[发明专利]对物模试样压裂后裂缝形态的测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于石油工业技术领域，具体涉及一种物模试样压裂后裂缝形态的测量装置及方法。

背景技术

水力裂缝的几何形态是影响压裂处理效果的主要因素之一。压裂裂缝形态的监测和识别是压裂设计的难点，尤其是页岩气藏需要通过水平井钻井和多级压裂技术实现增产，压裂后的水力裂缝沟通储层的天然裂缝会形成复杂的网状裂缝，给裂缝扩展形态的监测带来更多挑战。而室内的水力压裂物理实验模拟则是认识压裂过程中裂缝形态的重要手段，目前在对水力压裂裂缝形态的监测方法，主要包括直观观察和间接监测两方面。直观观察方面，示踪剂的标示能观察到示踪剂的分布范围，但无法表征裂缝形态；采用透明材料加工试样，局限于透明材料与岩石力学性质的差异性较大；基于固化型流体材料作为压裂液，在裂缝中固化后实现裂缝可视化，受到温度及固化后难以分离的影响。间接监测方面，声发射监测方法可以实时检测裂缝扩展，可是声发射信号点的有效识别难度很大，模拟结果不够直观；超声波检测、CT扫描及红外线热成像等技术，优点是设备灵敏度高、检测结果直观，但存在多裂缝识别困难，成本高，操作难度大等问题。

申请号为201210287011.3的中国发明专利，公开了一种基于动电耦合的水力压裂裂缝监测装置及监测方法，该装置由前端调理模块、数据采集模块和主控模块三部分组成，该装置是解决监测结果超过实际裂缝尺寸的问题，其成本高、设备复杂、操作难度大、对多裂缝识别困难，并不适用于室内的水力压裂物理实验模拟。申请号为201310019575.3的中国发明专利，公开了一种基于岩心测量的地层裂缝空间重构方法，该方法对多裂缝识别困难，操作复杂，也不适用于室内的水力压裂物理实验模拟。

有鉴于此，为了克服现有对压裂裂缝监测技术中存在的缺陷，目前需要一种方法简单、易操作且能够比较直观地测量压裂裂缝形态的方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种物模试样压裂后裂缝形态的测量装置及方法，该装置操作简单，且能够比较直观地测量压裂裂缝形态。

一种对物模试样压裂后裂缝形态的测量装置，包括试验架，所述试验架上装有定位卡条，所述定位卡条上安装有直线定位导轨，所述直线定位导轨上连接着定位滑块，所述定位滑块与定位盒子固定在一起，所述定位盒子中装有激光测距仪，所述定位滑块可以带动所述定位盒子在所述直线定位导轨上进行横向移动，所述定位导轨可以在所述定位卡条上进行纵向移动。

上述方案优选的是，所述定位卡条通过螺栓或焊接固定在所述试验架上，所述直线定位导轨通过定位销固定在所述定位卡条上，并能在定位卡条上进行纵向移动。

上述任一方案优选的是，所述定位滑块可以在所述直线定位导轨上进行自由滑动，通过滚珠进行定位，实现所述定位盒子的横向移动。

上述任一方案优选的是，所述定位盒子包括左面板、右面板、后面板、前面板Ⅰ和前面板Ⅱ，所述前面板Ⅰ和前面板Ⅱ之间留有空隙，所述后面板高于左面板，所述左面板与右面板高度相等。

上述任一方案优选的是，所述试验架是长方体结构。

上述任一方案优选的是，所述长方体结构长宽高为300mm-1500mm。测量物模试样时，可以把整个物模试样放置在架子下面，以便于对试样进行测量。

上述任一方案优选的是，所述定位卡条安装在试验架上方相互对称的两侧。

上述任一方案优选的是，所述定位卡条上设有定位孔。

上述任一方案优选的是，所述定位孔之间间隔5-20mm。

更优选的是，所述定位孔之间间隔10mm。

上述任一方案优选的是，所述定位孔为定位圆孔，所述定位圆孔直径为2mm。

上述任一方案优选的是，所述直线定位导轨通过定位销和定位圆孔固定在定位卡条上。

上述任一方案优选的是，所述定位销直径为1.9mm。

上述任一方案优选的是，所述直线定位导轨上设有定位圆孔。

上述任一方案优选的是，所述定位圆孔之间间隔5-20mm。定位盒固定在定位滑块上，直线定位导轨上的定位圆孔可以实现定位滑块的横向定位。即是，定位盒与定位滑块为一体固定在直线定位导轨上，并可以在直线定位导轨上进行每间隔一定距离的移动。

上述任一方案优选的是，所述试验架、定位卡条和直线定位导轨为不锈钢或合金或铝材质。

一种对物模试样压裂后裂缝形态的测量方法，包括如下步骤：

A、对岩心试样进行压裂试验，所述岩心试样被压裂产生裂缝后，停止注入压裂液；