CN114165204B - 一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测实验装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测实验装置和方法。所述装置包括主体结构、围压加载结构、压裂液泵注结构、缝网起裂瞬时定位结构和缝网延伸实时监测结构；所述主体结构中水泥外壳外接有围压加载结构，围压加载结构中设有球形滑道‑滚珠结构；所述缝网起裂瞬时定位结构设有半导体纤维丝；所述缝网延伸实时监测结构设有电磁波脉冲探头、雷达回波分析器。本发明实现试样内缝网起裂位置在试样表面的投影定位，缝网起裂瞬时定位结构辅助缝网延伸实时监测结构共同完成水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测，解决了水力压裂缝网演化过程无法实时可视化监测的问题，实现水力压裂缝网起裂位置处裂缝宽度的预测。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气开发工程领域，涉及一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测实验装置和方法。
背景技术
水力压裂是常规/非常规油气开发最常用的技术，该技术形成的压裂缝网对低渗透储层改造具有重要工程价值。然而，现阶段缺少水力压裂缝网演化(包括缝网起裂和缝网延伸)的监测技术，无法实时可视化缝网演化过程，极大限制了水力压裂缝网模型的发展和缝网压裂工艺的优化。目前，在现场施工过程中，微地震是最常用的水力压裂缝网演化监测技术，然而微地震监测受众多地下因素影响，监测数据呈现明显的离散状态，难以保证缝网演化过程的监测精度。另外，已有学者通过研发实验装置在实验室内开展岩样尺度的水力压裂实验，如一种真三轴水力压裂实验装置和水力压裂试验方法(CN111257129A)、一种三轴多裂纹水力压裂实验装置(CN209145580U)、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(CN107907422A)，然而上述实验也不能实时可视化缝网演化全过程，仅能在实验结束后剖开岩样获取水力压裂缝网最终形态。值得注意的是，水力压裂缝网的最终形态不同于水力压裂缝网演化的全过程。上述分析表明，无论是现场环境还是实验室环境，均难以实现水力压裂缝网演化过程(包括缝网起裂和缝网延伸)的实时可视化监测。鉴于以上问题，研发一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测实验装置已迫在眉睫。
发明内容
针对现有装置中存在的一些不足，本发明提供了一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测实验装置和方法。
本发明所采用的技术方案是：一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测实验装置，所述装置包括主体结构、围压加载结构、压裂液泵注结构、缝网起裂瞬时定位结构和缝网延伸实时监测结构；
所述主体结构由试样、井筒、水泥外壳构成，优选的试样为60cm×60cm×60cm的立方体，水泥外壳紧密包裹试样，优选的水泥外壳和试样构成1m×1m×1m的立方体；井筒竖直穿过水泥外壳固定插入试样正中间。
水泥外壳外接有围压加载结构，由液压装置、加厚钢板、刚性压板、柔性压板、球形滑道和滚珠构成；水泥外壳的四个侧面紧贴刚性压板，顶面和底面紧贴柔性压板；刚性压板与刚性压板之间通过“球形滑道-滚珠”结构实现相互垂直错动，柔性压板可在刚性压板挤压下发生形变适应岩样形变；压板外侧固定有液压装置，负责推动压板施加围压；液压装置固定在加厚钢板上，加厚钢板与地面固定连接。
根据本发明，所述“球形滑道-滚珠”结构由球形滑道和滚珠构成，刚性压板顶部设有滚珠，底部设有球形滑道，滚珠和球形滑道可互扣连接；通过滚珠和球形滑道将刚性压板与刚性压板垂直互扣连接，侧面刚性压板在液压装置的推动下利用“球形滑道-滚珠”结构发生相互垂直错动和移动施加水平围压，顶部和底部柔性压板在液压装置的推动下施加轴向围压。
所述井筒与增压泵、压裂液储集箱、耐压高强度螺栓、管道、注液阀门、加热器构成压裂液泵注结构，管道串联增压泵、压裂液储集箱、注液阀门和井筒，增压泵负责将压裂液储集箱中的压裂液通过管道泵入井筒；压裂液储集箱中设有加热器负责压裂液加热；注液阀门负责控制压裂液流动；管道通过耐压高强度螺栓与井筒进行连接。
所述缝网起裂瞬时定位结构由半导体纤维丝、电阻测量器、连接线构成；“匚”形半导体纤维丝均匀布设于试样表面，每个表面沿竖向和横向各设置25根半导体纤维丝；每根半导体纤维丝单独通过连接线连接电阻测量器，电阻测量器监测每根半导体纤维丝电阻值；以试样一个表面的半导体纤维丝为例进行说明，当半导体纤维丝电阻值有突变时(缝网演化过程中每次缝网起裂均将引起所有半导体纤维丝不同程度的电阻值突变)，从竖向半导体纤维丝找出电阻值突变最大的半导体纤维丝，同时从横向半导体纤维丝找出电阻值突变最大的半导体纤维丝，两条半导体纤维丝的交点定义为试样内缝网起裂位置在试样表面上的投影点。试样平行表面上的投影点两两连接确定3条定位线，最后3条定位线交于一点即为试样内缝网起裂位置；若3条定位线不能精准交于一点，则取距三条定位线相同距离的点为试样内缝网起裂位置，实现水力压裂缝网起裂位置的瞬时定位。
所述半导体纤维丝是由单体硅制作而成的半导体材料，具有压阻效应；由于应力引起能带的变化及能谷的能量移动，使得半导体纤维丝在受到应力作用时电阻率会发生变化。因此，可以通过监测竖向和横向交叉分布的半导体纤维丝电阻值突变定位试样内缝网起裂位置。
所述缝网延伸实时监测结构由电磁波脉冲探头、雷达回波分析器、计算机、信号传输线、信号放大器构成；电磁波脉冲探头放置于试样表面，将试样表面划分为4×4的网格，每个表面设置9个电磁波脉冲探头，共设置54个电磁波脉冲探头；电磁波脉冲探头负责向试样内部发射纳秒级电磁波脉冲并接收岩体回波和流体回波；雷达回波分析器通过处理回波相参滤除岩体回波并保留流体回波；通过对流体回波的持续监测实时定位压裂液运动信息，进而由压裂液运动信息实时反映缝网延伸信息。雷达回波分析器与计算机线路连接，实时可视化缝网延伸过程。
本发明还提供了一种采用上述实验装置实时可视化监测储层条件下水力压裂缝网演化过程的方法。
本发明所取得的有益效果为：
1、本发明设计了一种水力压裂缝网起裂瞬时定位结构，利用半导体纤维丝的压阻效应，并结合半导体纤维丝在试样表面竖向、横向的交叉设计，实现缝网起裂位置在试样表面的投影定位，缝网起裂瞬时定位结构辅助缝网延伸实时监测结构共同完成水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测。
2、本发明设计了一种水力压裂缝网延伸实时监测结构，利用纳秒级电磁波脉冲穿透岩石的特性获取流体回波，通过雷达回波分析器处理流体回波相参精准定位压裂液运动信息，进而由压裂液运动信息实时可视化缝网延伸过程，解决了水力压裂缝网延伸过程无法实时可视化监测的问题。
3、本发明提出了一种水力压裂缝网起裂位置处裂缝宽度的计算方法，通过半导体纤维丝压阻效应方程计算缝网起裂位置处的应力，然后结合胡克定理即可得到缝网起裂位置处的应变，最后依据应变定义确定缝网在起裂位置处的裂缝宽度，实现水力压裂缝网起裂位置处裂缝宽度的预测。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为井筒结构示意图；
图3为围压加载结构示意图；
图4为图3的俯视图；
图5为液压装置结构示意图；
图6为球形滑道-滚珠示意图；
图7为压裂液泵注结构示意图；
图8为缝网起裂瞬时定位结构示意图；
图9为缝网起裂瞬时定位示意图；
图10为缝网延伸实时监测结构示意图；
图11为电磁波脉冲探头布置示意图；
图12为实施例1本发明监测的缝网演化结果图；
图13为实施例1声发射监测的缝网演化结果图；
图14为裂缝预测宽度与裂缝测量宽度对比图；
图中：1、液压装置；2、试样；3、井筒；4、增压泵；5、水泥外壳；6、加厚钢板；7、电磁波脉冲探头；8、雷达回波分析器；9、模拟射孔；10、液压机；11、输液管；12、液压腔；13、液压柱；14、刚性压板；15、柔性压板；16、球形滑道；17、滚珠；18、耐压高强度螺栓；19、管道；20、注液阀门；21、加热器；22、信号传输线；23、信号放大器；24、压裂液储集箱；25、计算机；26、半导体纤维丝；27、电阻测量器；28、连接线。
具体实施方式
结合附图及本发明具体实施方式对本发明做进一步地详细描述。应当理解，在此描述的具体实施方式仅用于解释本发明，并不能理解成是对本发明的限制,另外，位置指示词“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的位置关系为基于附图所示的位置关系，仅仅是为了方便描述本发明，并不是指装置或部件必须具有的特定方位，因此不能理解成是对本发明的限制。
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
如图1所示，一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测实验装置包括主体结构、围压加载结构、压裂液泵注结构、缝网起裂瞬时定位结构、缝网延伸实时监测结构；
所述主体结构由试样2、井筒3、水泥外壳5构成，试样2为60cm×60cm×60cm的立方体，水泥外壳5紧密包裹试样2，水泥外壳5和试样2构成1m×1m×1m的立方体，水泥外壳5厚度为40cm，井筒3竖直穿过水泥外壳5固定插入于试样2正中间。
水泥外壳5外接有围压加载结构，包括液压装置1、加厚钢板6、刚性压板14、柔性压板15；刚性压板14紧密包裹水泥外壳5的四个侧面，顶面和底面设置有柔性压板15；刚性压板14与刚性压板14之间通过“球形滑道-滚珠”结构实现相互垂直错动，柔性压板15可在刚性压板14挤压下发生形变；刚性压板14和柔性压板15外侧中央固定有液压装置1，负责推动压板施加围压；液压装置1固定在加厚钢板6上，底面的加厚钢板6与地面固定连接。
根据本发明，所述“球形滑道-滚珠”结构由球形滑道16和滚珠17构成，每个刚性压板14顶部固定设有滚珠17，底部设有球形滑道16，刚性压板14顺次相接，滚珠17和球形滑道16可互扣连接；通过滚珠17和球形滑道16将两个相邻的刚性压板14垂直互扣连接，刚性压板14在液压装置1的推动下利用“球形滑道-滚珠”结构发生相互垂直错动和移动施加水平围压。
所述井筒3与增压泵4、耐压高强度螺栓18、管道19、注液阀门20、加热器21和压裂液储集箱24构成压裂液泵注结构，管道19串联增压泵4、井筒3、注液阀门20和压裂液储集箱24，增压泵4负责将压裂液储集箱24中的压裂液通过管道19泵入井筒3；压裂液储集箱24中设有加热器21负责压裂液加热；注液阀门20负责控制压裂液流动；管道19通过耐压高强度螺栓18与井筒3进行连接。
所述缝网起裂瞬时定位结构由半导体纤维丝26、电阻测量器27、连接线28构成；“匚”形半导体纤维丝26均匀布设于试样2的全部外表面，每个表面沿竖向和横向各设置25根半导体纤维丝26；每根半导体纤维丝26单独通过连接线连接电阻测量器27，电阻测量器27监测每根半导体纤维丝26电阻值；以试样2一个表面的半导体纤维丝为例进行说明，根据压阻效应，当半导体纤维丝26电阻值有突变时(缝网起裂均将引起所有半导体纤维丝26不同程度的电阻值突变)，从竖向半导体纤维丝26找出电阻值突变最大的半导体纤维丝26，同时从横向半导体纤维丝26找出电阻值突变最大的半导体纤维丝26，两条半导体纤维丝26的交点定义为试样2内缝网起裂位置在试样表面上的投影点；试样2相互平行表面上的投影点两两连接确定3条定位线，3条定位线交于一点即为试样2内缝网起裂位置；若3条定位线不能精准交于一点，则取距三条定位线相同距离的点为试样内缝网起裂位置，实现水力压裂缝网起裂位置的瞬时定位。
所述投影点坐标通过电阻值突变最大的半导体纤维丝26位置坐标获取，然后通过投影点坐标计算缝网起裂位置坐标，见下式(1)。
式中：u，v，w为缝网起裂位置的三维坐标；Fx，Fy为主视图的投影点坐标；Tx，Ty为俯视图的投影点坐标；Sx，Sy为侧视图的投影点坐标；x，y为图纸坐标系下投影点坐标。
所述缝网延伸实时监测结构由电磁波脉冲探头7、雷达回波分析器8、计算机25、信号传输线22、信号放大器23构成；电磁波脉冲探头7镶嵌于试样2外表面，将试样2表面划分为4×4的网格，每个表面设置9个电磁波脉冲探头7，共设置54个电磁波脉冲探头7；电磁波脉冲探头7负责向试样2内部发射纳秒级电磁波脉冲并接收岩体回波和流体回波；雷达回波分析器8通过处理回波相参滤除岩体回波并保留流体回波；通过对流体回波的持续监测实时定位压裂液运动信息，进而由压裂液运动信息实时反映缝网延伸信息。雷达回波分析器8与计算机25线路连接，实时可视化缝网延伸过程。
如图2所示，井筒3为圆筒状，在井筒3的底端设置有模拟射孔9，通过模拟射孔9将压裂液注入试样2中。
如图5所示，液压装置1由液压机10、输液管11、液压腔12、液压柱13组成，依靠输液管11向液压腔12内注入液体推动液压柱13移动给压板14施加压力。
如图10所示，“匚”形半导体纤维丝26交叉分布于试样2表面，每个表面竖向和横向各设置25根半导体纤维丝26，分别命名为1-25号；每根半导体纤维丝26单独通过连接线连接电阻测量器27，电阻测量器27监测每根半导体纤维丝26电阻值；通过记录投影点所在两条半导体纤维丝26的电阻突变值(6个投影点、12条半导体纤维丝)，并结合公式(2)即可计算投影点位置处的应力σx，σy，σz，σ’x，σ’y，σ’z；
由投影点坐标通过公式(1)确定缝网起裂位置，进而获取缝网起裂位置与水泥外壳之间的距离d1、d2，然后根据胡克定理和应变定义计算缝网起裂位置处的裂缝宽度，见公式(3)-(4)。
d＝ε1d1+ε2d2 (4)
式中：R0为半导体纤维丝初始电阻；R为半导体纤维丝测量电阻；K为半导体纤维丝压阻系数；σ为局部应力；E为试样弹性模量；ε1，ε2为缝网起裂位置处的应变；σx，σy，σz，σ’x，σ’x，σ’x为投影点位置处的应力；μ为试样泊松比；d1、d2为缝网起裂位置与水泥外壳之间的距离；d为缝网起裂位置处的裂缝宽度。
一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测实验装置，其操作步骤是：
步骤1：制备试样。将不同组分的石英砂、黏土、水、水泥、碎纸屑等材料混合后(质量比为2∶1∶10∶6∶1)倒入固定有井筒3的模具(模具尺寸为0.6m×0.6m×0.6m)中并静置72小时，将拆模后的试样2静置于恒温箱中养护14天，形成尺寸为0.6m×0.6m×0.6m带有井筒3的试样2。
步骤2：制备水泥外壳。首先，在试样2的每个表面上按照九宫格的排列方式放置9个电磁波脉冲探头7，共放置54个电磁波脉冲探头7。其次，将“匚”形半导体纤维丝26交叉放置于试样表面，并将连接线28缠绕井筒3。最后，将试样2放入1m×1m×1m的模具正中间，在模具中倒入水泥并静置72小时，拆模后静置于恒温箱中养护14天，形成包裹试样2的水泥外壳5。
步骤3：施加围压载荷。将步骤2中包裹有试样2的水泥外壳5放入加载装置内。控制液压装置1推动刚性压板14挤压水泥外壳5施加水平围压，控制底部和顶部液压装置1推动柔性压板15挤压水泥外壳5施加轴向围压，实现试样2的围压加载。
步骤4：定位缝网起裂位置。启动增压泵4同时打开注液阀门20，向试样2泵入压裂液，通过计算机25实时显示泵注压力，待泵注压力达到最大值后迅速下降且趋于稳定时(即试样2开始出现缝网起裂时)打开电阻测量器28实时监测半导体纤维丝26电阻值，当半导体纤维丝26电阻值有突变时，记录电阻值突变最大的竖向和横向半导体纤维丝26编号，然后确定缝网起裂位置在试样表面上的投影点，最后由投影点坐标通过公式(1)确定缝网瞬时起裂位置。
步骤5：监测缝网延伸过程。在打开电阻测量器28的同时，打开电磁波脉冲探头7和雷达回波分析器8，控制雷达回波分析器8滤除岩体回波并保留流体回波，通过对流体回波的持续监测及流体回波相参的实时定位压裂液运动信息，进而由压裂液运动信息实时反映缝网延伸过程；
步骤6：完成实验。根据计算机25实时显示缝网演化过程(包括缝网起裂和缝网延伸)，当缝网延伸趋于稳定或缝网延伸达到实验预设要求时，停止向试样2泵入压裂液，关闭缝网起裂瞬时定位结构和缝网延伸实时监测结构，拆卸实验装置取出试样2。
实施例1：
根据步骤1制备尺寸为0.6m×0.6m×0.6m且带有井筒3的试样2；根据步骤2在试样2的表面放置54个电磁波脉冲探头22，同时缠绕半导体纤维丝26；然后将试样2和井筒3放入1m×1m×1m的模具正中间，倒入水泥制作水泥外壳5；利用现有围压加载装置给水泥外壳5施加围压载荷，轴向围压载荷设定为10MPa，水平围压载荷设定为12MPa；根据步骤4向试样2内泵入压裂液，同时分别利用本发明所述的缝网起裂瞬时定位结构、缝网延伸实时监测结构和专利CN103592186A中所述的声发射技术同步监测缝网演化过程，并分别记录缝网演化信息，如图12和图13；根据步骤5结束实验，取出试样2；将试样2沿裂缝剖开，利用数字扫描仪对试样2剖面进行扫描并获取缝网位置坐标，然后通过缝网位置坐标绘制试样2剖面的实际缝网形状，如图12和图13。依据电阻突变值结合公式(2)计算缝网起裂位置在六个投影点上的应力σx，σy，σz，σ’x，σ’y，σ’z，然后根据公式(3)～(4)计算裂缝1～6的宽度，并与直接测量所得裂缝1～6的宽度进行对比，如图14所示。
对比图12-13可知，本发明所述缝网起裂瞬时定位结构和缝网延伸实时监测结构共同监测的缝网演化过程更接近于试样剖开后的实际缝网形状；另外，所述缝网起裂瞬时定位结构和缝网延伸实时监测结构获取的监测点数据更加连续，明显好于声发射获取的监测点数据(存在数据异常聚集区和数据缺失空白区)。因此，本发明装置具有更高的水力压裂缝网演化实时可视化监测精度。由图14可知，本发明所述的裂缝宽度预测结果，与剖开试样后的裂缝宽度实测结果较为接近，这说明水力压裂缝网起裂位置处的裂缝宽度计算方法具有较高的准确性和可行性。
Claims (7)
1.一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测实验装置，其特征在于，所述装置包括主体结构、围压加载结构、压裂液泵注结构、缝网起裂瞬时定位结构和缝网延伸实时监测结构；
所述主体结构由试样、井筒、水泥外壳构成，水泥外壳紧密包裹试样，井筒竖直穿过水泥外壳固定插入试样正中间；
水泥外壳外接有围压加载结构，所述围压加载结构由液压装置、加厚钢板、刚性压板、柔性压板、球形滑道和滚珠构成；水泥外壳的四个侧面紧贴刚性压板，顶面和底面紧贴柔性压板；刚性压板与刚性压板之间通过“球形滑道-滚珠”结构实现相互垂直错动，柔性压板可在刚性压板挤压下发生形变适应岩样形变；刚性压板和柔性压板外侧固定有液压装置，负责推动刚性压板和柔性压板施加围压；液压装置固定在加厚钢板上，加厚钢板与地面固定连接；
所述缝网起裂瞬时定位结构由半导体纤维丝、电阻测量器、连接线构成；
所述缝网延伸实时监测结构由电磁波脉冲探头、雷达回波分析器、计算机、信号传输线、信号放大器构成；
所述缝网起裂瞬时定位结构中，“匚”形半导体纤维丝分别沿竖向和横向均匀布设于试样全部外表面，每根半导体纤维丝单独通过连接线连接电阻测量器，电阻测量器监测每根半导体纤维丝电阻值；通过监测竖向和横向交叉分布的半导体纤维丝电阻值突变定位试样内缝网起裂位置；
所述半导体纤维丝的分布距离小于2cm，当半导体纤维丝电阻值有突变时，从竖向半导体纤维丝找出电阻值突变最大的半导体纤维丝，同时从横向半导体纤维丝找出电阻值突变最大的半导体纤维丝，两条半导体纤维丝的交点定义为试样内缝网起裂位置在试样表面上的投影点；试样平行表面上的投影点两两连接确定3条定位线，最后3条定位线交于一点即为试样内缝网起裂位置；若3条定位线不能精准交于一点，则取距三条定位线相同距离的点为试样内缝网起裂位置，实现水力压裂缝网起裂位置的瞬时定位；
所述缝网延伸实时监测结构中，电磁波脉冲探头按照九宫格的排列方式放置于试样表面，电磁波脉冲探头负责向试样内部发射纳秒级电磁波脉冲并接收岩体回波和流体回波；雷达回波分析器通过处理回波相参滤除岩体回波并保留流体回波；通过对流体回波的持续监测实时定位压裂液运动信息，进而由压裂液运动信息实时反映缝网延伸信息，雷达回波分析器与计算机线路连接，实时可视化缝网延伸过程。
2.根据权利要求1所述的一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测实验装置，其特征在于，所述围压加载结构中，“球形滑道-滚珠”结构由球形滑道和滚珠构成，刚性压板顶部设有滚珠，底部设有球形滑道，滚珠和球形滑道可互扣连接；通过滚珠和球形滑道将刚性压板与刚性压板垂直互扣连接，侧面刚性压板在液压装置的推动下利用“球形滑道-滚珠”结构发生相互垂直错动和移动施加水平围压，顶部和底部柔性压板在液压装置的推动下施加轴向围压。
3.根据权利要求1所述的一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测实验装置，其特征在于，所述投影点坐标通过电阻值突变最大的半导体纤维丝位置坐标获取，然后通过投影点坐标计算缝网起裂位置坐标，见下式(1)，
式中：u，v，w为缝网起裂位置的三维坐标；Fx，Fy为主视图的投影点坐标；Tx，Ty为俯视图的投影点坐标；Sx，Sy为侧视图的投影点坐标；x，y为图纸坐标系下投影点坐标。
4.根据权利要求3所述的一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测实验装置，其特征在于，通过记录投影点所在两条半导体纤维的电阻突变值，并结合公式(2)即可计算投影点位置处的应力σx，σy，σz，σ’x，σ’y，σ’z；
由投影点坐标通过公式(1)确定缝网起裂位置，进而获取缝网起裂位置与水泥外壳之间的距离d1、d2，然后根据胡克定理和应变定义计算缝网起裂位置处的裂缝宽度，见公式(3)-(4)，
d＝ε1d1+ε2d2 (4)
式中：R0为半导体纤维丝初始电阻；R为半导体纤维丝测量电阻；K为半导体纤维丝压阻系数；σ为局部应力；E为试样弹性模量；ε1，ε2为缝网起裂位置处的应变；σx，σy，σz，σ’x，σ’y，σ’z为投影点位置处的应力；μ为试样泊松比；d1、d2为缝网起裂位置与水泥外壳之间的距离；d为缝网起裂位置处的裂缝宽度。
5.根据权利要求4所述的一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测实验装置，其特征在于，所述压裂液泵注结构包括增压泵、压裂液储集箱、耐压高强度螺栓、管道、注液阀门、加热器，管道串联注液阀门、增压泵和压裂液储集箱，增压泵负责将压裂液储集箱中的压裂液通过管道泵入井筒；压裂液储集箱中设有加热器负责压裂液加热；注液阀门负责控制压裂液流动；管道通过耐压高强度螺栓与井筒进行连接。
6.根据权利要求5所述的一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测实验装置，其特征在于，井筒为圆筒状，在井筒的底端设置有模拟射孔，通过模拟射孔将压裂液注入试样中；
所述液压装置由液压机、输液管、液压腔、液压柱组成，依靠输液管向液压腔内注入液体推动液压柱移动给刚性压板和柔性压板施加压力。
7.一种储层条件下水力压裂缝网演化过程的实时可视化监测方法，其特征在于，采用权利要求6所述的实验装置，具体操作步骤是：
步骤1：制备试样；将不同组分的石英砂、黏土、水、水泥、碎纸屑材料混合后倒入固定有井筒的模具中并静置72小时，将拆模后的试样静置于恒温箱中养护14天，形成尺寸为0.6m×0.6m×0.6m带有井筒的试样；
步骤2：制备水泥外壳；首先，在试样的每个表面上按照九宫格的排列方式放置9个电磁波脉冲探头，共放置54个电磁波脉冲探头；其次，将“匚”形半导体纤维丝交叉放置于试样表面，并将连接线缠绕井筒；最后，将试样放入1m×1m×1m的模具正中间，在模具中倒入水泥并静置72小时，拆模后静置于恒温箱中养护14天，形成包裹试样的水泥外壳；
步骤3：施加围压载荷；将步骤2中包裹有试样的水泥外壳放入加载装置内，控制液压装置推动刚性压板挤压水泥外壳施加水平围压，控制底部和顶部液压装置推动柔性压板挤压水泥外壳施加轴向围压，实现试样的围压加载；
步骤4：定位缝网起裂位置；启动增压泵同时打开注液阀门，向试样泵入压裂液，通过计算机实时显示泵注压力，待泵注压力达到最大值后迅速下降且趋于稳定时打开电阻测量器实时监测半导体纤维丝电阻值，当半导体纤维丝电阻值有突变时，记录电阻值突变最大的竖向和横向半导体纤维丝编号，然后确定缝网起裂位置在试样表面上的投影点，最后由投影点坐标通过公式(1)确定缝网瞬时起裂位置；
步骤5：监测缝网延伸过程；在打开电阻测量器的同时，打开电磁波脉冲探头和雷达回波分析器，控制雷达回波分析器滤除岩体回波并保留流体回波，通过对流体回波的持续监测及流体回波相参的实时定位压裂液运动信息，进而由压裂液运动信息实时反映缝网延伸过程；
步骤6：完成实验；根据计算机实时显示缝网演化过程，包括缝网起裂和缝网延伸，当缝网延伸趋于稳定或缝网延伸达到实验预设要求时，停止向试样泵入压裂液，关闭缝网起裂瞬时定位结构和缝网延伸实时监测结构，拆卸实验装置取出试样。
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