CN111474078A - 支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价方法及装置，属于测量仪器技术领域。所述装置包括：液压泵、酸液容器、反应釜设备、支撑裂缝导流仪器和测试主机；液压泵与酸液容器的下端相连，酸液容器的上端与反应釜设备相连；液压泵还与支撑裂缝导流仪器相连，支撑裂缝导流仪器用于对原始支撑剂样本和酸蚀支撑剂样本进行导流能力测试；测试主机分别与液压泵、反应釜设备和支撑裂缝导流仪器电性相连，测试主机用于控制液压泵进行酸液输送和压力调节、控制反应釜设备进行酸蚀支撑剂样本的制备、以及控制支撑裂缝导流仪器进行导流能力测试，并根据导流能力测试结果确定原始支撑剂样本在酸蚀条件下的导流能力变化情况。

Description

支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价方法和装置

技术领域

本申请实施例涉及支撑剂评测领域，特别涉及一种支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价方法和装置。

背景技术

支撑剂作为水力压裂技术中的关键材料，对提高油气采收率有着重要的影响。支撑剂使用过程中，在酸液处理地层、或者施工过程中采用加砂酸压，或者施工结束后期采用酸化解堵或者酸处理的情况下，良好耐酸性能的支撑剂可以在地下岩缝中的酸性环境下长时间工作，并保持高导流能力，从而可以提高油气井的产量。

目前的支撑剂评价方法中，支撑剂的酸溶解度是指在规定的酸液以及反应条件下，一定质量的支撑剂被酸溶液溶解的质量与支撑剂总质量的百分比。只考虑了支撑剂与固定酸液作用后的支撑剂溶解情况，不能有效评价支撑剂实际使用过程中的导流能力的变化情况。

因此，急需设计一种酸蚀条件下的导流能力评价方法和装置，为压裂施工期间支撑剂的质量控制提供有力的实验参考。

发明内容

本申请实施例提供了一种支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价方法和装置。

所述技术方案如下：

根据本申请的一个方面，提供了一种支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价装置，其特征在于，所述装置包括：液压泵、酸液容器、反应釜设备、支撑裂缝导流仪器和测试主机；

所述液压泵与所述酸液容器的下端相连，所述酸液容器的上端与所述反应釜设备相连；所述液压泵用于为所述反应釜设备提供酸液和高压条件；所述酸液容器用于存储所述酸液；所述反应釜设备用于制备酸蚀支撑剂样本，所述酸蚀支撑剂样本为原始支撑剂样本进行酸蚀后的支撑剂样本；

所述液压泵还与所述支撑裂缝导流仪器相连，所述支撑裂缝导流仪器用于对所述原始支撑剂样本和所述酸蚀支撑剂样本进行导流能力测试；

所述测试主机分别与所述液压泵、所述反应釜设备和所述支撑裂缝导流仪器电性相连，所述测试主机用于控制所述液压泵进行酸液输送和压力调节、控制所述反应釜设备进行所述酸蚀支撑剂样本的制备、以及控制所述支撑裂缝导流仪器进行所述导流能力测试，并根据导流能力测试结果确定所述原始支撑剂样本在酸蚀条件下的导流能力变化情况。

在一个可选实施例中，所述反应釜设备包括动态反应釜、转筒、旋转电机、滤网和旋转实验架；

所述动态反应釜与所述酸液容器相连，用于容纳所述原始支撑剂样本和所述酸液；

所述转筒设置于所述动态反应釜内部，用于在转动时实现所述原始支撑剂样本和所述酸液的动态反应；

所述旋转电机设置于所述动态反应釜外部并与所述转筒电性相连，用于实现所述转筒的转动；

所述滤网设置于所述动态反应釜的开口位置，所述旋转实验架与所述动态反应釜的外侧活动连接；所述旋转实验架用于实现所述动态反应釜的旋转，并在所述动态反应釜旋转时实现所述酸液从所述滤网流出。

在一个可选实施例中，所述装置还包括第一流通阀和第二流通阀；

所述第一流通阀设置于所述液压泵与所述酸液容器的下端之间，并与所述测试主机电性相连，用于在所述测试主机的控制下实现所述液压泵与所述酸液容器之间的液体流通；

所述第二流通阀设置于所述酸液容器与所述动态反应釜的上端之间，并与所述测试主机电性相连，用于在所述测试主机的控制下实现所述酸液容器与所述动态反应釜之间的酸液流通。

在一个可选实施例中，所述装置还包括温度压力检测器，所述温度压力检测器分别与所述动态反应釜和所述测试主机电性相连；

所述温度压力检测器用于记录所述动态反应釜的温度数据和压力数据，并将所述温度数据和所述压力数据实时发送至所述测试主机。

在一个可选实施例中，所述酸液容器的中间设置有活塞；

工作状态下，所述活塞的上部盛放有所述酸液，所述活塞的下部蓄有驱替液，用于在所述液压泵的施压下驱动所述活塞向上运动，并使所述酸液流入所述反应釜设备。

在一个可选实施例中，其特征在于，所述转筒具备不同半径参数，不同半径参数下的所述转筒，用于实现不同剪切速率的测试条件。

根据本申请的另一方面，提供了一种支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价方法，其特征在于，所述方法用于上述方面所述的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价装置，所述方法包括：

所述测试主机控制所述反应釜设备制备所述酸蚀支撑剂样本；

所述测试主机控制所述支撑裂缝导流仪器对所述原始支撑剂样本进行导流能力测试，得到第一数据，所述第一数据用于指示所述原始支撑剂样本的导流能力；

所述测试主机控制所述支撑裂缝导流仪器对所述酸蚀支撑剂样本进行所述导流能力测试，得到第二数据，所述第二数据用于指示所述酸蚀支撑剂样本的导流能力；

所述测试主机根据所述第一数据和所述第二数据，确定不同酸溶解度下所述原始支撑剂样本的导流能力变化值；

所述测试主机根据所述导流能力变化值，确定所述原始支撑剂样本在所述酸蚀条件下的所述导流能力变化情况。

另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有至少一条指令，所述至少一条指令用于被处理器执行以实现如上述方面所述的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价方法。

本申请实施例中，提供了一种支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价装置，特别适用于支撑剂性能测试领域，该装置用于实现酸蚀支撑剂样本的制备以及获取支撑剂样本酸蚀前后的导流能力变化情况；其中，本申请通过反应釜设备实现酸蚀支撑剂样本制备的高温高压密封环境，继而在原始支撑剂样本与酸液的反应过程中，有效防止酸液挥发，保障了实验的安全环保性；进一步的，通过对导流能力变化值的数据分析，能够为酸溶解度参数的比较和支撑剂优选提供更为有效的理论依据和实验支撑。

附图说明

图1是本申请一个示意性实施例提供的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价装置的结构示意图；

图2是本申请另一个示意性实施例提供的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价装置的结构示意图；

图3是本申请一个示意性实施例提供的反应釜设备的结构示意图；

图4为转筒半径和动态反应釜半径的示意图；

图5是本申请一个示意性实施例提供的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价方法的流程图；

图6是本申请另一个示意性实施例提供的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

请参考图1，其示出了本申请一个示意性实施例提供的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价装置100的结构示意图。其中，装置100包括液压泵110、酸液容器120、反应釜设备130、支撑裂缝导流仪器140和测试主机150。

本申请实施例中，装置100可用于制备不同酸溶解度的支撑剂样本，也可以测试支撑剂样本在不同酸蚀程度下的导流能力变化情况。对于未进行酸蚀的支撑剂样本记为原始支撑剂样本，原始支撑剂样本进行酸蚀后的支撑剂样本记为酸蚀支撑剂样本。

其中，支撑剂样本是指具有一定粒度和级配的天然砂或人造高强陶瓷颗粒，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、高强度、高导流能力、低密度、低破碎率等特点。

需要说明的是，本申请实施例中，在使用装置100进行支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价时，可以通过改变支撑剂样本的种类和规格来进行对比测试实验。如，不同类型的支撑剂样本在同一酸溶解度下的导流能力变化比较，又如，同一类型的支撑剂样本在不同酸溶解度(或不同酸液类型)下的导流能力变化情况，本申请实施例对此并不作限定。

在装置100所包括的组件中，起到关键性作用的组件为反应釜设备130和支撑裂缝导流仪器140。反应釜设备130对应实现酸蚀支撑剂样本的制备，支撑裂缝导流仪器140对应实现原始支撑剂样本和酸蚀支撑剂样本的导流能力测试。

首选介绍反应釜设备130一侧的各个组件，即介绍实现酸蚀支撑剂样本制备的相关组件。

对于在反应釜设备130内进行的酸蚀支撑剂样本的制备而言，需要在一定的压力与温度条件下，实现原始支撑剂样本与酸液的反应。

其中，压力条件由液压泵110实现。液压泵110与酸液容器120的下端相连，酸液容器120的上端与反应釜设备130相连。液压泵110用于为反应釜设备130提供酸液和高压条件，酸液容器120用于存储酸液。

在一种可能的实施方式中，酸液容器120内以及与反应釜设备130相连的空间内预先存储有酸液(或称为实验酸液)。且为了控制实验的开始和结束，酸液容器120不高于反应釜设备130所处的水平位置，即酸液容器120内的酸液无法直接通过液压差自动流入反应釜设备130。

进一步的，酸液可通过液压泵110来实现流动。液压泵110与酸液容器120的下端相连，且相连的空间内存储有液体，如蒸馏水等非酸液液体。液压泵110通过压缩液体来产生压力，从而推动酸液容器120内的酸液进行前向流动，从而实现酸液流入反应釜设备130。此外，当酸液容器120内的酸液全部流入反应釜设备130内，液压泵110继续压缩液体，继续产生压力，以实现反应釜设备130实验时所需的高压条件。

此外温度条件由反应釜设备130处设置电加热片或者电加热棒实现。可选的，可在反应釜设备130的外部包裹一层电加热片或者钻孔插入电加热棒，进一步的，在反应釜设备130的外部再加一层保温套以及温度感应组件，通过测试主机150控制通电加热的过程，待温度达到设置温度后，测试主机150断电停止加热，温度降低后，继续通电升温。

其次，介绍支撑裂缝导流仪器140一侧的各个组件，即介绍实现导流能力测试的相关组件。

液压泵110还与支撑裂缝导流仪器140相连，支撑裂缝导流仪器140用于对原始支撑剂样本和酸蚀支撑剂样本进行导流能力测试。

支撑裂缝导流仪器140为常用的测量支撑剂导流能力值的仪器，其组件构成如图1所示。支撑裂缝导流仪器140包括装有清水的中间容器141、压力传感器142、导流室143、压差传感器144、真空泵145、回压阀146和天平147，以及与反应釜设备130相关组件共用的液压泵110和六通阀(由于是共用组件，图1并未在支撑裂缝导流仪器140内进行示意)。

可选的，如图1所示，支撑裂缝导流仪器140与反应釜设备130共用一个液压泵110；中间容器141与酸液容器120均用于存储液体，不同的是，在支撑裂缝导流仪器140一侧，中间容器141装有清水，在反应釜设备130一侧，酸液容器120装有酸液；压力传感器142用于记录实验过程中的压力变化情况；导流室143用于容纳原始支撑剂样本或不同酸溶解度下的酸蚀支撑剂样本；压差传感器144用于记录实验过程中支撑剂样本的压差，若压差越高，则导流能力越低；真空泵145用于在实验之前抽空导流室143中的空气，避免导流室143中气液两相流动，导致压力不稳定；回压阀146用于提供实验的阈值压力，避免实验压力过低；天平147用于记录实验出口端的液体质量，从而计算流量；六通阀用于阀门开启时，形成相应的通路。可选的，除六通阀之外，还可以在需要的位置处设置简易阀门进行流通的控制，如图1所示的四个简易阀门148。

进一步，装置100还通过测试主机150对装置100的各个组件进行操作控制，并进行数据处理。

其中，测试主机150分别与液压泵110、反应釜设备130和支撑裂缝导流仪器140电性相连(为了简明示意，部分电性相连并未在图1中示出)，测试主机150用于控制液压泵110进行酸液输送和压力调节、控制反应釜设备130进行酸蚀支撑剂样本的制备、以及控制支撑裂缝导流仪器140进行导流能力测试，并根据导流能力测试结果确定原始支撑剂样本在酸蚀条件下的导流能力变化情况。通过下述示例对测试主机150控制各个组件的操作并进行数据处理的过程进行简述。

在一个示例中，测试主机150控制液压泵110进行液体压缩，并在所产生的压力的驱动下实现酸液输送，即用压缩液体产生的压力驱动酸液容器120内的酸液进行前向流动；当酸液全部流入反应釜设备130内，测试主机150继续控制液压泵110进行液体压缩，以继续产生压力来实现反应釜设备130实验时所需的高压条件；同时，测试主机150控制加热片(或加热棒)通电，当达到反应釜设备130实验时所需的温度条件时，进行加热片(或加热棒)的断电处理；反应釜设备130预先装有原始支撑剂样本，并在酸液环境下，原始支撑剂样本逐渐被酸蚀，根据酸蚀的反应时间的不同，可得到不同酸溶解度下的酸蚀支撑剂样本，其中，测试主机150在酸蚀反应过程中，会实时监控反应釜设备130内的压力条件与温度条件，当不满足预设的实验所需条件时，进行对压力和温度的实时调节；当完成酸蚀支撑剂样本的制备后，可通过实验人员将酸蚀支撑剂样本从反应釜设备130中取出，继而测试主机150通过控制支撑裂缝导流仪器140实现对原始支撑剂样本以及各个酸蚀支撑剂样本的导流能力测试；最终，测试主机150得到导流能力测试结果。可选的，测试主机150具备分析导流能力变化情况的能力，则测试主机150根据导流能力测试结果确定原始支撑剂样本在酸蚀条件下的导流能力变化情况，或者，由实验人员根据导流能力测试结果确定原始支撑剂样本在酸蚀条件下的导流能力变化情况。

综上所述，本申请实施例提供了一种支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价装置，特别适用于支撑剂性能测试领域，该装置用于实现酸蚀支撑剂样本的制备以及获取支撑剂样本酸蚀前后的导流能力变化情况；其中，本申请通过反应釜设备实现酸蚀支撑剂样本制备的高温高压密封环境，继而在原始支撑剂样本与酸液的反应过程中，有效防止酸液挥发，保障了实验的安全环保性；进一步的，通过对导流能力变化值的数据分析，能够为酸溶解度参数的比较和支撑剂优选提供更为有效的理论依据和实验支撑。

请参考图2，其示出了本申请另一个示意性实施例提供的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价装置200的结构示意图。在图1的基础上，通过装置200对图1所示的装置100作进一步的说明。

在本申请实施例中，反应釜设备130是用于制备酸蚀支撑剂样本的重要组件，为了示例清晰，将图2中的反应釜设备130进行单独结构说明，如图3所示，为反应釜设备130的结构示意图。

反应釜设备130包括动态反应釜131、转筒132、旋转电机133、滤网134和旋转实验架135。其中，动态反应釜131为反应釜设备130中实际与原始支撑剂样本以及酸液进行接触的组件。动态反应釜131与酸液容器120相连，并用于容纳原始支撑剂样本和酸液。

对于动态反应釜131而言，可选的，动态反应釜131与酸液容器120的连接位置处设置有连接口，用于液压泵110施压时酸液的流入。

对于转筒132而言，转筒132设置于动态反应釜131内部，用于在转动时实现原始支撑剂样本和酸液的动态反应。其中，转筒132与酸液接触的一面为光滑面，并不会对原始支撑剂样本造成磨损。

可选的，转筒132具备不同半径参数，不同半径参数下的转筒132，用于实现不同剪切速率的测试条件。在一种可能的实施方式中，根据转筒半径和动态反应釜半径的组合，可以得到不同的剪切速率的测试条件。剪切速率也作速度梯度，酸液在转筒132表面和反应釜内部表面之间流动，当两个表面越接近，则剪切速度越大。

在相关技术中，酸蚀的反应过程是在静态条件下开展的。然而，在实际地层条件下，液体是流动的。本申请实施例通过不同半径参数的转筒132以实现不同的剪切速率，目的是为了让液体处于搅拌、运动的状态，从而模拟出真实的地层条件。

如图4所示，其示出了转筒半径和动态反应釜半径的示意图。其中，圆圈1为转筒132的俯视图，圆圈2为动态反应釜131的俯视图，d用于标记转筒半径，D用于标记动态反应釜半径。其中，D为固定值，通过改变d的数值，可实现不同的剪切速率。一定转速下，当选择d越大的转筒132进行实验时，剪切速率也越大。

对于旋转电机133而言，旋转电机133设置于动态反应釜131外部并与转筒132电性相连，用于实现转筒132的转动，使转筒132中的酸液和原始支撑剂样本处于动态反应中。其中，旋转电机133的通电、断电以及转速可通过测试主机150的控制实现。

对于滤网134和旋转实验架135而言，滤网134设置于动态反应釜131的开口位置，使用时，在动态反应釜131内放入原始支撑剂样本后再盖上滤网134，旋转实验架135与动态反应釜131的外侧活动连接；旋转实验架135用于实现动态反应釜131的旋转，并在动态反应釜131旋转时实现酸液从滤网134流出。

在一种可能的实施方式中，测试主机150预设有酸蚀的反应时间，在反应前和反应中，旋转实验架135将固定动态反应釜131固定，动态反应釜131的磁力旋转底座的一端在下方；反应结束后，实验人员可操作旋转实验架135并将动态反应釜131整体垂直旋转180°，即将配有滤网134的一端旋转至下端，以便酸液流出后，酸蚀支撑剂样本被滤网134拦截，以便实验人员将滤网134上所有的酸蚀支撑剂样本取出。

此外，为了方便反应前原始支撑剂样本的放入以及反应后酸蚀支撑剂样本的取出，如图3所示，反应釜设备130还包括开盖136，开盖136设置于反应釜设备130的顶部，并与磁力旋转底座相对。

需要说明的是，由于反应釜设备130内涉及酸液，本申请实施例中，动态反应釜131、转筒132、滤网134和开盖136等组件的材料为哈氏合金材料，可实现高强度的耐温耐压耐酸性。

至此，本申请实施例通过上述内容并结合图3已对反应釜设备130的结构做了详细阐述。除此之外，与反应釜设备130相关的是，如图2所示，装置200还包括温度压力检测器160，温度压力检测器160分别与动态反应釜131和测试主机150电性相连。其中，温度压力检测器160用于记录动态反应釜131的温度数据和压力数据，并将温度数据和压力数据实时发送至测试主机150。

在一个示例中，温度压力检测器160将实时的温度数据和压力数据发送至测试主机150，测试主机150当前已暂停加热片(或电加热棒)的通电，且测试主机150根据当前的温度数据判断出，当前动态反应釜131内的温度即将低于(或已低于)预设温度条件，则测试主机150对加热片(或电加热棒)进行通电，并当动态反应釜131内的温度达到预设温度条件时(或超过预设温度条件一定温度范围后)，测试主机150暂停加热片(或电加热棒)的通电。

虽然，本申请实施例中，可通过液压泵110来控制酸液的流通状态，但考虑酸液的危险性，以及实验操作的便捷性，装置200还包括第一流通阀170和第二流通阀180(即六通阀)。第一流通阀170设置于液压泵110与酸液容器120的下端之间，并与测试主机150电性相连，用于在测试主机150的控制下实现液压泵110与酸液容器120之间的液体流通；第二流通阀180设置于动态反应釜131与酸液容器120的上端之间，并与测试主机150电性相连，用于在测试主机150的控制下实现酸液容器120与动态反应釜131之间的酸液流通。

在一种可能的实施方式中，可通过关闭第一流通阀170，和/或，第二流通阀180，来组织酸液流入反应釜设备130内。

对于酸液容器120而言，酸液容器120的中间设置有活塞121。工作状态下，活塞121的上部盛放有酸液，活塞121的下部蓄有驱替液，用于在液压泵110的施压下驱动活塞121向上运动，并使酸液流入反应釜设备130。其中，驱替液与液压泵110相关。为了保护液压泵110，经过液压泵110内部加压后排出的液体，一般为蒸馏水，即一种驱替液。

本申请实施例中，对反应釜设备的结构进行了详细阐述。反应釜设备为酸蚀支撑剂样本的制备提供了的高温高压密封环境，继而在原始支撑剂样本与酸液的反应过程中，有效防止酸液挥发，保障了实验的安全环保性。

本申请实施例中，通过不同半径参数的转筒实现不同剪切速率的测试条件。与相关技术中静态条件下开展酸蚀反应的方法相比，本申请实施例能够让酸液处于搅拌、运动的状态，从而模拟出真实的地层条件。

本申请实施例中，与酸液有直接接触的组件的材质均为哈氏合金材料，可实现装置高强度的耐温耐压耐酸性。

本申请实施例中，装置还包括温度压力检测器，以实现实时记录动态反应釜的温度数据和压力数据，测试主机能够根据温度数据和压力数据进行实时的装置操作。

本申请实施例中，装置还包括第一流通阀和第二流通阀，以提高实验操作的安全性与便捷性。

本申请实施例中，酸液容器的中间设置有活塞，在实现液压泵施压驱动酸液流入反应釜设备的过程中，还通过活塞实现了驱替液和酸液的隔离，以保证液压泵的设备安全。

请参考图5，其示出了本申请一个示意性实施例提供的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价方法的流程图。本实施例以该方法用于上述实施例提供的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价装置为例进行说明，该方法包括：

步骤501，测试主机控制反应釜设备制备酸蚀支撑剂样本。

在上述对支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价装置进行阐述的过程中，已详细对反应釜设备的结构作介绍。在本申请实施例中，测试主机控制反应釜设备制备酸蚀支撑剂样本地过程中，涉及了反应釜设备所包括的各个组件。

在制备酸蚀支撑剂样本之前，需要根据本次实验的目的进行样本参数的确定。如实验目的为研究不同类型的支撑剂样本在同一酸溶解度下的导流能力变化情况，则确定样本参数包括确定支撑剂样本的不同类型和同一酸溶解度；又如，实验目的为研究同一类型的支撑剂样本在不同酸溶解度下的导流能力变化情况，则确定样本参数包括确定支撑剂样本的同一类型和不同酸溶解度。其中，支撑剂样本的类型包括支撑剂样本的种类和目数。

此外，为了模拟真实的地层压力，在制备酸蚀支撑剂样本之前，还包括确定地层压力(即压力条件)和地层温度(即温度条件)。

在一种可能的实施方式中，测试主机控制液压泵进行液体压缩，并在所产生的压力的驱动下实现酸液全部流入反应釜设备内，测试主机继续控制液压泵进行液体压缩，以继续产生压力来实现反应釜设备实验时所需的模拟地层压力的高压条件；同时，测试主机控制加热片(或加热棒)通电，当达到反应釜设备实验时所需的温度条件时，进行加热片(或加热棒)的断电处理；反应釜设备通过开盖可被打开，并预先装有原始支撑剂样本；当酸液流入时，原始支撑剂样本逐渐被酸蚀，根据酸蚀的反应时间的不同，可得到不同酸溶解度下的酸蚀支撑剂样本。

步骤502，测试主机控制支撑裂缝导流仪器对原始支撑剂样本进行导流能力测试，得到第一数据。

为了实现酸蚀后的支撑剂导流能力的变化比较，测试主机需要通过控制支撑裂缝导流仪器对原始支撑剂样本进行导流能力测试，得到第一数据，第一数据用于指示原始支撑剂样本的导流能力。

其中，导流能力的大小决定了水力压裂效果的好坏，准确地预测出地层裂缝导流能力的大小对石油的采收率有很大的影响。对于支撑剂而言，影响其导流能力的因素包括外部因素和内部因素，外部因素如闭合压力、温度、裂缝的宽度等等，内部因素如支撑剂的酸溶解度、强度、均匀度、铺砂浓度等等。

步骤503，测试主机控制支撑裂缝导流仪器对酸蚀支撑剂样本进行导流能力测试，得到第二数据。

对应的，当完成酸蚀支撑剂样本的制备后，可选的，实验人员从反应釜设备中取出酸蚀支撑剂样本，并通过测试主机控制支撑裂缝导流仪器对酸蚀支撑剂样本进行导流能力测试，得到第二数据，第二数据用于指示酸蚀支撑剂样本的导流能力。

可选的，本申请实施例中，对步骤502和步骤503的先后执行顺序并不作限定，且步骤502可以在步骤504之前的任意步骤处执行。

步骤504，测试主机根据第一数据和第二数据，确定不同酸溶解度下原始支撑剂样本的导流能力变化值。

第一数据为原始支撑剂样本的导流能力，第二数据为酸蚀支撑剂样本的导流能力，因此，测试主机可根据第一数据和第二数据，确定不同酸溶解度下原始支撑剂样本的导流能力变化值。

在一种可能的实施方式中，导流能力变化值为第一数据与第二数据的差值，即不同酸溶解度下原始支撑剂样本的导流能力变化值。同一原始支撑剂样本，在多次实验后得到，差值越小，说明原始支撑剂样本在对应酸溶解度下，其导流能力受到的影响较小；差值越大，说明原始支撑剂样本在对应酸溶解度下，其导流能力受到的影响较大。

步骤505，测试主机根据导流能力变化值，确定原始支撑剂样本在酸蚀条件下的导流能力变化情况。

在一种可能的实施方式中，若当前实验目的为研究同一类型的支撑剂样本在不同酸溶解度酸蚀条件下的导流能力变化情况，则第一数据为原始支撑剂样本的导流能力，第二数据为不同酸溶解度下的酸蚀支撑剂样本的导流能力，根据导流能力变化值，可确定出该类型的原始支撑剂的最大可承受酸溶解度为多少，如导流能力变化值越大，则该类型的原始支撑剂难以在当前酸溶解度的地层下进行作用，其作用期大大减少。

可选的，可通过设置导流能力变化值阈值，来确定出该类型的原始支撑剂的最大可承受酸溶解度。

综上所述，本申请实施例中，测试主机控制反应釜设备制备酸蚀支撑剂样本，以及控制支撑裂缝导流仪器对原始支撑剂样本和酸蚀支撑剂样本进行导流能力测试，并根据导流能力测试结果确定原始支撑剂样本在酸蚀条件下的导流能力变化情况；其中，反应釜设备实现酸蚀支撑剂样本制备的高温高压密封环境，继而在原始支撑剂样本与酸液的反应过程中，有效防止酸液挥发，保障了实验的安全环保性；进一步的，通过对导流能力变化值的数据分析，能够为酸溶解度参数的比较和支撑剂优选提供更为有效的理论依据和实验支撑。

请参考图6，其示出了本申请另一个示意性实施例提供的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价方法的流程图。本实施例以该方法用于上述实施例提供的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价装置为例进行说明，该方法包括：

步骤601，测试主机根据目标剪切速率确定出转筒的目标半径参数和转速。

在相关技术中，酸蚀的反应过程是在静态条件下开展的。然而，在实际地层条件下，液体是流动的。本申请实施例根据所要模拟的地层条件，确定出目标剪切速率，并从不同半径参数的转筒中确定出目标半径参数下的转筒，且确定出转筒的转速，从而在让液体处于搅拌、运动状态的基础上，模拟出真实的地层条件。

其中，目标剪切速率＝(转速*目标半径)/(动态反应釜半径-目标半径)。一定转速下，当选择目标半径越大的转筒进行实验时，剪切速率也越大。即转速一定时，在目标半径与动态反应釜半径的组合下，当前动态反应过程可实现目标剪切速率。

步骤602，测试主机控住旋转电机启动，并记录原始支撑剂样本和酸液的动态反应时间。

测试主机控制反应釜设备制备酸蚀支撑剂样本，可得到同一酸溶解度下的酸蚀支撑剂样本，也可以得到不同酸溶解度下的酸蚀支撑剂样本。其中，同一酸溶解度下的酸蚀支撑剂样本通过相同的动态反应时间得到，而不同酸溶解度下的酸蚀支撑剂样本通过不同的动态反应时间得到。

在一种可能的实施方式中，测试主机控住旋转电机启动，并记录原始支撑剂样本和酸液的动态反应时间。

达到预设动态反应时间后，所述测试主机控住所述旋转电机关闭，实验人员操作所述旋转实验架转动，所述酸液通过所述滤网流出，得到所述酸蚀支撑剂样本。

步骤603，达到预设动态反应时间后，测试主机控住旋转电机关闭，实验人员操作旋转实验架转动，酸液通过滤网流出，得到酸蚀支撑剂样本。

其中，旋转实验架转动后，酸蚀支撑剂样本被滤网拦截住，从而方便实验人员得到酸蚀支撑剂样本。

进一步的，达到预设动态反应时间后，则原始支撑剂样本已受到酸蚀，测试主机控住旋转电机关闭，并控制旋转实验架转动，酸液通过滤网流出，得到酸蚀支撑剂样本。如，测试主机控制旋转实验架将动态反应釜整体垂直旋转180°。

在一个示例中，测试主机需要得到三种不同酸溶解度下的酸蚀支撑剂样本，设置的动态反应时间为10分钟、60分钟和120分钟。则测试主机分三次实验进行，在每次实验进行时，记录原始支撑剂样本和酸液的动态反应时间，当达到10分钟，则将酸蚀支撑剂样本取出，并晾干，以此类推。

步骤604，测试主机控制支撑裂缝导流仪器对原始支撑剂样本进行导流能力测试，得到第一数据。

本申请实施例中，支撑裂缝导流仪器除上述装置所介绍到的导流室之外，还包括有闭合压力机(闭合压力机并未在图中画出，且闭合压力机具体实施时，会在垂直方向对导流室所容纳的支撑剂样本加压)。

内容一、测试主机向闭合压力机发送施压指令，闭合压力机用于根据施压指令对导流室中的原始支撑剂样本施加预设闭合压力。

其中，预设闭合压力用于模拟地层压力条件。

内容二、在预设闭合压力下，测试主机通过导流室对原始支撑剂样本进行导流能力测试，得到原始支撑剂样本在预设闭合压力下的导流能力，记为第一数据。

在一种可能的实施方式中，测试主机可多次向闭合压力机发送不同的施压指令，闭合压力机根据不同的施压指令对导流室中的原始支撑剂样本施加不同的预设闭合压力；因此，在不同的预设闭合压力下，测试主机通过导流室对原始支撑剂样本进行导流能力测试，得到第一数据，第一数据包含有原始支撑剂样本在不同的预设闭合压力下的导流能力。

步骤605，测试主机控制支撑裂缝导流仪器对酸蚀支撑剂样本进行导流能力测试，得到第二数据。

与步骤604对应，可选的，步骤605包括如下内容。

内容一、测试主机向闭合压力机发送施压指令，闭合压力机还用于根据施压指令对导流室中的酸蚀支撑剂样本施加预设闭合压力。

内容二、在预设闭合压力下，测试主机通过导流室对酸蚀支撑剂样本进行导流能力测试，得到酸蚀支撑剂样本在预设闭合压力下的导流能力，记为第二数据。

对应的，测试主机可多次向闭合压力机发送不同的施压指令，闭合压力机根据不同的施压指令对导流室中的酸蚀支撑剂样本施加不同的预设闭合压力；因此，在不同的预设闭合压力下，测试主机通过导流室对酸蚀支撑剂样本进行导流能力测试，得到第二数据，第二数据包含有酸蚀支撑剂样本在不同的预设闭合压力下的导流能力。

可选的，本申请实施例中，对步骤604和步骤605的先后执行顺序并不作限定，且步骤604可以在步骤606之前的任意步骤处执行。

步骤606，测试主机根据第一数据和第二数据，确定不同酸溶解度下原始支撑剂样本的导流能力变化值。

可选的，本步骤的部分内容请参考步骤504。此外，对于不同的预设闭合压力下得到的第一数据和第二数据而言，测试主机能够根据第一数据和第二数据，确定不同酸溶解度下原始支撑剂样本在不同闭合压力下的导流能力变化值。

步骤607，测试主机根据导流能力变化值，确定出原始支撑剂样本基于单位支撑剂酸蚀质量下的导流能力变化情况。

酸蚀支撑剂样本对应的酸溶解度是指，支撑剂酸蚀质量与支撑剂样本质量之比。为了能够更好地评价支撑剂酸蚀质量下的导流能力变化情况，本申请实施例中，还包括有获取支撑剂酸蚀质量的内容。

在一种可能的实施方式中，测试主机根据导流能力变化值以及获取的支撑剂酸蚀质量，确定出原始支撑剂样本基于单位支撑剂酸蚀质量下的导流能力变化情况。基于单位支撑剂酸蚀质量的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价方法，可避免因支撑剂酸蚀质量不同导致的支撑剂导流能力评价不准确的问题。

本申请实施例中，通过不同半径参数的转筒实现不同剪切速率的测试条件，与相关技术中静态条件下开展酸蚀反应的方法相比，本申请实施例能够让酸液处于搅拌、运动的状态，从而模拟出真实的地层条件；其中，反应釜设备实现酸蚀支撑剂样本制备的高温高压密封环境，继而在原始支撑剂样本与酸液的反应过程中，有效防止酸液挥发，保障了实验的安全环保性；进一步的，通过对导流能力变化值的数据分析，并利用单位支撑剂酸蚀质量下导流能力的变化来评价支撑剂导流能力，为酸溶解度参数的比较和支撑剂的优选提供了更为有效的理论依据和实验支撑。

本申请实施例还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如上各个实施例所述的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价方法。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价装置，其特征在于，所述装置包括：液压泵、酸液容器、反应釜设备、支撑裂缝导流仪器和测试主机；

所述液压泵与所述酸液容器的下端相连，所述酸液容器的上端与所述反应釜设备相连；所述液压泵用于为所述反应釜设备提供酸液和高压条件；所述酸液容器用于存储所述酸液；所述反应釜设备用于制备酸蚀支撑剂样本，所述酸蚀支撑剂样本为原始支撑剂样本进行酸蚀后的支撑剂样本；

所述液压泵还与所述支撑裂缝导流仪器相连，所述支撑裂缝导流仪器用于对所述原始支撑剂样本和所述酸蚀支撑剂样本进行导流能力测试；

所述测试主机分别与所述液压泵、所述反应釜设备和所述支撑裂缝导流仪器电性相连，所述测试主机用于控制所述液压泵进行酸液输送和压力调节、控制所述反应釜设备进行所述酸蚀支撑剂样本的制备、以及控制所述支撑裂缝导流仪器进行所述导流能力测试，并根据导流能力测试结果确定所述原始支撑剂样本在酸蚀条件下的导流能力变化情况。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应釜设备包括动态反应釜、转筒、旋转电机、滤网和旋转实验架；

所述动态反应釜与所述酸液容器相连，用于容纳所述原始支撑剂样本和所述酸液；

所述转筒设置于所述动态反应釜内部，用于在转动时实现所述原始支撑剂样本和所述酸液的动态反应；

所述旋转电机设置于所述动态反应釜外部并与所述转筒电性相连，用于实现所述转筒的转动；

所述滤网设置于所述动态反应釜的开口位置，所述旋转实验架与所述动态反应釜的外侧活动连接；所述旋转实验架用于实现所述动态反应釜的旋转，并在所述动态反应釜旋转时实现所述酸液从所述滤网流出。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一流通阀和第二流通阀；

所述第一流通阀设置于所述液压泵与所述酸液容器的下端之间，并与所述测试主机电性相连，用于在所述测试主机的控制下实现所述液压泵与所述酸液容器之间的液体流通；

所述第二流通阀设置于所述酸液容器与所述动态反应釜的上端之间，并与所述测试主机电性相连，用于在所述测试主机的控制下实现所述酸液容器与所述动态反应釜之间的酸液流通。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括温度压力检测器，所述温度压力检测器分别与所述动态反应釜和所述测试主机电性相连；

所述温度压力检测器用于记录所述动态反应釜的温度数据和压力数据，并将所述温度数据和所述压力数据实时发送至所述测试主机。

5.根据权利要求1至4任一所述的装置，其特征在于，所述酸液容器的中间设置有活塞；

工作状态下，所述活塞的上部盛放有所述酸液，所述活塞的下部蓄有驱替液，用于在所述液压泵的施压下驱动所述活塞向上运动，并使所述酸液流入所述反应釜设备。

6.根据权利要求1至4任一所述的装置，其特征在于，所述转筒具备不同半径参数，不同半径参数下的所述转筒，用于实现不同剪切速率的测试条件。

7.一种支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价方法，其特征在于，所述方法用于权利要求1至6任一所述的支撑剂酸蚀条件下的导流能力评价装置，所述方法包括：

所述测试主机控制所述反应釜设备制备所述酸蚀支撑剂样本；

所述测试主机控制所述支撑裂缝导流仪器对所述原始支撑剂样本进行导流能力测试，得到第一数据，所述第一数据用于指示所述原始支撑剂样本的导流能力；

所述测试主机控制所述支撑裂缝导流仪器对所述酸蚀支撑剂样本进行所述导流能力测试，得到第二数据，所述第二数据用于指示所述酸蚀支撑剂样本的导流能力；

所述测试主机根据所述第一数据和所述第二数据，确定不同酸溶解度下所述原始支撑剂样本的导流能力变化值；

所述测试主机根据所述导流能力变化值，确定所述原始支撑剂样本在所述酸蚀条件下的所述导流能力变化情况。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述测试主机控制所述反应釜设备制备所述酸蚀支撑剂样本，包括：

所述测试主机根据目标剪切速率确定出所述转筒的目标半径参数和转速；

所述测试主机控住所述旋转电机启动，并记录所述原始支撑剂样本和所述酸液的动态反应时间；

达到预设动态反应时间后，所述测试主机控住所述旋转电机关闭，实验人员操作所述旋转实验架转动，所述酸液通过所述滤网流出，得到所述酸蚀支撑剂样本。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述支撑裂缝导流仪器包括闭合压力机和导流室；

所述测试主机控制所述支撑裂缝导流仪器对所述原始支撑剂样本进行导流能力测试，得到第一数据，包括：

所述测试主机向所述闭合压力机发送施压指令，所述闭合压力机用于根据所述施压指令对所述导流室中的所述原始支撑剂样本施加预设闭合压力；

在所述预设闭合压力下，所述测试主机通过所述导流室对所述原始支撑剂样本进行所述导流能力测试，得到所述原始支撑剂样本在所述预设闭合压力下的导流能力，记为所述第一数据；

所述测试主机控制所述支撑裂缝导流仪器对所述酸蚀支撑剂样本进行所述导流能力测试，得到第二数据，包括：

所述测试主机向所述闭合压力机发送所述施压指令，所述闭合压力机还用于根据所述施压指令对所述导流室中的所述酸蚀支撑剂样本施加所述预设闭合压力；

在所述预设闭合压力下，所述测试主机通过所述导流室对所述酸蚀支撑剂样本进行所述导流能力测试，得到所述酸蚀支撑剂样本在所述预设闭合压力下的导流能力，记为所述第二数据。

10.根据权利要求7至9任一所述的方法，其特征在于，所述测试主机根据所述导流能力变化值，确定所述原始支撑剂样本在所述酸蚀条件下的所述导流能力变化情况，包括：

所述测试主机根据所述导流能力变化值，确定出所述原始支撑剂样本基于单位支撑剂酸蚀质量下的所述导流能力变化情况。

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