定在中空箱体内部，缝网组块与中空箱体内壁贴紧，且在相邻的缝网组块之间具有间隔，以形成可灌入混砂浆体的裂缝，裂缝包括一条与出浆孔连通的主缝和至少一条与主缝连通的分支缝。

检测组件包括压力检测装置和流量检测装置，压力检测装置安装在主缝与分支缝的连通处，用于检测主缝与分支缝的连通处的压力值，流量检测装置安装在主缝的入口处，用于检测进入主缝的混砂浆体的流量值。

本发明还提供一种裂缝支撑剂铺置模拟实验方法，应用在上述的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置中，包括：

步骤S1：将缝网组件中的多个缝网组块固定在中空箱体内，以在中空箱体内部形成裂缝，裂缝包括一条主缝和至少一条与主缝连通的分支缝；主缝与缝网组件中模拟井筒的出浆孔连通；

步骤S2：将支撑剂和压裂液均匀混合形成的混砂浆体注入缝网组件的模拟井筒，并使混砂浆体由模拟井筒的出浆孔流出至裂缝中；

步骤S3：检测混砂浆体流入至主缝的流量值和主缝与各分支缝连通处的压力值，并根据压力值和流量值确定流量-压力变化曲线图。

本发明提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置及方法，通过缝网组件的多个缝网组块模拟各种形态的复杂缝网和缝间干扰；通过调节各缝网组块之间的距离从而调节缝间宽度；通过具有不同形状的缝网组块模拟真实裂缝迂曲度；通过在缝网组块接触裂缝的外侧壁粘贴粗糙贴纸模拟真实裂缝内壁粗糙度，以及通过调节注入泵的排量，从而研究其对支撑剂在裂缝中铺置结果的影响，确保模拟实验与真实裂缝支撑剂铺置机理一致，提高裂缝支撑剂铺置模拟实验的适用性和精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置的缝网组件的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是本发明实施例一提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置的缝间干扰移动前立方体构件内部结构示意图；

图5是本发明实施例一提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置的缝间干扰移动后立方体构件内部结构示意图；

图6是本发明实施例一提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置的缝间干扰移动后立方体构件结构示意图；

图7是本发明实施例一提供的配置有气液缓冲器的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置的结构示意图；

图8是本发明实施例二提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验方法的流程图。

附图标记说明：

10-混砂浆体配制组件； 20-缝网组件； 30-检测组件；

40-气液缓冲器； 11-支撑剂储存罐； 12-压裂液储存罐；

13-注入泵； 14-混砂罐； 15-流量调节阀；

21-模拟井筒； 22-中空箱体； 23-缝网组块；

24-主缝； 25-分支缝； 211-出浆孔；

231-直缝构件组； 232-斜缝构件组； 233-不规则缝构件组；

2311-立方体构件； 2321-直三棱柱构件； 2331-形状不规则构件；

2311a-第一侧壁； 2311b-第二侧壁； 2311c-连动杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例一提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置结构示意图，图2是本发明实施例一提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置的缝网组件的结构示意图，图3是图2的俯视图。

如图1至图3所示，本发明实施例一提供一种裂缝支撑剂铺置模拟实验装置，用于裂缝支撑剂铺置模拟实验，包括混砂浆体配制组件10、缝网组件20以及检测组件30。

混砂浆体配制组件10包括支撑剂储存罐11、压裂液储存罐12、注入泵13和混砂罐14，支撑剂储存罐11和压裂液储存罐12的出口均与混砂罐14的入口连通，用于将支撑剂储存罐11内的支撑剂和压裂液储存罐12内的压裂液输送至混砂罐14内混合形成混砂浆体。

需要说明的是，在支撑剂铺置过程中，支撑剂和压裂液混合后同时注入裂缝中，支撑剂是由压裂液携带至裂缝各个角落，继而支撑剂支撑裂缝使其保持张开状态，从而保证油气能顺利从支撑剂与支撑剂之间的缝隙中源源不断的流出。其中支撑剂与压裂液之间的配比会影响支撑剂的铺置效果以及裂缝的支撑效果。因此，可根据实验需求量取不同质量的支撑剂和压裂液，分别置入支撑剂储存罐11和压裂液储存罐12，支撑剂储存罐11和压裂液储存罐12的出口均与混砂罐14的入口连通，支撑剂和压裂液同时流入混砂罐14，在混砂罐14中进行搅拌混合，形成混砂浆体。在支撑剂储存罐11和压裂液储存罐12与混砂罐14连通的管路上还可设置用于调节流速的阀体，分别调节进入混砂罐14的支撑剂和压裂液，防止流速过大，造成混合不均匀的问题。

混砂罐14的出口通过注入泵13与缝网组件20连通，用于将混砂浆体注入缝网组件20中。

需要说明的是，混砂罐14中的混砂浆体是通过注入泵13注入缝网组件20中的，注入泵13可为混砂浆体提供流动的动能，保证混砂浆体能流通至裂缝的各个角落。

缝网组件20包括竖直放置的模拟井筒21、中空箱体22以及多个与中空箱体22等高的缝网组块23，模拟井筒21上开设有用于流出混砂浆体的出浆孔211，缝网组块23均固定在中空箱体22内部，缝网组块23与中空箱体22内壁贴紧，且在相邻的缝网组块23之间具有间隔，以形成可灌入混砂浆体的裂缝，裂缝包括一条与出浆孔211连通的主缝24和至少一条与主缝24连通的分支缝25。

需要说明的是，在实际支撑剂铺置过程中，是通过油气采集井筒将其混砂浆体注入，继而由油气采集井筒上的孔道流入至地层的人工裂缝和天然裂缝中。本发明实施例一提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置根据实际生产情况，在缝网组件20中设置竖直放置的模拟井筒21，用于模拟实际的油气采集井筒，在模拟井筒21上开设有用于流出混砂浆体的出浆孔211。需要指出的是，如图2所示，模拟井筒21上的出浆孔211有多个，分别开设在模拟井筒21的不同深度的位置，用于研究出浆孔211的深度对支撑剂铺置结果的影响。

并且缝网组件20中还设有中空箱体22和多个与中空箱体22等高的缝网组块23，缝网组块23固定在中空箱体22的内部。固定的方式可有多种，但是最优选取可拆卸的连接方式，可以保证缝网组件20的多次重复使用，例如粘贴连接或螺栓连接。其中以螺栓连接为例，分别在缝网组块23侧壁和中空箱体22侧壁开设相互匹配的螺孔，后由螺栓将缝网组块23固定在中空箱体22侧壁。缝网组块23与中空箱体22内壁贴紧，且在相邻的缝网组块23之间具有间隔，以形成可灌入混砂浆体的裂缝，裂缝包括一条与出浆孔211连通的主缝24和至少一条与主缝24连通的分支缝25。需要指出的是，如图3所示，在本发明实施例一中仅包含一条主缝24和多条分支缝25，但是在实际生产中，可包括多条主缝24和与之连通的分支缝25。因此，在此实施例基础上，还可进一步设置于主缝24连通的其余裂缝，从而形成复杂的缝网形态以模拟实际生产中的缝网结构，并不局限于本实施例的缝网形态。

检测组件30包括压力检测装置和流量检测装置，压力检测装置安装在主缝24与分支缝25的连通处，用于检测主缝24与分支缝25的连通处的压力值，流量检测装置安装在主缝24的入口处，用于检测进入主缝24的混砂浆体的流量值。

需要说明的是，在主缝24与分支缝25的各连通处均安装有压力检测装置，用于检测主缝24与分支缝25的连通处的压力值。在主缝24入口处安装流量检测装置，用于检测进入主缝24的混砂浆体的流量值。据此研究流量对支撑剂铺置结果的影响，而主缝24与分支缝25连通处的压力值可以表征支撑剂进入分支缝25的铺置填充效果。

具体的，中空箱体22和缝网组块23分别为透明中空箱体22和透明缝网组块23。

需要说明的是，在此实施例一中，中空箱体22和缝网组块23分别为透明中空箱体22和透明缝网组块23，选用透明的材料制作中空箱体22和缝网组块23，例如玻璃或聚苯乙烯类的结晶度较小的高分子类材料。透明材质的中空箱体22和缝网组块23可以保证直观清晰的观察混砂浆体在缝网组件20中的流动过程和支撑剂铺置后的形态，分析实验过程的各种实验变量，例如缝间宽度、裂缝迂曲度、裂缝内壁粗糙度和缝间干扰等对支撑剂铺置效果的影响。

进一步地，主缝24的缝口延伸方向与中空箱体22的长度方向平行，缝网组块23包括至少一组构件组，每个构件组内均包括至少一个构件，构件组包括直缝构件组231、斜缝构件组232和不规则缝构件组233。

其中，直缝构件组231包括两个立方体构件2311，两个立方体构件2311的相对的面相互平行且间隔设置，以形成与主缝24垂直的分支缝25。

需要说明的是，在本发明的实施例一中，裂缝是通过相邻的缝网组块23形成的，缝网组块23包括至少一组构件组，每个构件组内均包括至少一个构件，构件组包括直缝构件组231、斜缝构件组232和不规则缝构件组233，分别用以形成分支缝25中的直缝、斜缝和不规则缝。

其中，直缝是通过两个立方体构件2311的相对两个面间隔且平行设置而得到的，该直缝与主缝24垂直。进一步地，还可通过调节立方体构件2311的在主缝24缝口延伸方向的长度，从而调节主缝24与直缝连通处的位置。

斜缝构件组232包括两个直三棱柱构件2321，两个直三棱柱构件2321的斜面相对且间隔设置，以形成与主缝24之间形成倾斜夹角的分支缝25。

需要说明的是，斜缝由两个直三棱柱构件2321的斜面相对且间隔设置得到的，该斜缝与主缝24形成倾斜的夹角，并且夹角的不同角度可通过调节直三棱柱的斜面的倾斜角度实现。优选的，两个直三棱柱斜面相对于主缝24缝口延伸方向的倾斜角度相同，保证形成裂缝宽度均匀的斜缝。进一步地，直三棱柱的直角边所在侧面还可以与立方体构件2311的侧面相对间隔设置，从而形成直缝，因此可根据实际需要灵活固定这两种形状的构件以形成不同形态的分支缝25。

不规则缝构件组包括两个形状不规则构件2331，两个形状不规则构件2331共同拼合成立方体，两个形状不规则构件2331的相对的两个面为相互匹配的折面，两个形状不规则构件2331的折面间隔设置，以在两个形状不规则构件2331之间形成与主缝24连通的分支缝25。

需要说明的是，不规则缝是由两个形状不规则构件2331拼合形成，拼合后形成立方体。在两个形状不规则构件2331的相对面为相互匹配的折面，两者间隔设置形成与主缝24连通的分支缝25。该不规则缝主要是模拟具有迂曲度的裂缝，并且进一步研究裂缝迂曲度对支撑剂铺置效果的影响。

特别的，立方体构件2311的相对设置且未形成主缝24的两个侧壁可相对在水平方向上的另两个侧壁在沿两个侧壁连线的方向产生同步滑动，以在两个侧壁中的一个受到混砂浆体的压力时，推动两个侧壁中的另一个沿两个侧壁连线方向同步移动。

图4是本发明实施例一提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置的缝间干扰移动前立方体构件内部结构示意图，图5是本发明实施例一提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置的缝间干扰移动后立方体构件内部结构示意图，图6是本发明实施例一提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置的缝间干扰移动后立方体构件结构示意图。参照附图的图4-图6所示，立方体构件2311中相对设置且未形成主缝24的两个侧壁可相对在水平方向上的另两个侧壁在沿两个侧壁连线的方向产生同步滑动，即第一侧壁2311a及与第一侧壁2311a正对的侧壁相对于第一侧壁2311b及与第一侧壁2311b正对的侧壁产生同步滑动，滑动的方向是第一侧壁2311a和与第一侧壁2311a正对的侧壁之间的连线方向。产生滑动的方式可以有多种，例如本实施例中第一侧壁2311a与第一侧壁2311a正对的侧壁之间固定有连动杆2311c，在与第一侧壁2311a接触的分支缝25中填充混砂浆体后，第一侧壁2311a受到混砂浆体的压力后，向压力施加方向运动。运动前的立方体构件2311的内部结构如图4所示。在运动过程中，受连动杆2311c的带动，与第一侧壁2311a正对的侧壁随之向相同方向运动。从而形成如图5和图6的立方体构件2311结构，与第一侧壁2311a正对的侧壁相对于立方体构件2311整体向外部凸起一部分，该凸起部位可进一步影响与之接触的分支缝25中混砂浆体的流动，从而影响此处支撑剂的铺置，因此与第一侧壁2311a接触的分支缝25中支撑剂的铺置会间接影响与第一侧壁2311a正对的侧壁的分支缝25中支撑剂的铺置。反之，若与第一侧壁2311a正对的侧壁受到混砂浆体的挤压后，也会带动连动杆2311c和第一侧壁2311a移动。上述的连动过程可模拟实际生产中缝间干扰的过程，据此研究缝间干扰对支撑剂铺置结果的影响。

具体的，缝网组件20与裂缝接触的表面均粘贴外表面为粗糙面的贴纸。

需要说明的是，在实际的岩层中，裂缝的壁面具有一定的粗糙度。因此在本发明实施例一中，可通过在缝网组件20与裂缝接触的表面粘贴外表面为粗糙面的贴纸，从而模拟实际岩层的粗糙度。进一步地，还可根据实际需要选用不同粗糙度的特征，增加模拟实验与实际岩层的相似度。

具体的，缝网组块23具有中空腔体，缝网组块23的形成裂缝的侧壁上还开设有多个孔眼，多个孔眼与中空腔体连通，用于使裂缝中的混砂浆体中的压裂液流入中空腔体中。

需要说明的是，在实际岩层中，由于岩层的致密度不同，会在其中存在微小缝隙或孔洞，使得混砂浆体中的压裂液渗入岩层中形成滤失。因此，在本发明实施例一中，可通过在缝网组块23的形成裂缝的侧壁上开设多个孔眼，并在其内部开设与孔眼连通的中空腔体，使得压裂液可通过该孔眼流入中空腔体中，模拟实际生产中的滤失过程。进一步地，孔眼的孔径及开孔形状可设置为不同，增加模式实验与实际岩层的相似度。

特别的，注入泵13与缝网组件20之间还设有流量调节阀15，用于调节进入缝网组件20的混砂浆体的流量。

需要说明的是，混砂浆体进入缝网组件20的流量值会对支撑剂铺置产生一定影响，若流量过大，会造成滤失量增加，不利于支撑剂均匀铺置；而若流量过小，支撑剂无法充足的填充至各分支缝25中，也会同样造成支撑剂铺置不均匀。因此可在注入泵13与缝网组件20连通的管路上设置流量调节阀15，通过调节混砂浆体的流量值，实现支撑剂的均匀铺置。

进一步地，还包括控制装置，控制装置与流量调节阀15电连接，用于控制流量调节阀15的开关。

控制装置分别与流量检测装置和压力检测装置电连接，用于接收流量检测装置检测的流量值和压力检测装置检测的压力值，并根据流量值和压力值绘制流量-压力变化曲线图。

需要说明的是，在本发明实施例一中还设置有控制装置，控制装置分别与流量调节阀15、流量检测装置和压力检测装置电连接，从而控制流量调节阀的开关，实现该模拟实验装置的智能化操控。进一步接收流量检测装置检测的流量值和压力检测装置检测的压力值，存储实验数据值，并根据实验数据值绘制流量-压力变化曲线图，实时分析实验结果。

进一步地，在本实施例中还可设置高速摄像记录仪记录支撑剂铺置的实施形态。

进一步地，中空箱体22外部围设有用于紧固中空箱体22外壁的网状边框。

需要说明的是，为防止混砂浆体进入缝网组件20的流量值过大，造成中空箱体22和缝网组件20受压变形对支撑剂铺置产生影响，在中空箱体22外部围设用于紧固中空箱体22外壁的网状边框，用于增加中空箱体22的支撑强度。

特别的，参照图7所示，在本发明实施例一中还包括气液缓冲器40，该气液缓冲器40主要包括柱塞、缸体、气室、活塞和液室，其中液室通过管道与注入泵13的出口连通，气室与主缝24的出口处连通，当注入泵13的注入混砂浆体压力过大时，一部分压裂液进入液室，推动缸体内的柱塞向气室移动，气室内气体压力增加，气体通过管道被压入主缝24中。但当注入泵13压力过大时，活塞会在气体压力作用下复位，向液室方向移动，从而实现气液平衡，因此也会在主缝24与气液缓冲器40之间形成了一条气液平衡通道，用以防止进入缝网组件20的混砂浆体的压力值过大，造成支撑剂铺置不均匀的问题。

本发明实施例一提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置，通过缝网组块23中不同形状的构件模拟各种形态的复杂缝网形态，通过在构件的侧壁之间设置连动杆2311c模拟实际裂缝的缝间干扰过程，通过调节各缝网组块23之间的距离从而调节缝间宽度，通过具有不同形状的缝网组块23模拟真实裂缝迂曲度，通过在缝网组块23接触裂缝的外侧壁粘贴粗糙贴纸模拟真实裂缝内壁粗糙度，以及通过调节注入泵13的排量，从而研究其对支撑剂在裂缝中铺置结果的影响，确保模拟实验与真实裂缝支撑剂铺置机理一致，提高裂缝支撑剂铺置模拟实验的适用性和精确性。

图8是本发明实施例二提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验方法的流程图，如图8所示，本发明实施例二提供一种裂缝支撑剂铺置模拟实验方法，应用于上述的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置中，包括：

步骤S1：将缝网组件20中的多个缝网组块23固定在中空箱体22内，以在中空箱体22内部形成裂缝，裂缝包括一条主缝24和至少一条与主缝24连通的分支缝25；主缝24与缝网组件20中模拟井筒21的出浆孔211连通；

步骤S2：将支撑剂和压裂液均匀混合形成的混砂浆体注入缝网组件20的模拟井筒21，并使混砂浆体由模拟井筒21的出浆孔211流出至裂缝中；

步骤S3：检测混砂浆体流入至主缝24的流量值和主缝24与各分支缝25连通处的压力值，并根据压力值和流量值确定流量-压力变化曲线图。

需要说明的是，本发明实施例二提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验方法，首先，利用缝网组件20中不同形状的构件组在中空箱体22内部拼合形成一条主缝24和至少一条与主缝24连通的分支缝25，其中可通过直缝构件组231、斜缝构件组232和不规则缝构件组233形成分支缝25中的直缝、斜缝和形状不规则缝。

利用混砂罐14将支撑剂和压裂液混合均匀形成混砂浆体，通过注入泵13将混砂浆体注入缝网组件20中，通过缝网组件20中模拟井筒21的出浆孔211流入至主缝24以及与主缝24连通的各分支缝25中。

通过设置在注入泵13与缝网组件20之间的流量检测装置检测进入缝网组件20的混砂浆体的流量值，通过设置在主缝24与分支缝25连通处的压力检测装置检测检测各分支缝25入口处的压力值，从而确定流量值与压力值之间的系，绘制流量-压力变化曲线图，分析其对支撑剂铺置的效果的影响。

本发明实施例二提供的裂缝支撑剂铺置模拟实验方法，通过缝网组块23中不同形状的构件模拟各种形态的复杂缝网形态，通过在构件的侧壁之间设置连动杆2311c模拟实际裂缝的缝间干扰过程，通过调节各缝网组块23之间的距离从而调节缝间宽度，通过具有不同形状的缝网组块23模拟真实裂缝迂曲度，通过在缝网组块23接触裂缝的外侧壁粘贴粗糙贴纸模拟真实裂缝内壁粗糙度，以及通过调节注入泵13的排量，从而研究其对支撑剂在裂缝中铺置结果的影响，确保模拟实验与真实裂缝支撑剂铺置机理一致，提高裂缝支撑剂铺置模拟实验的适用性和精确性。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种裂缝支撑剂铺置模拟实验装置，用于裂缝支撑剂铺置模拟实验，其特征在于，包括混砂浆体配制组件、缝网组件以及检测组件；

所述混砂浆体配制组件包括支撑剂储存罐、压裂液储存罐、注入泵和混砂罐，所述支撑剂储存罐和所述压裂液储存罐的出口均与所述混砂罐的入口连通，用于将所述支撑剂储存罐内的支撑剂和所述压裂液储存罐内的压裂液输送至所述混砂罐内混合形成混砂浆体；

所述混砂罐的出口通过所述注入泵与所述缝网组件连通，用于将所述混砂浆体注入所述缝网组件中；

所述缝网组件包括竖直放置的模拟井筒、中空箱体以及多个与所述中空箱体等高的缝网组块，所述模拟井筒上开设有用于流出所述混砂浆体的出浆孔，所述缝网组块均固定在所述中空箱体内部，所述缝网组块与所述中空箱体内壁贴紧，且在相邻的所述缝网组块之间具有间隔，以形成可灌入所述混砂浆体的裂缝，所述裂缝包括一条与所述出浆孔连通的主缝和至少一条与所述主缝连通的分支缝；

所述检测组件包括压力检测装置和流量检测装置，所述压力检测装置安装在所述主缝与所述分支缝的连通处，用于检测所述主缝与所述分支缝的连通处的压力值，所述流量检测装置安装在所述主缝的入口处，用于检测进入所述主缝的所述混砂浆体的流量值；

所述主缝的缝口延伸方向与所述中空箱体的长度方向平行，所述缝网组块包括至少一组构件组，每个所述构件组内均包括至少一个构件，所述构件组包括直缝构件组、斜缝构件组和不规则缝构件组；

其中，所述直缝构件组包括两个立方体构件，两个所述立方体构件的相对的面相互平行且间隔设置，以形成与所述主缝垂直的分支缝；

所述斜缝构件组包括两个直三棱柱构件，两个所述直三棱柱构件的斜面相对且间隔设置，以形成与所述主缝之间形成倾斜夹角的分支缝；

所述不规则缝构件组包括两个形状不规则构件，两个所述形状不规则构件共同拼合成立方体，两个所述形状不规则构件的相对的两个面为相互匹配的折面，两个所述形状不规则构件的折面间隔设置，以在两个所述形状不规则构件之间形成与主缝连通的分支缝；

所述裂缝支撑剂铺置模拟实验装置还包括气液缓冲器，所述气液缓冲器与所述主缝的出口连通，用于实现所述主缝中气液平衡。

2.根据权利要求1所述的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置，其特征在于，所述中空箱体和所述缝网组块分别为透明中空箱体和透明缝网组块。

3.根据权利要求1所述的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置，其特征在于，所述立方体构件的相对设置且未形成所述主缝的两个侧壁可相对在水平方向上的另两个侧壁在沿所述两个侧壁连线的方向产生同步滑动，以在所述两个侧壁中的一个受到所述混砂浆体的压力时，推动所述两个侧壁中的另一个沿所述两个侧壁连线方向同步移动。

4.根据权利要求1-3任一项所述的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置，其特征在于，所述缝网组件与所述裂缝接触的表面均粘贴外表面为粗糙面的贴纸。

5.根据权利要求4所述的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置，其特征在于，所述缝网组块具有中空腔体，所述缝网组块的形成所述裂缝的侧壁上还开设有多个孔眼，所述多个所述孔眼与所述中空腔体连通，用于使所述裂缝中的所述混砂浆体中的所述压裂液流入所述中空腔体中。

6.根据权利要求4所述的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置，其特征在于，所述注入泵与所述缝网组件之间还设有流量调节阀，用于调节进入所述缝网组件的所述混砂浆体的流量。

7.根据权利要求6所述的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置与所述流量调节阀电连接，用于控制所述流量调节阀的开关；

所述控制装置分别与所述流量检测装置和所述压力检测装置电连接，用于接收所述流量检测装置检测的所述流量值和所述压力检测装置检测的所述压力值，并根据所述流量值和所述压力值绘制流量-压力变化曲线图。

8.根据权利要求7所述的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置，其特征在于，所述中空箱体外部围设有用于紧固所述中空箱体外壁的网状边框。

9.一种裂缝支撑剂铺置模拟实验方法，应用于如权利要求1-8中任一项所述的裂缝支撑剂铺置模拟实验装置中，其特征在于，包括：

步骤S1：将缝网组件中的多个缝网组块固定在中空箱体内，以在所述中空箱体内部形成裂缝，所述裂缝包括一条主缝和至少一条与所述主缝连通的分支缝；所述主缝与所述缝网组件中模拟井筒的出浆孔连通；

步骤S2：将支撑剂和压裂液均匀混合形成的混砂浆体注入所述缝网组件的所述模拟井筒，并使所述混砂浆体由所述模拟井筒的所述出浆孔流出至裂缝中；

步骤S3：检测所述混砂浆体流入至所述主缝的流量值和所述主缝与各所述分支缝连通处的压力值，并根据所述压力值和所述流量值确定流量-压力变化曲线图。