[发明专利]多功能网络裂缝导流能力测试系统及其检测方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及页岩气开发领域，具体地指一种多功能网络裂缝导流能力测试系统及其检测方法和应用。

背景技术

随着我国页岩气藏商业开发的成功，非常规油气藏的大规模开发在不断深入，水力压裂技术是改造此类油气藏的必需技术手段。由于不同于以往的常规油气藏压裂，在页岩气藏中形成的是裂缝网络，但目前测试裂缝导流能力的实验仍然沿用常规的方法，难以准确反映页岩气藏中的裂缝流动能力。在页岩气藏中，会出现气液两相流、高速非达西气体流动等多种现象，常规裂缝导流能力的实验，多采用蒸馏水作为驱替介质，因此实验结果与页岩气藏的真实情况会相差较大。

发明内容

本发明针对现有常规液测导流仪，不能模拟气体或气液两相流在裂缝网络中流动能力的缺陷；提供了一种多功能网络裂缝导流能力测试系统及其检测方法和应用，该系统具有准确模拟页岩气藏中裂缝网络的流动能力，还具有其它多种功能，如测试支撑剂的破碎率、进行液体或气体等单一流体测试、利用页岩岩板模拟地下储层以及测试裂缝宽度等，这些功能扩大了该发明的用途，实用价值较大。

为了实现上述目的，本发明提供的一种多功能网络裂缝导流能力测试系统，包括多功能网络裂缝导流仪和数据采集系统，所述数据采集系统分别连接有流量计量仪、第一压差仪、第一位移仪、第二位移仪和第二压差仪；所述多功能网络裂缝导流仪通过流量管线、第一位移管线、第二位移管线和第二压差管线分别与流量计量仪、第一位移仪、第二位移仪和第二压差仪连接，所述第一压差仪通过压差管线连接有中间容器装置，所述中间容器装置另一端分为连接有压差支管和压差支管，所述压差支管依次连接有平流泵和液罐，所述压差支管连接有高压气瓶；所述多功能网络裂缝导流仪与第二压差仪之间的第二压差管线上连接有支管，所述支管分别连接有抽真空系统和回压器，所述回压器连接有天平。

进一步地，所述多功能网络裂缝导流仪包括底座，所述底座上设置有圆盘状的导流室底盘，所述导流室底盘上表面中央设置有导流室中心入口，所述导流室底盘周面上套有圆环状滤网，所述导流室底盘上表面设置有中空的圆柱体状的导流室柱塞，且导流室柱塞插在导流室中心入口上固定，所述导流室柱塞外套有导流室外壳，所述导流室底盘与导流室外壳通过螺纹连接。

再进一步地，所述导流室外壳由多个直径逐渐减小的圆柱体堆叠而成，所述流量孔和压差孔开设在导流室最底部圆柱体外壁上，所述导流室外壳最上部圆柱体外壁上还对称开设有凹槽孔，用来转动安装导流室外壳。

再进一步地，所述流量孔通过流量管线与流量计量仪连接，所述压差孔通过第二压差管线与第二压差仪连接；所述流量孔(1.51)和压差孔(1.52)之间通过集流管线连接，所述集流管线两端分别与流量管线(3.1)和第二压差管线(7.1)连接；两个对称凹槽孔通过第一位移管线和第二位移管线分别与第一位移仪、第二位移仪连接。

再进一步地，所述底座的侧壁中央设置有气液进口，所述气液进口(1.11)与流量计量仪(3)和中间容器装置(8)之间压差管线(4.1)连接，所述气液进口两侧的底座的侧壁上对称设置有加热孔，所述加热孔与加热棒连接，所述底座下方设置有液压加载装置。

再进一步地，所述压差管线还并联了第二中间容器装置，所述中间容器装置和第二中间容器装置一侧均连接有阀门。

再进一步地，所述压差管线与平流泵之间的压差支管上设置有进液阀门。

再进一步地，所述压差管线与高压气瓶之间的压差支管上设置有进气阀门。

本发明还提供了一种上述多功能网络裂缝导流能力测试系统检测流体介质的方法，包括以下步骤：

1)将多功能网络裂缝导流仪放置在液压加载装置上，关闭进气阀门，打开进液阀门，流体介质通过液体流量计和压差仪进入导流室中心入口，由导流室底盘中心向四周扩散，进入流量孔和压差孔，测试出口压力；

2)同时，通过液压加载装置逐步在多功能网络裂缝导流仪上加压到测试标准压力值，并利用第一位移仪和第二位移仪测试支撑剂的厚度变化；上述数据通过数据采集系统自动传输到计算机中，根据所记录的数据，可以计算出不同时刻的导流能力。

本发明还提供了一种上述多功能网络裂缝导流能力测试系统用于径向导流能力测试、支撑剂破碎能力和强度测试、裂缝宽度和支撑剂嵌入深度的测试和长期导流能力测试中的应用。

本发明的有益效果在于：

本发明模拟页岩气藏中裂缝网络的流动能力，可利用加工的页岩岩板或所设计的裂缝网络模型，研究不同裂缝网络组合下的支撑剂导流能力。对于不同闭合压力、不同支撑剂类型和浓度组合等，