[发明专利]水力压裂支撑剂沉降及渗透率测试装置

说明书

技术领域

本发明属于煤储层开发生产技术领域，尤其涉及一种水力压裂支撑剂沉降及渗透率测试装置。

背景技术

煤储层裂隙发育程度的好坏在一定程度上决定着煤层气开发时产气量的多少。我国煤储层本身由于受到多期构造运动的作用，开发前煤储层裂隙一般都不发育，随着煤层气井开发深度的加大，这种现象更加严重，煤储层改造显得越来越重要。水力压裂工艺技术因其工艺技术相对比较成熟、货源广、储层改造效果相对比较好、价格比较低廉而成为目前煤储层改造的主要工艺技术之一。水力压裂过程中，为了防止营造出的裂缝的闭合，水力压裂过程中将加入支撑剂来防止裂缝的闭合。支撑剂在裂缝中的支撑情况一定程度上决定着储层改造后裂缝的导流能力大小。

为了改善煤储层改造后的导流能力，研究者们从压裂液的类型、支撑剂的类型、施工泵注参数等方面做了卓有成效的研究，为了对压裂改造后的效果有一个比较准确的认识，人们现场采用试井的方法进行了压裂改造后的渗透率测试，由于其设备庞大、搬迁困难、成本高，且试井测试的结果不具有代表性等特点，导致现场施工井不多，且因其代表性不强，所以无法对压裂改造后的储层改造效果得出比较准确的判断。同时，试井无法对压裂改造后的支撑剂支撑情况做出判断。只有等井下煤矿开采后，可能会对支撑剂的支撑情况有一些判断，但井下受采煤影响，在不进行专门研究的情况下，也无法确定支撑剂的沉降规律。且一口井无法代表其他井的支撑情况。如何针对不同裂隙发育的煤层、不同泵注参数下得出支撑剂的沉降规律并对其储层改造后的渗透率进行测试，则是更有效对现场压裂工艺参数优化，为现场压裂提供更有利的支撑。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种水力压裂支撑剂沉降及渗透率测试装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：水力压裂支撑剂沉降及渗透率测试装置，包括水力压裂模拟系统、支撑剂沉降测试系统、渗透率测试系统和数据显示控制系统，水力压裂模拟系统和渗透率测试系统分别通过管道与支撑剂沉降测试系统的进液口和测试口连接，水力压裂模拟系统、支撑剂沉降测试系统和渗透率测试系统分别通过数据线与数据显示控制系统连接。

所述水力压裂模拟系统包括砂罐1、第一开关阀门2、混砂搅拌机3、压裂增压器10、第一水罐15、注水泵23、第一安全阀9、第一流量传感器4、第一压力传感器5、第一密度传感器6、第二流量传感器4a、第二压力传感器5a、第二开关阀门2a、第三开关阀门2c、第二水罐15a、第一单向阀8和第二单向阀8a，砂罐1和第一水罐15的出口分别与混砂搅拌机3的进口连接，第一开关阀门2设在砂罐1的出口处，第二开关阀门2a设在第一水罐15的出口处，混砂搅拌机3的出口与压裂增压器10的进口连接，压裂增压器10的出口连接有第一管道7，第一安全阀9、第一流量传感器4、第一压力传感器5、第一密度传感器6和第一单向阀8沿压裂液流向顺次设在第一管道7上，第二水罐15a的出口连接有第二管道7a，第三开关阀门2c、注水泵23、第二流量传感器4a、第二压力传感器5a和第二单向阀8a沿水流方向顺次设在第二管道7a上，第一管道7和第二管道7a的出口分别与支撑剂沉降测试系统的进液口连接，第一流量传感器4、第一压力传感器5、第一密度传感器6、第二流量传感器4a和第二压力传感器5a通过所述数据线分别与数据显示控制系统连接。

所述支撑剂沉降测试系统包括圆柱形的玻璃缸12、玻璃钢管11、钢架19、煤板20、螺栓17、压力感应片18、示踪捕捉器22和三个气压装置，每个气压装置均包括高压气瓶13、气体压缩机24、卸压阀28、第三压力传感器5c、第三单向阀8c，钢架19设在玻璃缸12内，煤板20通过螺栓17固定在钢架19上，钢架19的两端设有钢架卡槽27，玻璃钢管11卡在钢架卡槽27内，玻璃钢管11下部设有孔眼25，压力感应片18设在煤板20上，玻璃钢管11的进液口与第一管道7和第二管道7a的出口连接，高压气瓶13的出口通过第三管道7b与玻璃缸12内部连通，气体压缩机24、卸压阀28、第三压力传感器5c、第三单向阀8c沿气流方向顺次设在第三管道7b上，压力感应片18、示踪捕捉器22和第三压力传感器5c通过所述数据线分别与数据显示控制系统连接。