CN206174943U - 煤层/页岩层/致密层水平井分段压裂实验装置 - Google Patents
煤层/页岩层/致密层水平井分段压裂实验装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种煤层/页岩层/致密层水平井分段压裂实验装置,包括水平放置的外筒(5),所述外筒(5)内设置经过高压压实的砂岩/页岩/煤层混层体(2),所述外筒(5)两端封闭,所述外筒(5)外围安装圆板型电加热板(6)后置于岩心夹持器(4)中;所述砂岩/页岩/煤层混层体(2)内钻孔后放置钢管井筒(9),所述钢管井筒(9)上开设射孔(8),所述钢管井筒(9)内安装桥塞(3);所述钢管井筒(9)穿出外筒(5),并连接高压水泵(1);所述外筒(5)外放置有CT扫描监测设备(7)。本装置可以在大规模的井下压裂前,进行实验室分段式模拟压裂过程,对各段参数对裂缝的形态的影响进行敏感性分析,得出最优的压裂方案。
Description
技术领域
本实用新型涉及地下开采工艺实验室试验装置领域,具体为一种煤层/页岩层/致密层水平井分段压裂实验装置,用来模拟确定地下压裂工艺参数。
背景技术
山西省独特的海陆过渡相地层对传统的压裂技术提出了新的问题,在海相的页岩气地层中,页岩气压裂技术较为成熟,但是夹杂着煤层、页岩层、砂岩层的海陆过渡相的岩层中,进行压裂,对压裂的缝隙的特征以及压裂的工艺都需要详细的实验室模拟。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种煤层/页岩层/致密层水平井分段压裂实验装置,用于解决生产实践前进行充分的压裂实验,保证井下作业的安全有效。
本实用新型是采用如下技术方案实现的:
一种煤层/页岩层/致密层水平井分段压裂实验装置,包括水平放置的外筒,所述外筒内设置经过高压压实的砂岩/页岩/煤层混层体,所述外筒两端封闭,所述外筒外围安装圆板型电加热板后置于岩心夹持器中;所述砂岩/页岩/煤层混层体内钻孔后放置钢管井筒,所述钢管井筒上开设射孔,所述钢管井筒内安装桥塞;所述钢管井筒穿出外筒,并连接高压水泵;所述外筒外放置有CT扫描监测设备。
按照试验要求,选用不同的煤、砂岩、页岩放入水平放置的圆筒形实验装置(外筒),加入高压充分压实后构成砂岩/页岩/煤层混层体,根据需要钻出需要的孔径,中间放入已根据需要射孔完毕的钢管井筒。该钢管井筒穿出外筒。在外筒周围加入圆板型电加热板,外接电源,用于温度控制。然后将圆筒形实验装置的最外圈加入岩心夹持器,方便控制围压。最后,对整个外筒装置用钢板封闭,留出钢管井筒口,从钢管井筒口接入高压水泵,对实验装置进行增压。实验装置周围加入CT扫描监控设备,检测砂岩/页岩/煤层混层体的裂缝状态。
试验时,桥塞可以用于将钢管井筒密封分隔成两段,首先,桥塞位于前部,通入高压水后,由位于桥塞前部的射孔流出,观察煤层/页岩层/致密层体该位置段的裂缝状态。之后,分段逐步将桥塞在钢管井筒内向后移动,这样就可以分段注入高压水,分段观察煤层/页岩层/致密层体相应位置段的裂缝状态。
本实用新型的有益效果如下:
本装置可以在大规模的井下压裂前,进行实验室分段式模拟压裂过程,对各段参数围压、温度、介质状况、孔径、孔密、携砂液、沙子粒径等因素对裂缝的形态的影响进行敏感性分析,得出最优的压裂方案。
本实用新型设计合理,该装置能够模拟不同的地层条件下,不同的压力条件下以及不同的温度条件下,对海陆过渡相砂岩、煤、页岩气混层的压裂效果进行评估,得出最有利的压裂参数以及压裂工艺,具有较好的应用价值。
附图说明
图1表示煤层/页岩层/致密层水平井分段压裂实验装置的结构示意图。
图中:1-高压水泵,2-砂岩/页岩/煤层混层体,3-桥塞,4-岩心夹持器,5-外筒,6-圆板型电加热板,7-CT扫描监测设备,8-射孔,9-钢管井筒。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。
一种煤层/页岩层/致密层水平井分段压裂实验装置,如图1所示,包括水平放置的外筒5,所述外筒5内设置经过高压压实的砂岩/页岩/煤层混层体2;制备时,选用不同的煤、砂岩、页岩放入外筒,加入高压充分压实后构成砂岩/页岩/煤层混层体。
如图1所示,所述砂岩/页岩/煤层混层体2的内钻孔(一般情况下,在混层体的轴线处钻孔)后放置钢管井筒9,所述钢管井筒9上开设射孔8。所述钢管井筒9从外筒5端面或者其外壁穿出外筒5。所述外筒5两端封闭,所述钢管井筒9穿出外筒5后连接高压水泵1。
如图1所示,所述钢管井筒9内安装桥塞3。桥塞的作用是,实现钢管井筒的分段式注水,以实现分段压裂检测。
如图1所示,所述外筒5外围安装圆板型电加热板6,连接电源后,用于温度控制。外筒5最外圈加装岩心夹持器4,用于控制围压。
如图1所示,所述外筒5外放置有CT扫描监测设备7,用于检测砂岩/页岩/煤层混层体的裂缝状态。
具体实施时,按照试验要求,选用不同的煤、砂岩、页岩放入一个外筒5中,加入高压充分压实后构成砂岩/页岩/煤层混层体2,根据需要钻出需要的孔径,中间放入已根据需要射孔完毕的钢管井筒9。在外筒5周围加入圆板型电加热板6,外接电源,用于温度控制。然后将圆筒形实验装置的最外圈加入岩心夹持器4,方便控制围压。钢管井筒9从外筒5端面或者其外壁穿出外筒5。最后,对整个外筒装置用钢板封闭,留出钢管井筒口,从钢管井筒口接入高压水泵1,对实验装置进行增压。实验装置周围加入CT扫描监控设备7,用于分段检测砂岩/页岩/煤层混层体的裂缝状态。试验时,通过逐步移动桥塞过程,实现分段注入高压水,分段观察煤层/页岩层/致密层体相应位置段的裂缝状态。
最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照本实用新型实施例进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本实用新型的技术方案的精神和范围,其均应涵盖权利要求保护范围中。
Claims (1)
1.一种煤层/页岩层/致密层水平井分段压裂实验装置,其特征在于:包括水平放置的外筒(5),所述外筒(5)内设置经过高压压实的砂岩/页岩/煤层混层体(2),所述外筒(5)两端封闭,所述外筒(5)外围安装圆板型电加热板(6)后置于岩心夹持器(4)中;所述砂岩/页岩/煤层混层体(2)内钻孔后放置钢管井筒(9),所述钢管井筒(9)上开设射孔(8),所述钢管井筒(9)内安装桥塞(3);所述钢管井筒(9)穿出外筒(5),并连接高压水泵(1);所述外筒(5)外放置有CT扫描监测设备(7)。
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