CN109025939A - 超声波致密油渗吸实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种超声波致密油渗吸实验装置，包括岩石固定箱，岩石固定箱的一侧密封穿设有能穿设于含致密油岩内的压裂管，压裂管的另一端能开闭地连接压裂液注入结构，压裂管内密封滑动穿设推送结构，推送结构上设有多个超声波探头；设定岩石固定箱穿设压裂管的侧壁为第一固定箱侧壁，岩石固定箱上与第一固定箱侧壁相邻的各侧壁上设置能伸缩的电位电阻渗吸测试结构；超声波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、推送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，尤其涉及一种超声波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。其在美国、加拿大等国家虽然已经得到了商业性的开采，但在国内，由于致密油藏储层物性不佳、天然能量不足，其衰竭式开采的效果尚不理想，注水、注气吞吐等开采方式也存在其自身的局限性。对于致密油藏，由于原油聚集于渗透率小于0.1mD的岩石孔隙结构中，其经济与高效的开发需要依靠水平钻井与多级水力压裂技术。在对水平井进行水力压裂作业时，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。致密油藏，狭小的孔喉会产生显著的毛管力，使得渗吸现象在低渗的致密储层中较为可观。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。
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，而岩心实验的弊端很明显，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。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种超声波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超声波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，一种超声波致密油渗吸实验装置，包括用于封闭容纳含致密油岩的岩石固定箱，所述岩石固定箱的一侧密封穿设有能穿设于所述含致密油岩内的压裂管，所述压裂管的另一端能开闭地连接压裂液注入结构，所述压裂管内密封滑动穿设能封隔所述压裂管的内腔的推送结构，所述推送结构上设有多个能监测渗吸液压力变化的超声波探头；设定岩石固定箱穿设所述压裂管的侧壁为第一固定箱侧壁，所述岩石固定箱上与所述第一固定箱侧壁相邻的各侧壁上设置能伸缩的电位电阻渗吸测试结构；所述超声波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、推送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，所述推送结构包括固定设置于所述岩石固定箱外部的推拉气缸，所述推拉气缸的一端固定连接有能沿所述压裂管的轴向滑动的推拉杆，所述推拉杆上沿轴向间隔且能摆动地设置有旋转开闭板，所述旋转开闭板上沿所述压裂管的径向设置水平的旋转轴，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，各所述封隔腔内位于所述压裂管的中心轴上成对设置所述超声波探头。
在本发明的一较佳实施方式中，所述推拉杆包括同轴依次设置的端部杆和多个分段杆，各所述旋转开闭板的两侧分别设有与所述旋转轴垂直且沿径向设置的摆动导环，所述摆动导环的侧壁上沿与所述旋转轴垂直的方向设置导环滑槽，所述端部杆远离所述推拉气缸的一端沿径向设置水平的导向横杆，各所述分段杆的两端分别设置一所述导向横杆，各所述导向横杆的两端分别滑动套设于所述导环滑槽内。
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一端呈封闭设置，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，设定所述含致密油岩上穿设所述压裂管的侧壁为第一岩石侧壁，所述含致密油岩上与所述第一岩石侧壁相邻的各侧壁上分别设置多个测试孔槽，所述电位电阻渗吸测试结构包括多个能沿各所述测试孔槽的轴向伸缩的电位电阻测试探头，各所述电位电阻测试探头的一端固定连接于一周向固定且能移动的导向架上，所述电位电阻渗吸测试结构还包括多个驱动电机，各所述驱动电机的输出轴上固定连接一丝杠，各所述丝杠分别转动穿设通过一所述导向架，各所述丝杠和对应的所述导向架构成丝杠螺母结构。
在本发明的一较佳实施方式中，各所述导向架包括外端板，所述外端板上固定设置螺母，所述丝杠转动穿设通过所述螺母，所述外端板的两侧设有与所述丝杠的轴向平行的导向板，所述丝杠和所述导向板密封穿过所述岩石固定箱的侧壁，两个所述导向板位于所述岩石固定箱内的另一端设置内端板，所述内端板远离所述外端板的一端设置导向连接轴，所述导向连接轴的另一端固定连接所述电位电阻测试探头。
在本发明的一较佳实施方式中，各所述测试孔槽的开口处设置能防止测试孔槽开裂的密封环塞，各所述导向连接轴密封滑动穿过所述密封环塞的内腔。
在本发明的一较佳实施方式中，所述岩石固定箱上与穿设所述压裂管的侧壁相邻的各侧壁外部设置电机固定架，各所述电机固定架上固定支撑连接各所述驱动电机。
在本发明的一较佳实施方式中，所述超声波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固定箱、所述压裂液注入结构和所述推送结构。
在本发明的一较佳实施方式中，所述岩石固定箱内设置能夹紧支撑所述含致密油岩的支撑板，所述岩石固定箱上的第一固定箱侧壁和与第一固定箱侧壁相对的侧壁为能开启且能密封的盖板结构。
由上所述，本发明提供的超声波致密油渗吸实验装置具有如下有益效果：
本发明的超声波致密油渗吸实验装置中，超声波探头发出的声波传输速率伴随着压裂管内压降发生变化，通过声波传输速率的变化来监测渗吸液压力变化进而推导出渗吸液进入到岩石中的体积，从而间接监测方通过计算得到渗吸置换出的油质量；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及渗吸速率；本发明的超声波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：为本发明的超声波致密油渗吸实验装置的外观示意图。
图2：为本发明的超声波致密油渗吸实验装置的剖视图。
图3：为本发明的推送结构的示意图。
图4：为本发明的电位电阻渗吸测试结构的示意图。
图中：
100、超声波致密油渗吸实验装置；
1、岩石固定箱；
11、支撑板；
2、压裂管；
20、压裂透孔；21、封隔腔；
3、压裂液注入结构；
31、压裂液箱；32、压裂泵；33、控制球阀；
4、推送结构；
41、推拉气缸；411、气缸支撑架；
42、推拉杆；421、端部杆；422、分段杆；
43、旋转开闭板；
44、旋转轴；
45、摆动导环；451、导环滑槽；
46、导向横杆；
5、超声波探头；
6、电位电阻渗吸测试结构；
61、电位电阻测试探头；
62、导向架；
621、外端板；622、螺母；623、导向板；624、内端板；625、导向连接轴；
63、驱动电机；631、电机固定架；
64、丝杠；
65、密封环塞；
7、试验台；
9、含致密油岩；91、测试孔槽。
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，本发明提供一种超声波致密油渗吸实验装置100，包括用于封闭容纳含致密油岩9的岩石固定箱1，岩石固定箱1和含致密油岩9的横截面均呈矩形设置；岩石固定箱1的一侧密封穿设有能穿设于含致密油岩9内的压裂管2，含致密油岩9上打设有水平设置的中心孔，压裂管2穿设在中心孔内，在本发明的一具体实施例中，岩石固定箱1的一侧设置压裂管过孔，压裂管2密封穿过压裂管过孔，压裂管2上设置能与岩石固定箱1的一侧壁固定连接的密封端盖；压裂管2的另一端能开闭地连接压裂液注入结构3，压裂管2内密封滑动穿设能封隔压裂管2的内腔的推送结构4，推送结构4上设有多个能监测渗吸液压力变化的超声波探头5；设定岩石固定箱1穿设压裂管2的侧壁为第一固定箱侧壁(图2中岩石固定箱的右侧壁)，岩石固定箱1上与第一固定箱侧壁相邻的各侧壁(图2中岩石固定箱的上侧壁、下侧壁、前侧壁和后侧壁)上设置能伸缩的电位电阻渗吸测试结构6；超声波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、推送结构4和电位电阻渗吸测试结构6的工作状态。
本发明的超声波致密油渗吸实验装置中，超声波探头发出的声波传输速率伴随着压裂管内压降发生变化，通过声波传输速率的变化来监测渗吸液压力变化进而推导出渗吸液进入到岩石中的体积，从而间接监测方通过计算得到渗吸置换出的油质量；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及渗吸速率；本发明的超声波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2、图3所示，推送结构4包括固定设置于岩石固定箱1外部的推拉气缸41，推拉气缸41的一端固定连接有能沿压裂管2的轴向滑动的推拉杆42，推拉杆42上沿轴向间隔且能摆动地设置有旋转开闭板43，旋转开闭板43上沿压裂管2的径向设置水平的旋转轴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21，在本发明的一具体实施例中，旋转开闭板43上套设有能密封旋转开闭板43圆周侧壁和压裂管2内壁的密封圈。在本实施方式中，各封隔腔21内位于压裂管2的中心轴线上成对设置前述的超声波探头5。在本发明的一具体实施例中，超声波探头5粘接于旋转开闭板43上。
进一步，如图2、图3所示，推拉杆42包括同轴依次设置的端部杆421和多个分段杆422，各旋转开闭板43的两侧分别设有与旋转轴44垂直且沿径向设置的摆动导环45，在本发明的一具体实施例中，摆动导环45焊接于旋转开闭板43上；摆动导环45的侧壁上沿与旋转轴44垂直的方向设置导环滑槽451，端部杆421远离推拉气缸41的一端沿径向设置水平的导向横杆46，各分段杆422的两端分别设置一导向横杆46，各导向横杆46的两端分别滑动套设于导环滑槽451内。
在本发明的一具体实施例中，旋转开闭板43的数量为3个，分段杆422的数量为2个，3个旋转开闭板43能将压裂管2的内腔封隔为3个封隔腔21。
当推拉气缸41回拉推拉杆42时，端部杆421和各分段杆422端部的导向横杆46沿导环滑槽451上滑，并带动各旋转开闭板43绕旋转轴44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，端部杆421和各分段杆422端部的导向横杆46沿导环滑槽451下滑，并推动各旋转开闭板43绕旋转轴44摆动直至竖直状态，各旋转开闭板43封隔压裂管2的内腔构成多个封隔腔21。
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内的一端呈封闭设置，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20。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2、图4所示，设定含致密油岩9上穿设压裂管的侧壁为第一岩石侧壁(图2中含致密油岩9右侧壁)，含致密油岩9上与第一岩石侧壁相邻的各侧壁(图2中含致密油岩9上侧壁、下侧壁、前侧壁和后侧壁，计4个侧壁)上分别设置多个测试孔槽91，电位电阻渗吸测试结构6包括多个能沿各测试孔槽91的轴向伸缩的电位电阻测试探头61，在本发明的一具体实施例中，各侧壁上均匀间隔设置12个测试孔槽91，各测试孔槽91内分别能伸缩设置一电位电阻测试探头61，多个侧壁上多个电位电阻测试探头61实现对含致密油岩9内部渗吸的全覆盖测试。
各电位电阻测试探头61的一端固定连接于一周向固定且能移动的导向架62上，电位电阻渗吸测试结构6还包括多个驱动电机63，各驱动电机63的输出轴上固定连接一丝杠64，各丝杠64分别转动穿设通过一前述导向架62，各丝杠64和对应的导向架62构成丝杠螺母结构。导向架62周向固定，丝杠64的转动能转化为导向架62的移动。
在本实施方式中，如图2、图4所示，各导向架62包括外端板621，外端板621上固定设置螺母622，丝杠64转动穿设通过螺母622，外端板621的两侧设有与丝杠64的轴向平行的导向板623，丝杠64和导向板623密封穿过岩石固定箱1的侧壁，两个导向板623位于岩石固定箱1内的另一端设置内端板624，内端板624远离外端板621的一端设置导向连接轴625，导向连接轴625的另一端固定连接电位电阻测试探头61。
在本实施方式中，如图2、图4所示，各测试孔槽91的开口处设置能防止测试孔槽开裂的密封环塞65，密封环塞65填充于测试孔槽91的开口处有效防止测试孔槽开裂；各导向连接轴625密封滑动穿过密封环塞65的内腔。在本发明的一具体实施例中，密封环塞65的外壁上套设能密封测试孔槽91内壁和密封环塞65外壁的密封圈，密封环塞65的内壁上套设能密封导向连接轴625外壁和密封环塞65内壁的密封圈。
在本发明的一具体实施例中，岩石固定箱1上与穿设压裂管2的侧壁相邻的各侧壁外部设置电机固定架631，各电机固定架631上固定支撑连接(通过螺钉连接)各驱动电机63。
进一步，如图1、图2所示，超声波致密油渗吸实验装置100包括试验台7，试验台7上支撑设置岩石固定箱1、压裂液注入结构3和推送结构4。为了便于固定，压裂液注入结构3中的压裂液箱31和压裂泵32固定于试验台7上，压裂液箱31的顶部设置(焊接固定)气缸支撑架411，推拉气缸41固定(螺钉固定)架设于气缸支撑架411上。
进一步，岩石固定箱1内设置能夹紧支撑含致密油岩的支撑板11，岩石固定箱1上的第一固定箱侧壁和与第一固定箱侧壁相对的侧壁(图2中岩石固定箱的左侧壁和右侧壁)为能开启且能密封的盖板结构。打开盖板结构将含致密油岩9置于岩石固定箱1内，将压裂管2穿设于含致密油岩9内，支撑夹紧含致密油岩9后，合上并密封紧固盖板结构，完成岩石固定箱1的封闭。
进一步，控制部能接收电位电阻测试探头61采集的测试部位电阻数据，还能够接收超声波探头5的声波传输速率，控制部还能根据实验要求控制电位电阻渗吸测试结构6中驱动电机63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的开闭和推送结构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。
使用本发明的超声波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以及4个侧壁上的测试孔槽91，在压裂管2内密封穿设推拉杆42和旋转开闭板43，打开岩石固定箱1，放入含致密油岩9，各电位电阻测试探头61对应并穿设伸入测试孔槽91内，封闭岩石固定箱1；连接推拉杆42与推拉气缸41，推拉气缸41呈回拉推拉杆42状态，各旋转开闭板43被拉动摆动倾斜，压裂管2的内腔呈贯通状态；将第二进液管与压裂液注入口密封连接，完成装置组装。组装后，压裂泵32运转打压，连通控制球阀33，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绕旋转轴44摆动直至竖直状态，各旋转开闭板43封隔压裂管2的内腔构成多个封隔腔21，伴随着渗吸过程的进行，压裂管2内部液体存在压降现象，伴随着压降的产生，超声波探头5发出的声波传输速率发生变化，通过声波传输速率的变化来监测渗吸液压力变化(一般介质中压力越大声波传输速度越快，伴随着渗吸过程的进行，压裂管2内压力减小声波传输速率变慢，以此来间接测定压降变化)，进而推导出各个封隔腔21中渗吸液进入到含致密油岩9中的体积，从而计算得到渗吸置换出的油质量；同时，当含致密油岩中的油被置换时，导电性能发生变化；通过电位电阻测试探头61进行测试(由于介质变化，电位电阻测试探头61阻值发生变化，进而导致采集到的两端电压值发生变化，采集的为电压信号，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，通过实验标定电压与渗吸速率的关系)，伴随着渗吸置换过程的进行，渗吸范围向周围扩大，通过控制电位电阻测试探头61收缩，实时测试监控整个岩石中渗吸扩展范围及渗吸速率。
由上所述，本发明提供的超声波致密油渗吸实验装置具有如下有益效果：
本发明的超声波致密油渗吸实验装置中，超声波探头发出的声波传输速率伴随着压裂管内压降发生变化，通过声波传输速率的变化来监测渗吸液压力变化进而推导出渗吸液进入到岩石中的体积，从而间接监测方通过计算得到渗吸置换出的油质量；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及渗吸速率；本发明的超声波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 (11)
1.一种超声波致密油渗吸实验装置，其特征在于，包括用于封闭容纳含致密油岩的岩石固定箱，所述岩石固定箱的一侧密封穿设有能穿设于所述含致密油岩内的压裂管，所述压裂管的另一端能开闭地连接压裂液注入结构，所述压裂管内密封滑动穿设能封隔所述压裂管的内腔的推送结构，所述推送结构上设有多个能监测渗吸液压力变化的超声波探头；设定岩石固定箱穿设所述压裂管的侧壁为第一固定箱侧壁，所述岩石固定箱上与所述第一固定箱侧壁相邻的各侧壁上设置能伸缩的电位电阻渗吸测试结构；所述超声波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、推送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所述的超声波致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述推送结构包括固定设置于所述岩石固定箱外部的推拉气缸，所述推拉气缸的一端固定连接有能沿所述压裂管的轴向滑动的推拉杆，所述推拉杆上沿轴向间隔且能摆动地设置有旋转开闭板，所述旋转开闭板上沿所述压裂管的径向设置水平的旋转轴，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所述的超声波致密油渗吸实验装置，其特征在于，各所述封隔腔内位于所述压裂管的中心轴上成对设置所述超声波探头。
4.如权利要求2所述的超声波致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述推拉杆包括同轴依次设置的端部杆和多个分段杆，各所述旋转开闭板的两侧分别设有与所述旋转轴垂直且沿径向设置的摆动导环，所述摆动导环的侧壁上沿与所述旋转轴垂直的方向设置导环滑槽，所述端部杆远离所述推拉气缸的一端沿径向设置水平的导向横杆，各所述分段杆的两端分别设置一所述导向横杆，各所述导向横杆的两端分别滑动套设于所述导环滑槽内。
5.如权利要求1所述的超声波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一端呈封闭设置，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。
6.如权利要求1所述的超声波致密油渗吸实验装置，其特征在于，设定所述含致密油岩上穿设所述压裂管的侧壁为第一岩石侧壁，所述含致密油岩上与所述第一岩石侧壁相邻的各侧壁上分别设置多个测试孔槽，所述电位电阻渗吸测试结构包括多个能沿各所述测试孔槽的轴向伸缩的电位电阻测试探头，各所述电位电阻测试探头的一端固定连接于一周向固定且能移动的导向架上，所述电位电阻渗吸测试结构还包括多个驱动电机，各所述驱动电机的输出轴上固定连接一丝杠，各所述丝杠分别转动穿设通过一所述导向架，各所述丝杠和对应的所述导向架构成丝杠螺母结构。
7.如权利要求6所述的超声波致密油渗吸实验装置，其特征在于，各所述导向架包括外端板，所述外端板上固定设置螺母，所述丝杠转动穿设通过所述螺母，所述外端板的两侧设有与所述丝杠的轴向平行的导向板，所述丝杠和所述导向板密封穿过所述岩石固定箱的侧壁，两个所述导向板位于所述岩石固定箱内的另一端设置内端板，所述内端板远离所述外端板的一端设置导向连接轴，所述导向连接轴的另一端固定连接所述电位电阻测试探头。
8.如权利要求7所述的超声波致密油渗吸实验装置，其特征在于，各所述测试孔槽的开口处设置能防止测试孔槽开裂的密封环塞，各所述导向连接轴密封滑动穿过所述密封环塞的内腔。
9.如权利要求6所述的超声波致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述岩石固定箱上与穿设所述压裂管的侧壁相邻的各侧壁外部设置电机固定架，各所述电机固定架上固定支撑连接各所述驱动电机。
10.如权利要求1所述的超声波致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述超声波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固定箱、所述压裂液注入结构和所述推送结构。
11.如权利要求1所述的超声波致密油渗吸实验装置，其特征在于，所述岩石固定箱内设置能夹紧支撑所述含致密油岩的支撑板，所述岩石固定箱上的第一固定箱侧壁和与第一固定箱侧壁相对的侧壁为能开启且能密封的盖板结构。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112177608A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-01-05 | 大庆亿莱检验检测技术服务有限公司 | 高温高压页岩油藏渗吸评价装置 |
| US11624273B2 (en) | 2021-03-16 | 2023-04-11 | China University Of Petroleum (East China) | Shale oil fracturing synchronous energizing simulation experimental device and method |
| CN118010595A (zh) * | 2024-04-09 | 2024-05-10 | 河南百川工程质量检验有限公司 | 一种水利施工混凝土强度检测装置 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101460703A (zh) * | 2006-03-14 | 2009-06-17 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | 水力压裂和监测的方法及装置 |
| CN101878351A (zh) * | 2007-11-30 | 2010-11-03 | 国际壳牌研究有限公司 | 采用声波的实时完井监测 |
| CN203502388U (zh) * | 2013-10-08 | 2014-03-26 | 大连海事大学 | 一种岩石损伤和渗透测试装置 |
| CN104020098A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-03 | 西南石油大学 | 一种高温高压条件下渗吸动态测定装置 |
| CA2917797A1 (en) * | 2013-07-12 | 2015-01-15 | Fotech Solutions Limited | Monitoring of hydraulic fracturing operations |
| CN104297123A (zh) * | 2014-09-12 | 2015-01-21 | 中国石油大学(北京) | 一种基于电势的自发渗吸测量装置 |
| CN104634711A (zh) * | 2013-11-07 | 2015-05-20 | 大连市勘察测绘研究院有限公司 | 一种岩石损伤和渗透测试方法 |
| CN106769773A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-05-31 | 中国石油大学(华东) | 一种振动辅助渗吸实验装置及实验方法 |
| CN106908470A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-06-30 | 北京青檬艾柯科技有限公司 | 一种核磁共振高温高压岩石驱替系统及其方法 |
| CN107101925A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-08-29 | 中国石油大学(华东) | 岩心渗吸机理用实验装置 |
| CN207318301U (zh) * | 2017-09-11 | 2018-05-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种模拟毛管力和浮力作用的渗吸实验装置 |
| GB2558872A (en) * | 2016-11-11 | 2018-07-25 | Schlumberger Technology Bv | Downhole tool for measuring fluid flow |
-
2018
- 2018-07-27 CN CN201810839512.5A patent/CN109025939B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101460703A (zh) * | 2006-03-14 | 2009-06-17 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | 水力压裂和监测的方法及装置 |
| CN101878351A (zh) * | 2007-11-30 | 2010-11-03 | 国际壳牌研究有限公司 | 采用声波的实时完井监测 |
| CA2917797A1 (en) * | 2013-07-12 | 2015-01-15 | Fotech Solutions Limited | Monitoring of hydraulic fracturing operations |
| CN203502388U (zh) * | 2013-10-08 | 2014-03-26 | 大连海事大学 | 一种岩石损伤和渗透测试装置 |
| CN104634711A (zh) * | 2013-11-07 | 2015-05-20 | 大连市勘察测绘研究院有限公司 | 一种岩石损伤和渗透测试方法 |
| CN104020098A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-03 | 西南石油大学 | 一种高温高压条件下渗吸动态测定装置 |
| CN104297123A (zh) * | 2014-09-12 | 2015-01-21 | 中国石油大学(北京) | 一种基于电势的自发渗吸测量装置 |
| GB2558872A (en) * | 2016-11-11 | 2018-07-25 | Schlumberger Technology Bv | Downhole tool for measuring fluid flow |
| CN106769773A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-05-31 | 中国石油大学(华东) | 一种振动辅助渗吸实验装置及实验方法 |
| CN107101925A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-08-29 | 中国石油大学(华东) | 岩心渗吸机理用实验装置 |
| CN106908470A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-06-30 | 北京青檬艾柯科技有限公司 | 一种核磁共振高温高压岩石驱替系统及其方法 |
| CN207318301U (zh) * | 2017-09-11 | 2018-05-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种模拟毛管力和浮力作用的渗吸实验装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李帅: "考虑渗吸和驱替的致密油藏体积改造", 《石油钻采工艺》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112177608A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-01-05 | 大庆亿莱检验检测技术服务有限公司 | 高温高压页岩油藏渗吸评价装置 |
| CN112177608B (zh) * | 2020-11-17 | 2021-05-28 | 大庆亿莱检验检测技术服务有限公司 | 高温高压页岩油藏渗吸评价装置 |
| US11624273B2 (en) | 2021-03-16 | 2023-04-11 | China University Of Petroleum (East China) | Shale oil fracturing synchronous energizing simulation experimental device and method |
| CN118010595A (zh) * | 2024-04-09 | 2024-05-10 | 河南百川工程质量检验有限公司 | 一种水利施工混凝土强度检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109025939B (zh) | 2019-11-12 |
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