[发明专利]导流能力测试实验样品的可视化嵌套装置及实验方法

说明书

本发明提供一种导流能力测试实验样品的可视化嵌套装置及实验方法，包括：主体框架，中间设有与导流槽形状一致的通槽，主体框架下部两侧设有边缘凸起的凹槽；透明板，固定安装于所述主体框架的两端，所述透明板内部设有与导流槽形状一致的弧形结构，并与所述主体框架的通槽重合，形成容纳槽；所述透明板下部设有四周边缘凸起内部凹进的凹槽结构，并与主体框架的凹槽平面重合，形成定位槽。通过导流能力测试实验样品的可视化嵌套装置，可将实验后紧固于导流室的实验岩板和支撑剂完整取出，实现了完整清晰的观察导流能力测试实验后，岩板及支撑剂的变化形态，可有效的评价压裂效果，有针对性的进行压裂设计和施工。

技术领域

本发明属于油气田开发领域，具体涉及压裂裂缝导流能力实验测试后岩板及支持剂状态观测。

背景技术

压裂裂缝导流能力是评价水力压裂裂缝效果的一项关键指标。支撑剂导流能力测试实验技术是模拟评价支撑剂填充裂缝效果的关键技术。实验结束后，对于实验岩板壁面以及支撑剂的形态变化分析，能够为裂缝导流能力的解释和压裂效果的评价提供直观的资料。因此，对于导流能力测试实验后裂缝壁面形态、支撑剂破碎、支撑剂嵌入、支撑剂铺置浓度变化等观察评价越来越得到重视。

申请专利“酸刻蚀物理模拟实验中岩板表面刻蚀形态的评价方法”提供了一种酸刻蚀物理模拟实验中岩板表面刻蚀形态的评价方法，利用三维激光扫描仪对酸刻蚀后岩板的粗糙表面进行扫描，获取岩板表面的三维数据，计算岩板表面的横向曲折比和纵向曲折比，利用这两个参数，对岩板表面的刻蚀形态进行分类，基于分类结果，对岩板表面各类刻蚀形态的描述和评价，将各类刻蚀形态按从最差到最好依次排序。该发明可用于评价不同储层岩石酸刻蚀物理模拟实验后岩板表面形态，通过改变不同实验参数(酸液粘度、酸液浓度、注酸排量)获得不同刻蚀形态的岩样。但通过三维激光扫描仍与直观观察存在一定差异。申请专利“一种测试页岩气裂缝网络导流能力的装置及其工作方法”提供了一种测试页岩气裂缝网络导流能力的装置，其包括矩形导流室、气体流量计、压差计和位移计，导流室端部为方形，其体积是传统API标准导流室的6倍，导流室包括侧壁、在导流室内设置有上活塞和下活塞，在上活塞上安装有上盖板、在下活塞下安装有下盖板，在上活塞和下活塞之间设置有模拟页岩裂缝的大理石。该发明可用于测试页岩不同裂缝网络模型下的导流能力，但并未对实验结束后网络裂缝的形态变化进行研究。文献“储层岩石微观裂缝可视化与测量技术研究”设计了模拟三向地应力的酸蚀岩板裂缝可视化装置，用于获取地应力条件下的岩石裂缝图像，进而通过图像测量技术得到岩石裂缝的宽度值。利用多帧低分辨率裂缝图像序列插值重建得到了一幅高分辨率的岩石裂缝图像，利用垂直上下边缘点法求得了岩石裂缝宽度值。该文主要通过图像配准、超分辨率重建和图像测量的方法对压后裂缝宽度进行了计算，并未对裂缝壁面形态进行深入研究。文献“基于数字化表征的酸蚀裂缝导流能力研究”基于相似性原理筛选优化了酸刻蚀物理模拟实验的相关参数，并采用控制变量法开展了单因素酸刻蚀物理模拟实验。利用建立的粗糙裂缝壁面的三维量化表征方法实现了酸蚀裂缝壁面的3D数字化成像以及裂缝非均匀刻蚀程度的量化分析，探索出实验参数对酸刻蚀形态的影响规律。该文通过实验的方法分析了闭合压力、刻蚀形态、裂缝闭合特征、壁面参数对酸蚀裂缝导流能力的影响，并采用三维数值模拟方法实现了不同闭合压力下的裂缝形态分布可视化表征。但仍采用的是间接方法分析裂缝形态，与直观观察存在差异。

综上所述，虽然对导流能力测试实验后裂缝壁面形态、支撑剂破碎、支撑剂嵌入、支撑剂铺置浓度变化等观察评价越来越重视，但多为间接方法，并未采用可视方法将实验后的岩板及支撑剂取出观察其形态变化。

因此，针对实验后紧固于导流室的岩板及支撑剂，设计可视化装置并配合相关装置将其取出，从而为导流能力实验的解释提供最直观的资料，有利于针对性的进行压裂设计和施工，提高压裂效果。

发明内容

本发明提出了一种导流能力测试实验样品的可视化嵌套装置及实验方法，针对导流能力测试实验结束后，导流室内的岩板和支撑剂状态无法直接观察，且岩板紧固于导流室中难以取出，为分析实验后的岩板和支撑剂性能变化提供便利。