[发明专利]超临界二氧化碳压裂液的悬砂性的测试装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气田开发领域中的油气开采过程中水力压裂技术，具体涉及一种超临界二氧化碳压裂液的悬砂性的测试装置和方法。

背景技术

压裂液体系对支撑剂的悬砂性评价方法主要颗粒静态沉降法，主要是测单颗粒砾石在静止状态下的携砂液中的沉降速度，即将需要测试的压裂液倒入量筒中，用直尺量取液面的某个高度，将优选好的一定数量的陶粒放入液体表面，记录最先到达量筒底部陶粒的时间即可得到沉砂速度，沉砂速度直接反映的是压裂液的悬砂性能。

超临界二氧化碳压裂在内的无水压裂技术开发页岩油、页岩气等非常规资源是未来的一个重要研究方向，超临界二氧化碳压裂液体系的悬砂性测试是二氧化碳压裂技术的一项关键的基础技术。超临界二氧化碳的存在状态要求温度低于临界温度31.1℃、压力大于临界压力7.4MPa，悬砂性测试困难的一个主要原因是该二氧化碳在超临界状态的品相不定，可以在气体、固体、液体状态相互转变，压缩系数、密度和粘度均随温度和压力改变具有非线性变化，工作温度在-30°到150°宽范围，工作压力在3-60MPa范围，从而给悬砂性测试带来很大困难。目前常规的压裂液体系悬砂性的测试方法和测试装置无法满足科研和生产的测试要求。

由此，需要一种能够实现对超临界二氧化碳压裂液体系的悬砂性进行测试的装置和方法。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种超临界二氧化碳压裂液的悬砂性的测试装置和方法。该超临界二氧化碳压裂液的悬砂性的测试装置和方法能测试超临界二氧化碳对不同支撑剂的悬砂性，从而为研究超临界二氧化碳的携砂液规律、优化支撑剂密度等提供科学依据。

根据本发明的一方面，提出了一种超临界二氧化碳压裂液的悬砂性的测试装置，包括：

用于放置二氧化碳的第一储罐，

能与第一储罐连通的用于放置超临界二氧化碳压裂液的第二储罐，

选择性与第二储罐连通的密闭的第一容器，

选择性与第一容器连通的投砂器。

在一个实施例中，还包括与第一容器并列式连通的密闭的第二容器，第二容器与第二储罐选择性连通，并且第二容器与投砂器选择性连通。

在一个实施例中，第一容器和第二容器中的一个构造为圆筒状而另一个构造为立方体状。

在一个实施例中，构造为立方体状的第一容器或第二容器的内腔的横向尺寸不超过2厘米。

在一个实施例中，第一容器构造为透明的容器，或/和第二容器构造为透明的容器。

在一个实施例中，还包括能控制第一容器和第二容器的温度和压力的控制器。

在一个实施例中，还包括摄像器，摄像器用于监测第一容器的内部和第二容器的内部。

在一个实施例中，在第二储罐上设置搅拌器。

根据本发明的另一方面，提供一种使用上述的测试装置测试超临界二氧化碳压裂液的悬砂性的方法，包括以下步骤：

步骤一，通过第一储罐和第二储罐，向第一容器或/和第二容器内投入超临界二氧化碳压裂液，

步骤二，通过控制器，调节位于第一容器或/和第二容器内的超临界二氧化碳压裂液的温度和压力，

步骤三，通过投砂器向超临界二氧化碳压裂液中投入支撑剂，

步骤四，通过计算得到支撑剂在超临界二氧化碳压裂液中的沉降速率。

在一个实施例中，重复步骤二到步骤四之后，对步骤四中得到的沉降速率取平均。

与现有技术相比，本发明的优点在于，该超临界二氧化碳压裂液的悬砂性的测试装置和方法能测试超临界二氧化碳对不同支撑剂的悬砂性，从而为研究超临界二氧化碳的携砂液规律、优化支撑剂密度等提供科学依据。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1显示了根据本发明的测试装置的结构图；

附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。