CN108979630A - 应变片式压力测试致密油渗吸实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，包括能装夹含致密油岩且能绕水平轴旋转的岩石夹持结构，自含致密油岩的一侧向内穿设水平的压裂管，压裂管的一端连接压裂液注入结构，压裂管上设置渗吸舱联动密闭结构，渗吸舱联动密闭结构上设有多个电阻应变片；岩石夹持结构的上方设置电位电阻渗吸测试结构；应变片式压力测试致密油渗吸实验装置还包括控制部，控制部能控制压裂液注入结构、渗吸舱联动密闭结构和电位电阻渗吸测试结构的工作状态。该装置能测试不同配方压裂液油水置换的效率和采油效果，且能分析渗吸过程中压力传播的速度和油水置换的前缘位置，对于优选评价不同配方压裂液焖井效果有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及油气开采技术领域，尤其涉及一种应变片式压力测试致密油渗吸实验装置。
背景技术
致密油资源国内外储量极为丰富。由于致密油藏的基质渗透率极低，目前国内外主流的依靠天然地层能量衰竭的开发方式，只能动用被人工裂缝网络所沟通裂缝的临近区域的原油，使得油藏的最终采收率最多只能达到3-10％。利用表面活性剂改变储层润湿性提高采收率早已被运用于常规的多裂缝型碳酸盐岩油藏的开发之中，以期在注水开采的过程中通过改变油藏的润湿性以促进基质的渗吸作用，从而将原油从基质置换到裂缝然后被水带出。由于水力压裂后的致密油藏具有类似的特点和开采需求，可以加强渗吸作用的表面活性剂体系也已被用于致密油藏的提高采收率研究之中。在水力压裂作业时，数以万方的压裂液以高排量被泵入地层，以创造人工体积裂缝网络而增大致密油藏的泄流面积，同时将表面活性剂以压裂液添加剂的方式注入储层提高基质油水置换的效果。如此大体量的压裂液注入地层，升高了地层的能量，并且通过渗吸作用，有助于油水两相的重新分布，可以消除压裂液在近裂缝面基质中的水锁伤害。所以现场往往通过压裂后的焖井操作，等待井下油水置换，提高了原油产量和产油效率。合理设计压裂液组分，促进压裂液在储层基质中的渗吸作用，从而增加其波及体积与原油的动用程度，使压裂作业消耗的机械能得以有效地转化为地层能量的补充，提高焖井作业中油水置换的效果。
室内实验如果能准确的模拟压裂液注入地层、焖井以及渗吸置换采油的过程，将对压裂液成分优选，焖井时间的确定以及渗吸的机理研究产生重要影响。但目前，针对致密储层置换采油的相关研究主要以实验室岩心为研究对象，如发明CN107101925A、发明CN104020098A为小尺度的岩心渗吸实验，该弊端很明显，油田现场不存在基质周围被水浸泡的场景，同时将岩心直接泡在水中，容易引起毛管力相抵，导致实验误差，另外，岩心渗吸实验，采出原油测量困难，渗吸前缘无法直观观察，也不能够模拟实际储层中带压渗吸的过程。利用核磁共振等技术的岩心驱替装置，如发明CN106908470A，可通过核磁技术实现岩心内流体的赋存和流动情况，但渗吸作用是沿着毛管力的方向发生的现象，而毛管力的方向又岩心内部微通道控制的，所以渗吸的方向可以是任意方向，而该发明使用胶套并加围压封锁住岩心柱体，只留下岩心端面，显然影响了渗吸的发生。综上，使用岩心来研究压裂、焖井、渗吸的一体化过程显然尺度过小，而通过大物模进行物理模拟，最大的问题在于无法计量渗吸置换的流体。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，该装置能测试不同配方压裂液油水置换的效率和采油效果，且能分析渗吸过程中压力传播的速度和油水置换的前缘位置，对于优选评价不同配方压裂液焖井效果有重要意义。
本发明的目的是这样实现的，一种应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，包括能装夹含致密油岩且能绕水平轴旋转的岩石夹持结构，自所述含致密油岩的一侧向内穿设水平的压裂管，所述压裂管的一端能开闭地连接压裂液注入结构，所述压裂管上设置能封隔所述压裂管的内腔的渗吸舱联动密闭结构，所述渗吸舱联动密闭结构上设有多个能监测压裂管内压力的电阻应变片；所述岩石夹持结构的上方设置能沿空间相互垂直的三个方向移动测试的电位电阻渗吸测试结构；所述应变片式压力测试致密油渗吸实验装置还包括控制部，所述控制部能控制压裂液注入结构、渗吸舱联动密闭结构和电位电阻渗吸测试结构的工作状态。
在本发明的一较佳实施方式中，所述渗吸舱联动密闭结构包括固定设置于所述岩石夹持结构上的推拉气缸，所述推拉气缸的一端固定连接有位于所述压裂管的外侧且与所述压裂管的轴向平行的推拉杆，所述推拉杆上沿轴向间隔连接有多个位于所述压裂管内且能摆动的旋转开闭板，所述旋转开闭板上沿所述压裂管的径向设置旋转轴，所述旋转轴的两端铰接于所述压裂管的侧壁上，所述旋转开闭板能旋转封隔所述压裂管的内腔构成多个封隔腔。
在本发明的一较佳实施方式中，各所述旋转开闭板上分别设置所述电阻应变片。
在本发明的一较佳实施方式中，所述旋转轴的一端密封转动穿过所述压裂管的侧壁后固定设置一摆动导环，所述摆动导环的内腔构成摆动滑槽，所述推拉杆上设置有多个能分别滑动套设于各所述摆动滑槽内的摆动连杆。
在本发明的一较佳实施方式中，所述推拉气缸的数量为2个，2个推拉气缸的一端通过一推拉横梁固定连接，所述推拉横梁的中部固定连接所述推拉杆。
在本发明的一较佳实施方式中，所述岩石夹持结构的上方设置悬架，所述悬架的顶部设置水平的顶板，设定所述顶板上与所述压裂管的轴向平行的方向为X向，所述顶板上与X向垂直的方向为Y向，所述顶板的底部设置有沿X向设置的第一导轨，所述顶板的底部还沿Y向设置的第二导轨，所述第一导轨和所述第二导轨呈十字交叉构成二维电动平台，所述电位电阻渗吸测试结构包括钻削测试主电机，所述钻削测试主电机的顶部能滑动地套设于所述导轨机构上，所述钻削测试主电机的底部连接能上下移动的钻头，所述钻头上设置电位电阻测量传感器。
在本发明的一较佳实施方式中，所述第一导轨包括沿X向设置的第一丝杠，所述第一丝杠的上方设置与所述顶板固定连接的第一导轨固定板，所述第一导轨固定板的两端分别设置向下延伸设置的第一立板和第二立板，所述第一丝杠的一端铰接于所述第一立板上，所述第一丝杠的另一端铰接穿设通过所述第二立板，所述第一丝杠的另一端固定连接能驱动所述第一丝杠绕中心轴旋转的第一导轨电机；
所述第二导轨包括沿Y向设置的第二丝杠，所述第二丝杠的上方设置第二导轨固定板，所述第二导轨固定板的两端分别设置向下延伸设置的第三立板和第四立板，所述第二丝杠的一端铰接于所述第三立板上，所述第二丝杠的另一端铰接穿设通过所述第四立板，所述第二丝杠的另一端固定连接能驱动所述第二丝杠绕中心轴旋转的第二导轨电机；
所述第二导轨固定板的顶部向上延伸设置螺母支块，所述螺母支块能移动地套设于所述第一丝杠上；所述钻削测试主电机的顶部向上延伸设置电机螺块，所述电机螺块能移动地套设于所述第二丝杠上。
在本发明的一较佳实施方式中，所述压裂液注入结构包括压裂液箱，所述压裂液箱通过第一进液管密封连通压裂泵，所述压裂管的另一端的侧壁上设置贯通的压裂液注入口，所述压裂泵通过第二进液管密封连通所述压裂液注入口，所述第二进液管上串接控制球阀；所述压裂管位于所述含致密油岩内的侧壁上贯通设置多个压裂透孔。
在本发明的一较佳实施方式中，所述岩石夹持结构包括两个能自侧壁装夹含致密油岩的装夹框，一装夹框通过第一连接轴铰接架设于第一支撑立板上，另一装夹框通过第二连接轴铰接架设于第二支撑立板上，所述第一连接轴和所述第二连接轴呈同轴设置；所述第一连接轴的一端铰接穿过所述第一支撑立板后与一旋转驱动电机连接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述第一支撑立板上设置第一透孔，所述第一支撑立板位于所述第一透孔处设置第一滚动轴承，所述第一连接轴通过所述第一滚动轴承铰接于所述第一支撑立板上；所述第二支撑立板上设置第二透孔，所述第二支撑立板位于所述第二透孔处设置第二滚动轴承，所述第二连接轴通过所述第二滚动轴承铰接于所述第二支撑立板上。
在本发明的一较佳实施方式中，所述旋转驱动电机的输出轴通过齿轮副结构与所述第一连接轴连接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述应变片式压力测试致密油渗吸实验装置包括试验台，所述试验台上支撑设置所述岩石夹持结构、所述压裂液注入结构、所述电位电阻渗吸测试结构和所述渗吸舱联动密闭结构。
由上所述，本发明提供的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置具有如下有益效果：
本发明的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置中，压裂管的内腔通过渗吸舱联动密闭结构封隔构成多个独立的压力渗吸空间，其内部的电阻应变片的变形随含致密油岩的渗吸过程中压力变化而变化，进而计算出渗入到含致密油岩中的压裂液体积；电位电阻渗吸测试结构测试含致密油岩中的油被置换时导电性能的变化，伴随着渗吸置换过程的进行，通过控制电位电阻渗吸测试结构实时监控整个岩石中渗吸扩展范围、渗吸裂纹长度及渗吸速率；本发明的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置是能够大尺度模拟渗吸现象，直观观察油水置换现象的实时动态模拟实验设备，该装置能测试不同配方压裂液油水置换的效率和采油效果，且能分析渗吸过程中压力传播的速度和油水置换的前缘位置，对于优选评价不同配方压裂液焖井效果有重要意义。
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：为本发明的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置的等轴左视图。
图2：为本发明的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置的等轴右视图。
图3：为本发明的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置的剖视图。
图4：为本发明的渗吸舱联动密闭结构及压裂管示意图。
图中：
100、应变片式压力测试致密油渗吸实验装置；
1、岩石夹持结构；
11、装夹框；12、第一连接轴；13、第一支撑立板；14、第二连接轴；15、第二支撑立板；16、旋转驱动电机；161、电机支撑板；17、第一滚动轴承；18、第二滚动轴承；
2、压裂管；
21、压裂透孔；
3、压裂液注入结构；
31、压裂液箱；32、压裂泵；33、控制球阀；
4、渗吸舱联动密闭结构；
41、推拉气缸；42、推拉杆；43、旋转开闭板；44、旋转轴；45、推拉横梁；46、摆动导环；47、摆动连杆；
5、电阻应变片；
6、电位电阻渗吸测试结构；
61、钻削测试主电机；611、钻削电机支架；62、钻头；63、电位电阻测量传感器；64、电机螺块；
7、悬架；
71、顶板；
72、支撑柱；
731、第一丝杠；732、第一导轨固定板；733、第一立板；734、第二立板；735、第一导轨电机；
741、第二丝杠；742、第二导轨固定板；743、第三立板；744、第四立板；745、第二导轨电机；746、螺母支块；
8、试验台；
9、含致密油岩；
91、中心孔；92、渗吸分隔环板。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1至图4所示，本发明提供一种应变片式压力测试致密油渗吸实验装置100，包括能装夹含致密油岩9且能绕水平轴旋转的岩石夹持结构1，含致密油岩9的横截面呈矩形设置；自含致密油岩9的一侧向内穿设水平的压裂管2，含致密油岩9上打设有水平设置的中心孔91，压裂管2穿设在中心孔91内；压裂管2的一端能开闭地连接压裂液注入结构3，压裂管2上设置能封隔压裂管2的内腔的渗吸舱联动密闭结构4，渗吸舱联动密闭结构4上设有多个能监测压裂管内压力的电阻应变片5；岩石夹持结构1的上方设置能沿空间相互垂直的三个方向移动测试的电位电阻渗吸测试结构6；应变片式压力测试致密油渗吸实验装置100还包括控制部，控制部能控制压裂液注入结构3、渗吸舱联动密闭结构4和电位电阻渗吸测试结构6的工作状态。
本发明的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置中，压裂管的内腔通过渗吸舱联动密闭结构封隔构成多个独立的压力渗吸空间，其内部的电阻应变片的变形随含致密油岩的渗吸过程中压力变化而变化，进而计算出渗入到含致密油岩中的压裂液体积；电位电阻渗吸测试结构测试含致密油岩中的油被置换时导电性能的变化，伴随着渗吸置换过程的进行，通过控制电位电阻渗吸测试结构实时监控整个岩石中渗吸扩展范围、渗吸裂纹长度及渗吸速率；本发明的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置是能够大尺度模拟渗吸现象，直观观察油水置换现象的实时动态模拟实验设备，该装置能测试不同配方压裂液油水置换的效率和采油效果，且能分析渗吸过程中压力传播的速度和油水置换的前缘位置，对于优选评价不同配方压裂液焖井效果有重要意义。
进一步，如图3、图4所示，渗吸舱联动密闭结构4包括固定设置于岩石夹持结构1上的推拉气缸41，推拉气缸41的一端固定连接有位于压裂管2的外侧且与压裂管2的轴向平行的推拉杆42，推拉杆42上沿轴向间隔连接有多个位于压裂管2内且能摆动的旋转开闭板43，旋转开闭板43上沿压裂管2的径向设置旋转轴44，旋转轴44的两端铰接于压裂管2的侧壁上，旋转开闭板43能旋转封隔压裂管2的内腔构成多个封隔腔。在本发明的一具体实施例中，含致密油岩9上打设水平设置的中心孔91，中心孔91的孔径大于压裂管2的外径，中心孔91内密封间隔设置多对渗吸分隔环板92，压裂管2密封穿过各渗吸分隔环板92的内孔，各旋转开闭板43分别位于各对渗吸分隔环板92之间的位置，中心孔91内相邻两对渗吸分隔环板92之间构成渗吸环空段。
进一步，如图3所示，各旋转开闭板43上分别设置前述的电阻应变片5(粘贴方式固定)。压裂管2的内腔通过渗吸舱联动密闭结构封隔构成多个封隔腔，各封隔腔分别构成独立的压力渗吸空间，旋转开闭板43上的电阻应变片5因封隔腔内的压力作用而变形，电阻应变片5的变形随含致密油岩9的渗吸过程中压力变化而变化，进而计算出渗入到含致密油岩9中的压裂液体积。
在本实施方式中，如图4所示，旋转轴44的一端密封转动穿过压裂管2的侧壁后固定设置一摆动导环46，摆动导环46的内腔构成摆动滑槽，推拉杆42上设置有多个能分别滑动套设于各摆动滑槽内的摆动连杆47。
当推拉气缸41回拉推拉杆42时，推拉杆42上的摆动连杆47在摆动滑槽内滑动并带动摆动导环46向靠近推拉气缸41的方向摆动，摆动导环46带动旋转轴44转动，从而使得各旋转开闭板43摆动倾斜，压裂管2的内腔呈贯通状态；当推拉气缸41推动推拉杆42时，推拉杆42上的摆动连杆47在摆动滑槽内滑动并带动摆动导环46向远离推拉气缸41的方向摆动，摆动导环46带动旋转轴44转动，从而使得各旋转开闭板43摆动直至与压裂管2的内壁密封抵靠，各旋转开闭板43封隔压裂管2的内腔构成多个封隔腔。
在本发明的一具体实施例中，如图2所示，推拉气缸41的数量为2个，2个推拉气缸41的一端通过一推拉横梁45固定连接，推拉横梁45的中部固定连接推拉杆42。2个推拉气缸41使得推拉杆42的推拉动作更加平稳顺畅。
进一步，如图1、图2、图3所示，岩石夹持结构1的上方设置悬架7，悬架7的顶部设置水平的顶板71，在本实施方式中，顶板71由四个支撑柱72支撑悬置于岩石夹持结构1的上方；设定顶板71上与压裂管2的轴向平行的方向为X向，顶板71上与X向垂直的方向为Y向，顶板71的底部设置有沿X向设置的第一导轨，顶板71的底部还沿Y向设置的第二导轨，第一导轨和第二导轨呈十字交叉构成二维电动平台，电位电阻渗吸测试结构6包括钻削测试主电机61，钻削测试主电机61的顶部能滑动地套设于导轨机构上，钻削测试主电机61的底部连接能上下移动的钻头62，钻头62上设置电位电阻测量传感器63。在本发明的一具体实施例中，钻头62通过键连接固定于钻削测试主电机61的主轴上，钻头62上设置底部开口的环空，电位电阻测量传感器63设置于钻头62的环空内。二维电动平台能带动钻头62实现水平面上X向、Y向的移动，对含致密油岩9表面任意点处渗吸裂纹长度可进行定位，定位完成后钻削测试主电机61转动带动钻头62实现进给运动，当钻到渗吸裂纹处，由于介质的变化电位电阻测量传感器63的阻值发生变化，从而测得该点处渗吸裂纹长度。
在本实施方式中，如图1、图2、图3所示，第一导轨包括沿X向设置的第一丝杠731，第一丝杠731的上方设置与顶板71固定连接的第一导轨固定板732，第一导轨固定板732的两端分别设置向下延伸设置的第一立板733和第二立板734，第一丝杠731的一端铰接于第一立板733上，第一丝杠731的另一端铰接穿设通过第二立板734，第一丝杠731的另一端固定连接能驱动第一丝杠绕中心轴旋转的第一导轨电机735；
第二导轨包括沿Y向设置的第二丝杠741，第二丝杠741的上方设置第二导轨固定板742，第二导轨固定板742的两端分别设置向下延伸设置的第三立板743和第四立板744，第二丝杠741的一端铰接于第三立板743上，第二丝杠741的另一端铰接穿设通过第四立板744，第二丝杠741的另一端固定连接能驱动第二丝杠绕中心轴旋转的第二导轨电机745；
第二导轨固定板742的顶部向上延伸设置螺母支块746，螺母支块746能移动地套设于第一丝杠731上，螺母支块746和第一丝杠731构成丝杠螺母结构，第一丝杠731的旋转转化为螺母支块746的移动，在螺母支块746的带动下第二导轨固定板742实现X向的移动；钻削测试主电机61的顶部向上延伸设置电机螺块64，电机螺块64能移动地套设于第二丝杠741上，电机螺块64和第二丝杠741构成丝杠螺母结构，第二丝杠741的旋转转化为电机螺块64的移动，在电机螺块64的带动下钻削测试主电机61实现Y向的移动。在本发明的一具体实施例中，钻削测试主电机61通过螺钉安装于一钻削电机支架611上，电机螺块64位于钻削电机支架611的顶部。
进一步，如图1、图2所示，压裂液注入结构3包括压裂液箱31，压裂液箱31通过第一进液管密封连通压裂泵32，压裂管2的另一端的侧壁上设置贯通的压裂液注入口，压裂泵32通过第二进液管密封连通压裂液注入口，第二进液管上串接控制球阀33；压裂管2位于含致密油岩9内的侧壁上贯通设置多个压裂透孔21。压裂泵32运转打压时，控制球阀33呈连通状态，压裂液通过压裂管2进入含致密油岩9的中心孔内壁中，实现对含致密油岩9的压裂，然后将控制球阀33关闭，开始压力液对含致密油岩9的渗吸置换过程。
进一步，如图1、图2、图3所示，岩石夹持结构1包括两个能自侧壁装夹含致密油岩9的装夹框11，一装夹框11通过第一连接轴12铰接架设于第一支撑立板13上，另一装夹框11通过第二连接轴14铰接架设于第二支撑立板15上，第一连接轴12和第二连接轴14呈同轴设置；第一连接轴12的一端铰接穿过第一支撑立板13后与一旋转驱动电机16连接，在本实施方式中，旋转驱动电机16通过电机支撑板161实现固定。旋转驱动电机16旋转带动含致密油岩9进行旋转，使得待测表面旋转至钻削测试主电机61下方，实现含致密油岩9与夹持表面相邻的各表面的测试，从而实现电位电阻测量传感器63对含致密油岩9内部渗吸的全覆盖测试。
在本实施方式中，第一支撑立板13上设置第一透孔，第一支撑立板13位于第一透孔处设置第一滚动轴承17，第一连接轴12通过第一滚动轴承17铰接于第一支撑立板13上；第二支撑立板15上设置第二透孔，第二支撑立板15位于第二透孔处设置第二滚动轴承18，第二连接轴14通过第二滚动轴承18铰接于第二支撑立板15上。在本发明的一具体实施例中，2个推拉气缸41固定安装于装夹框11上。
在本发明的一具体实施例中，旋转驱动电机16的输出轴通过齿轮副结构与第一连接轴12连接。齿轮副结构包括相互啮合的大齿轮和小齿轮，大齿轮套设于旋转驱动电机16的输出轴上，小齿轮通过键连接固定于第一连接轴12上。
进一步，如图1、图2、图3所示，应变片式压力测试致密油渗吸实验装置100包括试验台8，试验台8上支撑设置岩石夹持结构1、压裂液注入结构3、电位电阻渗吸测试结构6和渗吸舱联动密闭结构4。在本实施方式中，悬架7的四个支撑柱72自试验台8顶面向上延伸设置；第一支撑立板13和第二支撑立板15固定设置于试验台8的顶面上。
进一步，控制部能接收电位电阻测量传感器63采集的测试部位电阻数据，还能够接收电阻应变片5的应变数据，控制部还能根据实验要求控制电位电阻渗吸测试结构6中钻削测试主电机61的旋向和开闭状态，控制部还能根据实验要求控制压裂泵32的开闭和渗吸舱联动密闭结构4中推拉气缸41的推拉状态。在本实施方式中，控制部为一计算机。
使用本发明的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置100进行实验测试时，首先制作含致密油岩9，并在含致密油岩9上开设压裂用的中心孔，完成压裂管2与渗吸舱联动密闭结构4的连接，并完成其他结构的组装；组装之初，推拉气缸41呈回拉推拉杆42状态，各旋转开闭板43摆动倾斜，压裂管2的内腔呈贯通状态；压裂泵32运转打压，连通控制球阀33，直到达到指定的压力值，压裂液通过压裂管2进入含致密油岩9的中心孔内壁中，实现对含致密油岩9的压裂，压裂完成后，含致密油岩9进入渗吸状态，将控制球阀33关闭，推拉气缸41推动推拉杆42，推拉杆42推动各旋转开闭板43摆动，直至各旋转开闭板43的侧壁与压裂管2的内壁密封抵靠，各旋转开闭板43封隔压裂管2的内腔构成多个封隔腔，伴随着渗吸过程的进行，封隔腔内部液体存在压降现象，伴随着压降的产生，电阻应变片5的变形减小从而测出各封隔腔压力值的变化(应变片原理经常用于测试材料所受应力大小，本装置采用电阻应变片测量压力变化，当压力增大时电阻应变片变形增大，通过电阻应变片两端输出的电压增大，压力减小电阻应变片变形减小，电阻应变片两端输出电压减小)，封隔腔体积固定压力值降低即可计算出渗入到含致密油岩9中的压裂液体积；同时，当含致密油岩中的油被置换时，导电性能发生变化，通过二维电动平台带动钻头62完成X向、Y向的移动，对含致密油岩9表面任意点处渗吸裂纹长度进行定位，定位完成后钻削测试主电机61转动带动钻头62实现进给运动，当钻到渗吸裂纹处，由于介质的变化，电位电阻测量传感器63的阻值发生变化(由于介质变化，电位电阻测量传感器63阻值发生变化，进而导致采集到的电位电阻测量传感器63两端电压值发生变化，油的导电性比水弱，当水把油置换后，导电性增强相应的电压值增大，采集的为电压信号，该技术用于测量渗吸率尚属首次)，从而测得该点处渗吸裂纹长度。根据实验要求，通过二维电动平台带动钻头62完成X向、Y向的移动完成某一侧的测试，通过岩石夹持结构1带动含致密油岩9进行旋转，实现含致密油岩9与夹持表面相邻的各表面的测试，实现电位电阻测量传感器63对含致密油岩9内部渗吸的全覆盖测试。
由上所述，本发明提供的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置具有如下有益效果：
本发明的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置中，压裂管的内腔通过渗吸舱联动密闭结构封隔构成多个独立的压力渗吸空间，其内部的电阻应变片的变形随含致密油岩的渗吸过程中压力变化而变化，进而计算出渗入到含致密油岩中的压裂液体积；电位电阻渗吸测试结构测试含致密油岩中的油被置换时导电性能的变化，伴随着渗吸置换过程的进行，通过控制电位电阻渗吸测试结构实时监控整个岩石中渗吸扩展范围、渗吸裂纹长度及渗吸速率；本发明的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置是能够大尺度模拟渗吸现象，直观观察油水置换现象的实时动态模拟实验设备，该装置能测试不同配方压裂液油水置换的效率和采油效果，且能分析渗吸过程中压力传播的速度和油水置换的前缘位置，对于优选评价不同配方压裂液焖井效果有重要意义。
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出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (12)
1.一种应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，其特征在于，包括能装夹含致密油岩且能绕水平轴旋转的岩石夹持结构，自所述含致密油岩的一侧向内穿设水平的压裂管，所述压裂管的一端能开闭地连接压裂液注入结构，所述压裂管上设置能封隔所述压裂管的内腔的渗吸舱联动密闭结构，所述渗吸舱联动密闭结构上设有多个能监测压裂管内压力的电阻应变片；所述岩石夹持结构的上方设置能沿空间相互垂直的三个方向移动测试的电位电阻渗吸测试结构；所述应变片式压力测试致密油渗吸实验装置还包括控制部，所述控制部能控制压裂液注入结构、渗吸舱联动密闭结构和电位电阻渗吸测试结构的工作状态。
2.如权利要求1所述的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述渗吸舱联动密闭结构包括固定设置于所述岩石夹持结构上的推拉气缸，所述推拉气缸的一端固定连接有位于所述压裂管的外侧且与所述压裂管的轴向平行的推拉杆，所述推拉杆上沿轴向间隔连接有多个位于所述压裂管内且能摆动的旋转开闭板，所述旋转开闭板上沿所述压裂管的径向设置旋转轴，所述旋转轴的两端铰接于所述压裂管的侧壁上，所述旋转开闭板能旋转封隔所述压裂管的内腔构成多个封隔腔。
3.如权利要求2所述的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，其特征在于，各所述旋转开闭板上分别设置所述电阻应变片。
4.如权利要求2所述的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述旋转轴的一端密封转动穿过所述压裂管的侧壁后固定设置一摆动导环，所述摆动导环的内腔构成摆动滑槽，所述推拉杆上设置有多个能分别滑动套设于各所述摆动滑槽内的摆动连杆。
5.如权利要求2所述的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述推拉气缸的数量为2个，2个推拉气缸的一端通过一推拉横梁固定连接，所述推拉横梁的中部固定连接所述推拉杆。
6.如权利要求1所述的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述岩石夹持结构的上方设置悬架，所述悬架的顶部设置水平的顶板，设定所述顶板上与所述压裂管的轴向平行的方向为X向，所述顶板上与X向垂直的方向为Y向，所述顶板的底部设置有沿X向设置的第一导轨，所述顶板的底部还沿Y向设置的第二导轨，所述第一导轨和所述第二导轨呈十字交叉构成二维电动平台，所述电位电阻渗吸测试结构包括钻削测试主电机，所述钻削测试主电机的顶部能滑动地套设于所述导轨机构上，所述钻削测试主电机的底部连接能上下移动的钻头，所述钻头上设置电位电阻测量传感器。
7.如权利要求6所述的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述第一导轨包括沿X向设置的第一丝杠，所述第一丝杠的上方设置与所述顶板固定连接的第一导轨固定板，所述第一导轨固定板的两端分别设置向下延伸设置的第一立板和第二立板，所述第一丝杠的一端铰接于所述第一立板上，所述第一丝杠的另一端铰接穿设通过所述第二立板，所述第一丝杠的另一端固定连接能驱动所述第一丝杠绕中心轴旋转的第一导轨电机；
所述第二导轨包括沿Y向设置的第二丝杠，所述第二丝杠的上方设置第二导轨固定板，所述第二导轨固定板的两端分别设置向下延伸设置的第三立板和第四立板，所述第二丝杠的一端铰接于所述第三立板上，所述第二丝杠的另一端铰接穿设通过所述第四立板，所述第二丝杠的另一端固定连接能驱动所述第二丝杠绕中心轴旋转的第二导轨电机；
所述第二导轨固定板的顶部向上延伸设置螺母支块，所述螺母支块能移动地套设于所述第一丝杠上；所述钻削测试主电机的顶部向上延伸设置电机螺块，所述电机螺块能移动地套设于所述第二丝杠上。
8.如权利要求1所述的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述压裂液注入结构包括压裂液箱，所述压裂液箱通过第一进液管密封连通压裂泵，所述压裂管的另一端的侧壁上设置贯通的压裂液注入口，所述压裂泵通过第二进液管密封连通所述压裂液注入口，所述第二进液管上串接控制球阀；所述压裂管位于所述含致密油岩内的侧壁上贯通设置多个压裂透孔。
9.如权利要求1所述的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述岩石夹持结构包括两个能自侧壁装夹含致密油岩的装夹框，一装夹框通过第一连接轴铰接架设于第一支撑立板上，另一装夹框通过第二连接轴铰接架设于第二支撑立板上，所述第一连接轴和所述第二连接轴呈同轴设置；所述第一连接轴的一端铰接穿过所述第一支撑立板后与一旋转驱动电机连接。
10.如权利要求9所述的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述第一支撑立板上设置第一透孔，所述第一支撑立板位于所述第一透孔处设置第一滚动轴承，所述第一连接轴通过所述第一滚动轴承铰接于所述第一支撑立板上；所述第二支撑立板上设置第二透孔，所述第二支撑立板位于所述第二透孔处设置第二滚动轴承，所述第二连接轴通过所述第二滚动轴承铰接于所述第二支撑立板上。
11.如权利要求9所述的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述旋转驱动电机的输出轴通过齿轮副结构与所述第一连接轴连接。
12.如权利要求1所述的应变片式压力测试致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述应变片式压力测试致密油渗吸实验装置包括试验台，所述试验台上支撑设置所述岩石夹持结构、所述压裂液注入结构、所述电位电阻渗吸测试结构和所述渗吸舱联动密闭结构。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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