CN107228800A - 一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法 - Google Patents

一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107228800A
CN107228800A CN201710391622.5A CN201710391622A CN107228800A CN 107228800 A CN107228800 A CN 107228800A CN 201710391622 A CN201710391622 A CN 201710391622A CN 107228800 A CN107228800 A CN 107228800A
Authority
CN
China
Prior art keywords
test specimen
hydraulic fracture
slit width
fiber grating
dynamic monitoring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710391622.5A
Other languages
English (en)
Inventor
张广清
林莹
杨潇
王元元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Petroleum Beijing
Original Assignee
China University of Petroleum Beijing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum Beijing filed Critical China University of Petroleum Beijing
Priority to CN201710391622.5A priority Critical patent/CN107228800A/zh
Publication of CN107228800A publication Critical patent/CN107228800A/zh
Priority to US15/989,712 priority patent/US10578530B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • G01N3/12—Pressure testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/003—Generation of the force
    • G01N2203/0042—Pneumatic or hydraulic means
    • G01N2203/0048—Hydraulic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
    • G01N2203/0062—Crack or flaws
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
    • G01N2203/0067—Fracture or rupture
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/025—Geometry of the test
    • G01N2203/0256—Triaxial, i.e. the forces being applied along three normal axes of the specimen
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0298—Manufacturing or preparing specimens
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/0641—Indicating or recording means; Sensing means using optical, X-ray, ultraviolet, infrared or similar detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明提出一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，包括以下步骤：制备试件：拼装预制模具，并将光纤光栅固定在预制模具内，随后，在预制模具内安装模拟井筒，将搅拌好的水泥砂浆倒入预制模具中，待水泥砂浆凝固形成试件；安装试件：将试件安装到真三轴水力压裂模拟装置的围压腔内，在真三轴水力压裂模拟装置上连接好注液管线，将光纤光栅连接到调制解调器上，调制解调器与计算机连接；水力裂缝缝宽监测测试:通过注液管线向真三轴水力压裂模拟装置的围压腔内注液以对试件施加三向围压，并对模拟井筒注液，并开启光纤光栅及调制解调器动态监测试件内的水力裂缝缝宽；待试件内部的水力裂缝到达试件的外表面时，结束测试。

Description

一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法
技术领域
本发明属于水力压裂模拟试验技术领域，特别是涉及一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法。
背景技术
随着页岩气、煤层气等非常规油气藏的大规模开发，有必要对复杂应力条件和地质条件下的水力裂缝延伸机理进行基础研究，为现场压裂提供有力的技术支撑和保障。目前，现场水力裂缝的实际形态不可能直接观察到，只能通过测井、微形变和微地震等地球物理测试手段，或者是在实验室通过真三轴水力压裂模拟装置等方式，间接获得裂缝信息，如裂缝方位、长度、高度和规模等，不能实时监测水力裂缝缝宽，从而难以准确了解现场水力压裂裂缝延伸机理及裂缝扩展时相互影响的情况。
有鉴于此，本发明人根据从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，以期解决现有技术存在的问题。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，能够在室内实验室条件下实现对水力裂缝缝宽进行实时动态监测，为水力压裂理论研究和论证提供一种重要的监测手段。
为此，本发明提出一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，该实验方法包括以下步骤：
a)制备试件：拼装预制模具，并将光纤光栅固定在预制模具内，随后，在预制模具内安装模拟井筒，将搅拌好的水泥砂浆倒入预制模具中，待水泥砂浆凝固形成试件后，拆除预制模具并对所述试件进行养护；
b)安装试件：将所述试件安装到真三轴水力压裂模拟装置的围压腔内，在所述真三轴水力压裂模拟装置上连接好注液管线，将所述光纤光栅连接到调制解调器上，所述调制解调器与计算机连接，以测试所述光纤光栅的完整性以及数据的可记录性；
c)水力裂缝缝宽监测测试:通过所述注液管线向所述真三轴水力压裂模拟装置的围压腔内注液以对所述试件施加三向围压，并对所述模拟井筒注液，并开启所述光纤光栅及调制解调器动态监测所述试件内的水力裂缝缝宽；
d)剖切试件：待试件内部的水力裂缝到达试件的外表面时，结束测试，卸载三向围压并拆卸注液管线，将试件从真三轴水力压裂模拟装置中取出，对所述试件进行剖切，观察裂缝形态。
如上所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其中，在步骤a)中，所述水泥砂浆是使用重量比为1:1的水泥及石英砂，加水搅拌均匀而成。
如上所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其中，所述调制解调器采用的光源为激光广谱光源，以保证光源的辐射稳定。
如上所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其中，在步骤a)中，所述光纤光栅的中间段垂直于所述模拟井筒。
如上所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其中，在步骤a)中，所述光纤光栅的两端分别以与其中间段呈大于90度的弯曲弧度穿出所述预制模具。
如上所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其中，在步骤c)中，在对所述试件沿三个方向施加三向围压过程中，沿着所述光纤光栅的中间段的长度方向对试件施加最小主应力，在与所述中间段垂直的另外两个方向分别施加中间主应力及最大主应力，在压裂测试时，使所述试件内部的水力裂缝沿垂直于所述光纤光栅的中间段的方向扩展，其中，最小主应力、中间主应力及最大主应力依次增大。
如上所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其中，在步骤c)中，在对所述试件施加三向围压时，在三个方向上以相同的增压速率同步施加压力；当其中一个方向上的压力达到设定值时维持恒定，其它两个方向继续施加压力；当三个方向的围压均达到设定值时，维持压力直至测试结束。
如上所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其中，所述预制模具由一底板、一前端板、一后端板及两侧板围合而成，两所述侧板上分别开设有一穿孔，在两所述穿孔间固定一沿水平方向放置的铁丝，将所述光纤光栅的中间段固定在铁丝上。
如上所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其中，所述模拟井筒的前端固定于所述前端板上，其后端朝向所述后端板，所述光纤光栅的中间段与所述模拟井筒呈相互垂直放置。
如上所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其中，所述模拟井筒前端的入液口与所述前端板上的进液孔相连通，其后端的出液口处设置有预制裂缝。
与现有技术相比，本发明利用光纤光栅、调制解调器以及真三轴水力压裂模拟装置，能够在水力压裂模拟实验过程中对水力裂缝缝宽进行实时动态监测，根据实验结果建立水力裂缝延伸机理的模型，可以为压裂理论的研究和论证提供一种重要的监测手段，所得到的研究结果可为现场压裂提供有力的技术支撑和保障。
本发明提供的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，流程简单，操作方便，适用于实验室的实验要求。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1为本发明的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的工作步骤图。
图2为本发明中预制模具与光纤光栅的连接示意图。
图3为本发明中试件的主视图。
图4为沿图3中A-A线的剖视图。
图5为沿图3中B-B线的剖视图。
主要元件标号说明：
1 预制模具 11 底板
12 前端板 121 进液孔
13 后端板 14 侧板
15 铁丝
2 光纤光栅 3 模拟井筒
31 预制裂缝 4 试件
具体实施方式
本发明提出一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，该实验方法包括以下步骤：a)制备试件：拼装预制模具，并将光纤光栅固定在预制模具内，随后，在预制模具内安装模拟井筒，将搅拌好的水泥砂浆倒入预制模具中，待水泥砂浆凝固形成试件后，拆除预制模具并对所述试件进行养护；b)安装试件：将所述试件安装到真三轴水力压裂模拟装置的围压腔内，在所述真三轴水力压裂模拟装置上连接好注液管线，将所述光纤光栅连接到调制解调器上，所述调制解调器与计算机连接，以测试所述光纤光栅的完整性以及数据的可记录性；c)水力裂缝缝宽监测测试:通过所述注液管线向所述真三轴水力压裂模拟装置的围压腔内注液以对所述试件施加三向围压，并对所述模拟井筒注液，并开启所述光纤光栅及调制解调器动态监测所述试件内的水力裂缝缝宽；d)待试件内部的水力裂缝到达试件的外表面时，结束测试，卸载三向围压并拆卸注液管线，将试件从真三轴水力压裂模拟装置中取出，对所述试件进行剖切，观察裂缝形态。
本发明的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，能够在室内实验室条件下实现对水力裂缝缝宽进行实时动态监测，为水力压裂理论研究和论证提供一种重要的监测手段。
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下结合附图及较佳实施例，对本发明提出的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法的具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。另外，通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
图1为本发明的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的工作步骤图。图3为本发明中试件的主视图。图4为沿图3中A-A线的剖视图。图5为沿图3中B-B线的剖视图。
如图1所示，本发明提出的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，该实验方法包括以下步骤：
a)制备试件：拼装预制模具，并将光纤光栅固定在预制模具内，随后，在预制模具内安装模拟井筒，将搅拌好的水泥砂浆倒入预制模具中，待水泥砂浆凝固形成试件后，拆除预制模具并对所述试件进行养护；
b)安装试件：将所述试件安装到真三轴水力压裂模拟装置的围压腔内，在所述真三轴水力压裂模拟装置上连接好注液管线，将所述光纤光栅连接到调制解调器上，所述调制解调器与计算机连接，以测试所述光纤光栅的完整性以及数据的可记录性，其中，对于真三轴水力压裂模拟装置、调制解调器以及计算机，均为现有技术，对其组成结构及具体工作原理不再赘述；
c)水力裂缝缝宽监测测试:通过所述注液管线向所述真三轴水力压裂模拟装置的围压腔内注液以对所述试件施加三向围压，并对所述模拟井筒注液，并开启所述光纤光栅及调制解调器动态监测所述试件内的水力裂缝缝宽；
d)剖切试件：待试件内部的水力裂缝到达试件的外表面时，结束测试，卸载三向围压并拆卸注液管线，将试件从真三轴水力压裂模拟装置中取出，对所述试件进行剖切，观察裂缝形态。
在实际应用时，所述真三轴水力压裂模拟装置优选如中国公告号为CN203869957U公开的“大尺寸岩石三轴力学性质测试装置”，以对试件进行三向围压试验，其具体使用方法为公知技术，在此不做赘述；所述试件尺寸优选长X宽X高为300mmX300mmX300mm规格，当然，实际作业时不以此为限；在实验时，注液时优先为2％的红色胍胶溶液的压裂液，注液排量是8mL/min。
较佳地，在步骤a)中，所述水泥砂浆是使用重量比为1:1的水泥及石英砂，加水搅拌均匀而成。具体而言，使用比例1:1的水泥及石英砂混合，并加水搅拌均匀，再将搅拌好的水泥砂浆倒入预制模具中；当水泥砂浆达到预制模具顶部时，用抹泥板抹平待试件，优选在凝固1～2天后拆卸预制模具，将试件置于阴凉通风处养护二十八天，期间不断浇水，以使试件更符合设计强度。
其中，所述调制解调器采用的光源为激光广谱光源，以保证光源的辐射稳定。在实际工作时，所述调制解调器发射激光广谱光波，其通过监测光纤光栅是否返回光波能测试光纤光栅的完整性，以及通过测试光波是否在调制解调器监测范围内来测试数据的可记录性，所述调制解调器的具体使用方法为现有技术，在此不再赘述。较佳地，优选所述调制解调器为MOI Si155型调制解调器。
在步骤a)中，所述光纤光栅2的中间段(即光栅区)垂直于所述模拟井筒3(请一并参见图2)。
进一步地，在步骤a)中，所述光纤光栅的两端分别以与其中间段呈大于90度的弯曲弧度穿出所述预制模具。
在步骤c)中，在对所述试件沿三个方向施加三向围压过程中，沿着所述光纤光栅的中间段的长度方向对试件施加最小主应力，在与所述中间段垂直的另外两个方向分别施加中间主应力及最大主应力，在压裂测试时，使所述试件内部的水力裂缝沿垂直于所述光纤光栅的中间段的方向扩展，其中，最小主应力、中间主应力及最大主应力依次增大。其中，在图2所示中，该三向围压的方向选取，优选沿所述预制构件/试件的宽度方向、长度方向及高度方向进行；在上述三个压力中，优选沿光纤光栅中间段的长度方向施加的压力为最小主应力，其它两个压力分别为中间主应力及最大主应力，且三者的数值依次增大。
进一步地，在步骤c)中，在对所述试件施加三向围压时，在三个方向上以相同的增压速率同步施加压力(应力)；当其中一个方向上的压力达到设定值时维持恒定，其它两个方向继续施加压力；当三个方向的围压均达到设定值时，维持压力直至测试结束。
比如，在图示的结构中，在试件上需要施加的三向围压分别是9MPa、15MPa以及17MPa，其具体过程如下：在三个方向上从零开始以相同的增压速率同步施加压力，当沿着光纤光栅4的中间段的长度方向施加的压力为9MPa时，该方向压力维持稳定；沿模拟井筒方向继续增压至15MPa，该方向压力维持稳定；最后一个方向沿试件的高度方向继续加压至17MPa，当三个方向围压分别达到9MPa、15MPa、17MPa时，保持压力稳定到实验结束。
请一并参见图2，所述预制模具1由一底板11、一前端板12、一后端板13及两侧板14围合而成，两所述侧板14上分别开设有一穿孔(图中未标示)，在两所述穿孔141间固定一沿水平方向放置的铁丝15，将所述光纤光栅2的中间段固定在铁丝15上，使得铁丝15及光纤光栅2的中间段沿预制模具的宽度方向布设。其中，在固定所述光纤光栅2时，要避免过度拉伸或者弯曲，防止光纤光栅2因过度拉伸或者弯曲而失效。
较佳地，所述模拟井筒3的前端通过螺栓连接等方式固定于所述前端板12上，其后端朝向所述后端板13，所述光纤光栅2的中间段与所述模拟井筒3呈相互垂直放置。也即，在图示的结构中，所述模拟井筒3沿所述预制模具1的长度方向放置，而所述光纤光栅2沿所述预制模具1的宽度方向放置，以使其与所述预制模具1呈正交状态，并相互垂直。
其中，所述模拟井筒3前端的入液口与所述前端板12上的进液孔121相连通，其后端的出液口处设置有预制裂缝31，用于引导水力裂缝走向。在实际使用时，如图3至图5所示，优选是在所述模拟井筒3的出液口处固定两个硬质的半圆形塑料片32，进而形成预制裂缝，具体而言，向预制模具内倒入水泥砂浆前，可直接在所述模拟井筒3的后端的出液口处通过缝合等方式固定两个半圆形硬质塑料片，使塑料片32沿模拟井筒的轴向放置，浇筑水泥砂浆并凝固后，使两个半圆形硬质塑料片之间形成与所述模拟井筒3相连通的缝隙，从而预制形成所述裂缝。
本发明提供的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，流程简单，操作方便；利用光纤光栅、调制解调器以及真三轴水力压裂模拟装置，能够在水力压裂模拟实验过程中对水力裂缝缝宽进行实时动态监测，根据实验结果建立水力裂缝延伸机理的模型，可以为压裂理论的研究和论证提供一种重要的监测手段，所得到的研究结果可为现场压裂提供有力的技术支撑和保障。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，该实验方法包括以下步骤：
a)制备试件：拼装预制模具，并将光纤光栅固定在预制模具内，随后，在预制模具内安装模拟井筒，将搅拌好的水泥砂浆倒入预制模具中，待水泥砂浆凝固形成试件后，拆除预制模具并对所述试件进行养护；
b)安装试件：将所述试件安装到真三轴水力压裂模拟装置的围压腔内，在所述真三轴水力压裂模拟装置上连接好注液管线，将所述光纤光栅连接到调制解调器上，所述调制解调器与计算机连接，以测试所述光纤光栅的完整性以及数据的可记录性；
c)水力裂缝缝宽监测测试:通过所述注液管线向所述真三轴水力压裂模拟装置的围压腔内注液以对所述试件施加三向围压，并对所述模拟井筒注液，开启所述光纤光栅及调制解调器动态监测所述试件内的水力裂缝缝宽；
d)剖切试件：待试件内部的水力裂缝到达试件的外表面时，结束测试，卸载三向围压并拆卸注液管线，将所述试件从所述真三轴水力压裂模拟装置中取出，对所述试件进行剖切，观察其裂缝形态。
2.如权利要求1所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，在步骤a)中，所述水泥砂浆是使用重量比为1:1的水泥及石英砂，加水搅拌均匀而成。
3.如权利要求1所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，所述调制解调器采用的光源为激光广谱光源，以保证光源的辐射稳定。
4.如权利要求1所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，在步骤a)中，所述光纤光栅的中间段垂直于所述模拟井筒。
5.如权利要求4所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，在步骤a)中，所述光纤光栅的两端分别以与其中间段呈大于90度的弯曲弧度穿出所述预制模具。
6.如权利要求1所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，在步骤c)中，在对所述试件沿三个方向施加三向围压过程中，沿着所述光纤光栅的中间段的长度方向对试件施加最小主应力，在与所述中间段垂直的另外两个方向分别施加中间主应力及最大主应力，在压裂测试时，使所述试件内部的水力裂缝沿垂直于所述光纤光栅的中间段的方向扩展，其中，最小主应力、中间主应力及最大主应力依次增大。
7.如权利要求6所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，在步骤c)中，在对所述试件施加三向围压时，在三个方向上以相同的增压速率同步施加压力；当其中一个方向上的压力达到设定值时维持恒定，其它两个方向继续施加压力；当三个方向的围压均达到设定值时，维持压力直至测试结束。
8.如权利要求1或5所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，所述预制模具由一底板、一前端板、一后端板及两侧板围合而成，两所述侧板上分别开设有一穿孔，在两所述穿孔间固定一沿水平方向放置的铁丝，将所述光纤光栅的中间段固定在铁丝上。
9.如权利要求8所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，所述模拟井筒的前端固定于所述前端板上，其后端朝向所述后端板，所述光纤光栅的中间段与所述模拟井筒呈相互垂直放置。
10.如权利要求9所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，所述模拟井筒前端的入液口与所述前端板上的进液孔相连通，其后端的出液口处设置有预制裂缝。
CN201710391622.5A 2017-05-27 2017-05-27 一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法 Pending CN107228800A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710391622.5A CN107228800A (zh) 2017-05-27 2017-05-27 一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法
US15/989,712 US10578530B2 (en) 2017-05-27 2018-05-25 Experimental method for indoor real-time dynamic monitoring of hydraulic fracture width

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710391622.5A CN107228800A (zh) 2017-05-27 2017-05-27 一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107228800A true CN107228800A (zh) 2017-10-03

Family

ID=59934089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710391622.5A Pending CN107228800A (zh) 2017-05-27 2017-05-27 一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10578530B2 (zh)
CN (1) CN107228800A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108952698A (zh) * 2018-07-10 2018-12-07 中国石油大学(北京) 裂缝剪切滑移量测量方法
CN110331973A (zh) * 2019-07-16 2019-10-15 中国石油大学(华东) 一种基于分布式光纤声音监测和分布式光纤温度监测的水力压裂监测方法
CN113107467A (zh) * 2021-05-11 2021-07-13 西南石油大学 煤矿重叠区天然气井射孔压裂后二次固井水泥环完整性的测试系统及方法
CN113188471A (zh) * 2021-04-23 2021-07-30 中国石油大学(华东) 一种酸蚀裂缝非均匀刻蚀程度量化评价方法
CN113756782A (zh) * 2021-08-26 2021-12-07 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种水力裂缝缝宽分布实时动态监测方法

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109444024B (zh) * 2018-12-26 2024-01-30 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种模拟地连墙槽段接缝处裂缝渗漏检测的实验装置
CN109596178A (zh) * 2019-01-09 2019-04-09 中震（北京）工程检测股份有限公司 一种采用多种动态监测仪对砌体结构整体监测及其布置方法
CN109752247B (zh) * 2019-01-22 2024-03-01 北京交通大学 一种用于泥水劈裂试验排气的注浆装置及注浆方法
CN110320149B (zh) * 2019-08-02 2021-08-03 西南石油大学 一种流向可调式不规则岩样高压渗透装置及测试方法
CN111579353B (zh) * 2020-05-29 2022-10-14 贵州大学 一种集加载和注液于一体的水力堵头装置和试验方法
CN111795915B (zh) * 2020-06-29 2022-03-22 中国石油大学(北京) 粗糙水力裂缝内支撑剂参数的确定方法、装置和设备
CN111852430A (zh) * 2020-08-04 2020-10-30 东北石油大学 一种模拟多重注采井网注采关系的压裂造缝实验装置
CN111999224B (zh) * 2020-08-28 2023-09-29 陕西延长石油（集团）有限责任公司 一种压裂液动态悬砂性测试装置及方法
CN112127882B (zh) * 2020-11-02 2021-05-25 西南石油大学 一种裂缝性地层钻井液漏失动态裂缝宽度计算方法
CN112343575B (zh) * 2020-11-20 2021-07-13 西南石油大学 一种研究裂缝性地层封堵承压机制的模拟实验方法
CN112985982B (zh) * 2021-02-26 2021-11-16 中国矿业大学 一种适用于真三轴加载的电法监测装置及其使用方法
CN113338920A (zh) * 2021-06-16 2021-09-03 长江大学 一种可视化裂缝铺置砂形态智能模拟装置及模拟方法
CN113447484B (zh) * 2021-07-06 2022-08-19 中国石油大学(华东) 一种针对通道压裂支撑剂与纤维团块制备评价一体化的实验装置及方法
CN114198084A (zh) * 2021-08-17 2022-03-18 中国石油天然气集团有限公司 裂缝性地层堵漏模拟评价装置及评价方法
CN114199510B (zh) * 2021-12-06 2024-04-12 西南石油大学 一种一体式支撑剂平板输送实验装置及其制备方法
CN114354694B (zh) * 2021-12-14 2024-05-17 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种旱涝急转诱发粘土铺盖水力劈裂可视化装置及方法
CN114577614B (zh) * 2022-01-27 2023-12-08 长安大学 一种水力劈裂实验装置
CN114441315B (zh) * 2022-01-29 2024-04-26 清华大学 一种考虑水环境的混凝土坝结构面多轴加载方法
CN114776285B (zh) * 2022-04-26 2024-05-31 西南石油大学 大斜度井压裂充填裂缝、孔眼产能贡献评价装置
CN115032368B (zh) * 2022-06-07 2023-08-04 西南石油大学 一种压裂裂缝自支撑导流能力全过程评价方法
CN116241248A (zh) * 2023-04-25 2023-06-09 西南石油大学 真三轴水力压裂下天然裂缝状态动态监测方法及相关设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104154874A (zh) * 2014-08-13 2014-11-19 浙江大学宁波理工学院 基于光纤传感的钢筋混凝土锈胀开裂的监测装置及方法
CN105403161A (zh) * 2015-12-29 2016-03-16 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种利用光纤传感器检测混凝土结构裂缝宽度的方法
CN105547178A (zh) * 2016-01-26 2016-05-04 中国人民解放军理工大学 一种测量混凝土结构内部变形量的fbg传感器
CN106197342A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 广西交通科学研究院 基于应变感应的裂缝宽度变化动态监测装置
CN106321069A (zh) * 2016-10-31 2017-01-11 中国石油大学(北京) 一种室内模拟地层岩石延迟压裂的试验方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7380466B2 (en) * 2005-08-18 2008-06-03 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and method for determining mechanical properties of cement for a well bore
WO2009108929A2 (en) * 2008-02-28 2009-09-03 Geodynamics, Inc. An improved method for the development and quality control of flow-optimized shaped charges
FR2965925B1 (fr) * 2010-10-12 2015-06-19 Total Sa Mesure des proprietes d'echantillons de compositions durcissantes a pression elevee
US8794078B2 (en) * 2012-07-05 2014-08-05 Halliburton Energy Services, Inc. Cement testing
CN203869957U (zh) 2014-01-17 2014-10-08 中国石油大学(北京) 大尺寸岩石三轴力学性质测试装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104154874A (zh) * 2014-08-13 2014-11-19 浙江大学宁波理工学院 基于光纤传感的钢筋混凝土锈胀开裂的监测装置及方法
CN105403161A (zh) * 2015-12-29 2016-03-16 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种利用光纤传感器检测混凝土结构裂缝宽度的方法
CN105547178A (zh) * 2016-01-26 2016-05-04 中国人民解放军理工大学 一种测量混凝土结构内部变形量的fbg传感器
CN106197342A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 广西交通科学研究院 基于应变感应的裂缝宽度变化动态监测装置
CN106321069A (zh) * 2016-10-31 2017-01-11 中国石油大学(北京) 一种室内模拟地层岩石延迟压裂的试验方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108952698A (zh) * 2018-07-10 2018-12-07 中国石油大学(北京) 裂缝剪切滑移量测量方法
CN108952698B (zh) * 2018-07-10 2020-06-30 中国石油大学(北京) 裂缝剪切滑移量测量方法
CN110331973A (zh) * 2019-07-16 2019-10-15 中国石油大学(华东) 一种基于分布式光纤声音监测和分布式光纤温度监测的水力压裂监测方法
CN113188471A (zh) * 2021-04-23 2021-07-30 中国石油大学(华东) 一种酸蚀裂缝非均匀刻蚀程度量化评价方法
CN113107467A (zh) * 2021-05-11 2021-07-13 西南石油大学 煤矿重叠区天然气井射孔压裂后二次固井水泥环完整性的测试系统及方法
CN113756782A (zh) * 2021-08-26 2021-12-07 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种水力裂缝缝宽分布实时动态监测方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10578530B2 (en) 2020-03-03
US20180340873A1 (en) 2018-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107228800A (zh) 一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法
CN106706392B (zh) 一种大模型低渗微裂缝岩心的制作方法
CN108386179B (zh) 一种砂岩储层水力压裂支撑剂参数的优化方法
Li et al. Experimental of hydraulic fracture propagation using fixed-point multistage fracturing in a vertical well in tight sandstone reservoir
CN108386177B (zh) 一种三维多层多井压裂支撑裂缝实时监测实验系统与方法
Zhang et al. Hydraulic fracturing initiation and near-wellbore nonplanar propagation from horizontal perforated boreholes in tight formation
CN101968348B (zh) 对压裂裂缝进行可视化监测的方法
CN105134186A (zh) 页岩气水力压裂物理模拟试验系统
CN104963673B (zh) 模拟纤维转向剂暂堵水力裂缝的可视化实验装置
CN105952429A (zh) 陆相页岩气缝网压裂参数优选方法
CN107191169B (zh) 用于低产低效老油井的重复压裂方法
CN107907422A (zh) 一种含温控系统的大尺寸真三轴水力压裂实验机及其实验方法
CN108682270A (zh) 一种模拟支撑剂铺置的真三轴压裂模拟装置及其工作方法
CN208137925U (zh) 一种三维多层多井压裂支撑裂缝实时监测实验系统
CN108952698B (zh) 裂缝剪切滑移量测量方法
CN1908371A (zh) 注浆扩散测试装置
CN105181927B (zh) 多场耦合低渗煤层水力压裂模拟试验方法
CN107976520A (zh) 近井带暂堵室内模拟实验装置及方法
CN207351871U (zh) 一种注浆堵漏模拟试验装置
CN107589020A (zh) 一种基于应力路径的水力压裂试验方法
CN106198181A (zh) 一种水平井压裂物理模拟样品及其制作方法
CN107991188A (zh) 一种基于岩心残余应力水平预测水力裂缝复杂性的方法
Kim et al. Hydraulic fracture initiation from horizontal wellbores: laboratory experiments
CN104944903B (zh) 一种人造煤心、其制备方法及其应用
Palencia Yrausquin et al. Experimental study on sand control in unconsolidated sandstones by chemical injection and hydraulic fracturing

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171003