CN206074398U - 一种高温条件下压裂液中支撑剂输送实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及水力压裂技术领域一种高温条件下压裂液中支撑剂输送实验装置，主要由压裂液储罐、动力泵、支撑剂加料口、混合单元、加压泵、岩心夹持器、岩心、温控系统和垫块组成。实验时，首先由温控系统给岩心夹持器内加温，然后打开动力泵、加压泵，动力泵将压裂液储罐中压裂液泵入混合单元与支撑剂混合，加压泵将携支撑剂的压裂液泵入岩心裂缝；实验结束后，观察裂缝中支撑剂的分布规律。本实用新型结构简单、操作方便，该装置考虑了裂缝凹凸表面及地层温度对支撑剂输送的影响，可以更加接近真实地层条件的研究支撑剂在裂缝中的输送规律。
Description
技术领域
本实用新型涉及采油气过程中水力压裂技术领域，更具体的涉及一种高温条件下压裂液中支撑剂输送实验装置。
背景技术
压裂技术是指利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，是目前致密油气藏开发的核心技术之一，统计表明，90％的页岩气井完井后需要人工压裂才能获得产量，利用高压泵将压裂液挤入油气层裂缝内，压裂液中的支撑剂会填充裂缝，阻止裂缝闭合，从而提高油气层的渗透能力，实现油气井增产目的。支撑剂在裂缝中的输送规律是影响支撑剂在裂缝中铺设形态的关键，直接决定了压裂改造的最终效果，支撑剂的输送受多方面因素的影响，例如压裂液的流变性、流速、地层温度、压裂缝的形态等。
目前有许多学者对支撑剂的输送规律进行了研究，主要分为理论研究，仿真模拟和室内实验：张涛等建立了欧拉-欧拉两相流模型研究支撑剂在清水压裂过程中的输运沉降行为，模型考虑了流动的湍流效应、高浓度下颗粒间的摩擦应力，并利用Johnson–Jackson边界条件考虑颗粒与壁面间的作用。利用该模型研究了不同进口速度及位置、砂粒密度等参数条件下平板裂缝中压裂液与支撑剂的两相流流动(张涛,郭建春,刘伟.清水压裂中支撑剂输送沉降行为的CFD模拟[J].西南石油大学学报(自然科学版),2014,01:74-82)。在支撑剂的输送过程中，地层温度对压裂液的流变性能影响比较大，从而影响了支撑剂的运移及沉降，但是上述模拟过程中未考虑温度对压裂液流变性的影响。专利CN204789530U公开的一种清水压裂液携砂能力测试装置，利用混合装置将压裂液及支撑剂先混合并加热后，利用水平悬砂观测仪，观察不同添加剂配比的清水压裂液在不同温度、不同压力、不同含砂量、不同排量条件下的悬砂运移能力。但是上述实验装置未考虑真实地层裂缝凹凸不平的裂缝面对支撑剂输送的影响，与支撑剂在地层中的输送规律差距比较大。
为了更加深入研究压裂液中支撑剂的输送规律，针对目前关于压裂液中支撑剂输送规律的问题，提出了一种高温条件下压裂液中支撑剂输送实验装置。
发明内容
为了克服现有对压裂液中支撑剂输送规律研究存在的不足，本实用新型设计了一种高温条件下压裂液中支撑剂输送实验装置，该装置利用真实岩样模拟压裂缝，考虑了地层高温对压裂液流变性的影响，更加真实地揭示了地层条件下压裂液中支撑剂的输送情况。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种高温条件下压裂液中支撑剂输送实验装置，主要由压裂液储罐、动力泵、支撑剂加料口、混合单元、加压泵、岩心夹持器、岩心、温控系统和垫块构成；所述压裂液储罐通过输液管线与动力泵相连，动力泵连接至混合单元，在混合单元处安装有支撑剂加料口；所述加压泵通过输液管线分别连接混合单元与岩心夹持器；岩心夹持器内安装劈成两半的岩心，两半岩心之间安装两个垫块，形成岩心裂缝；温控系统安装在岩心夹持器上。
进一步的是，所述岩心夹持器内安装的岩心长度L为1.5m，岩心的纵向长度H为200mm。
进一步的是，所述垫块的厚度W为3mm。
进一步的是，所述温控系统在实验时，控制岩心夹持器内温度为90°。
本实用新型的有益效果在于：开始实验时，首先通过温控系统给岩心夹持器内岩心加温，打开动力泵和加压泵，压裂液储罐中的压裂液经过动力泵高速泵入混合单元中，同时由支撑剂加料口向混合单元内添加支撑剂，高速的压裂液与支撑剂在混合单元内充分混合，带有支撑剂的压裂液由加压泵加压后进入岩心夹持器内岩心裂缝中，压裂液流出岩心夹持器后进入压裂液储罐；实验后，观察支撑剂在岩心裂缝中的分布规律。通过温控系统调节岩心夹持器内岩心温度，研究不同地层温度对压裂液中支撑剂在岩心裂缝中输送的影响。
本实用新型的优点：结构简单、操作方便，更加接近真实地层条件地研究压裂液中支撑剂的输送规律。
附图说明
图1是本实用新型一种高温条件下压裂液中支撑剂输送实验装置的结构示意图。
图2是图1(A—A)剖视图。
图中：1.压裂液储罐，2.动力泵，3.支撑剂加料口，4.混合单元，5.加压泵，6.岩心夹持器，7.岩心，8.温控系统，9.垫块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1、图2所示，本实用新型一种高温条件下压裂液中支撑剂输送实验装置，主要由压裂液储罐1、动力泵2、支撑剂加料口3、混合单元4、加压泵5、岩心夹持器6、岩心7、温控系统8和垫块9组成；所述压裂液储罐1通过输液管线与动力泵2连接，动力泵2连接至混合单元4，动力泵2用于将压裂液储罐1中压裂液高速泵入混合单元4内，支撑剂加料口3用于向混合单元4内添加支撑剂；所述加压泵5通过输液管线分别连接混合单元4与岩心夹持器6，岩心夹持器6内安装带有裂缝的岩心7，加压泵5用于将混合单元4内充分混合后的压裂液与支撑剂泵入岩心夹持器6内岩心7裂缝中，温控系统8安装在岩心夹持器6上，温控系统8可以控制岩心夹持器6内岩心7温度。
作为优选的实施方式，所述岩心夹持器内安装的岩心长度L为1.5m，岩心的纵向长度H为200mm。
作为优选的实施方式，所述垫块的厚度W为3mm。
作为优选的实施方式，所述温控系统在实验时，控制岩心夹持器内温度为90°。
用该装置进行实验的步骤如下：
步骤A：通过温控系统8设定岩心夹持器6内岩心7温度；
步骤B：打开动力泵2和加压泵5，压裂液储罐1中的压裂液由动力泵2高速泵入混合单元4，同时由支撑剂加料口3向混合单元4内添加支撑剂，压裂液与支撑剂在混合单元4内充分混合，带有支撑剂的压裂液由加压泵5加压后进入岩心夹持器6内岩心7裂缝中，压裂液流出岩心夹持器6后返回压裂液储罐1；
步骤C：实验结束后，观察岩心7裂缝中支撑剂的分布规律。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种高温条件下压裂液中支撑剂输送实验装置，主要由压裂液储罐(1)、动力泵(2)、支撑剂加料口(3)、混合单元(4)、加压泵(5)、岩心夹持器(6)、岩心(7)、温控系统(8)和垫块(9)构成，其特征在于：所述压裂液储罐(1)与动力泵(2)相连，动力泵(2)连接至混合单元(4)，在混合单元(4)处安装有支撑剂加料口(3)；所述加压泵(5)与混合单元(4)和岩心夹持器(6)连接；岩心夹持器(6)内安装有岩心(7)，岩心(7)之间安装有垫块(9)；所述温控系统(8)安装在岩心夹持器(6)上。
2.根据权利要求1所述的一种高温条件下压裂液中支撑剂输送实验装置，其特征在于：岩心夹持器(6)内安装的岩心(7)长度L为1.5m，岩心(7)的纵向长度H为200mm。
3.根据权利要求1所述的一种高温条件下压裂液中支撑剂输送实验装置，其特征在于：垫块(9)的厚度W为3mm。
4.根据权利要求1所述的一种高温条件下压裂液中支撑剂输送实验装置，其特征在于：温控系统(8)在实验时，控制岩心夹持器(6)内温度为90°。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN110318724A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 支撑剂在岩心裂缝中铺设规律的评价装置及方法 |
| CN110987763A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-10 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 一种支撑剂注入裂缝的模拟实验装置和方法 |
| CN112432875A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-03-02 | 中国石油大学(北京) | 岩心组件、测量系统及测量方法 |
| CN113340760A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-09-03 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种支撑剂破碎率的测定装置 |
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