[发明专利]一种页岩压裂室内模拟实验装置

说明书

本发明涉及的是一种页岩压裂室内模拟实验装置，这种页岩压裂室内模拟实验装置的外壳内壁贴置有橡胶筒，岩石置于橡胶筒内，承压塞插置于岩石内，承压塞为一端开放的橡胶件，承压塞有中心孔，承压塞开口处设置中心有孔的密封件，前轴压体插入橡胶筒内，与岩心一端相接，前轴压体外为前短接；后轴压体插入橡胶筒内，与岩心另一端相接，后轴压体外为后短接；前接头顶在前轴压体上，后接头顶在后轴压体上，贯通前接头、前短接的注入孔与承压塞中心孔位于同一直线上，后接头上设置有轴压注液孔；前短接、后短接分别与外壳通过固定环固定，外壳上设置有围压注液孔。本发明解决了水力压裂现场试验的局限性和室内试验条件难于模拟的问题。

技术领域

本发明涉及室内模拟地层条件下页岩在液体压力下破裂过程的测试装置，具体涉及一种页岩压裂室内模拟实验装置。

背景技术

目前，从我国石油工业的现状来看，绝大多数地质条件较好的油田已进入开发后期，稳产和挖潜的难度愈来愈大，因此一些薄、中、差的低渗透储层开发受到了人们的极大关注。作为低渗透储层主要增产增注措施的水力压裂技术被广泛应用。为提高水力压裂施工的成功率，必须在一些新区块进行压裂施工之前进行必要的水力压裂试验。当前，现场水力压裂试验费用昂贵，且同一层位无法重复进行多次试验，使得现场水力压裂试验很少采用。而室内试验由于地层温度、压力环境模拟困难，造成室内水力压裂破裂过程试验难以开展，水力压裂裂缝扩展机理研究难以深入，大大限制水力压裂过程的试验研究。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种页岩压裂室内模拟实验装置，这种页岩压裂室内模拟实验装置用于解决水力压裂现场试验的局限性和室内试验条件难于模拟的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种页岩压裂室内模拟实验装置包括前轴压体、承压塞、外壳、橡胶筒，外壳内壁贴置有橡胶筒，岩石设置于橡胶筒内，承压塞插置于岩石内，承压塞为一端开放的橡胶件，承压塞有中心孔，承压塞开口处设置密封件，密封件中心也有孔，前轴压体插入橡胶筒内，与岩心一端相接，前轴压体外为前短接；后轴压体插入橡胶筒内，与岩心另一端相接，后轴压体外为后短接；前接头旋入前短接内并顶在前轴压体上，后接头旋入后短接内并顶在后轴压体上，贯通前接头、前短接的注入孔与承压塞中心孔位于同一直线上，后接头上设置有轴压注液孔；前短接、后短接分别与外壳通过固定环固定，外壳上设置有围压注液孔。

上述方案中承压塞为T型橡胶件，岩石为圆柱形的，承压塞插入圆柱形岩石中心，压裂液通过注入孔进入承压塞中心孔，液体在承压塞内部憋压膨胀压裂岩石。

上述方案中密封件为T型合金件，插入承压塞后放入前轴压体，起密封作用。

上述方案中前短接与前接头相接处设置密封垫，后短接与后接头相接处也设置密封垫，起密封作用。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明可以在室内模拟深部地层压力环境，及进行水力压裂岩石过程；能够模拟一定压力及温度下岩石试样的压裂过程，分析不同围压下岩石裂缝几何形态，并测试各种地层岩石在一定压力、温度下的岩石的破裂压力，岩石破裂裂缝形成过程中延伸压力随时间变化关系，瞬时注入压力随时间的变化关系。

2、本发明试验过程中轴向压力和围压可以根据需要设置，这大大方便了水力压裂机理研究和减少试验费用，具有费用低、使用方便、测试周期短的特点。

3、本发明不仅解决了现场试验的弊端，大大降低试验成本，而且可以直观地再现水力压裂岩石的断裂形态，并可用于教学、科研等用途，为人们观察水力压裂过程、认清水力压裂本质提供条件。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明沿围压注液孔的剖面示意图；

图3是本发明中承压塞的结构示意图。