[发明专利]网格可视化水力压裂裂缝动态扩展模拟装置

说明书

本发明属于油气田开发领域，具体公开了一种网格可视化水力压裂裂缝动态扩展模拟装置，旨在解决现有的模拟装置无法实现地应力条件下裂缝的扩展规律和裂缝动态缝宽变化规律模拟的问题。该网格可视化水力压裂裂缝动态扩展模拟装置通过将横向平板和纵向平板分别可滑动地设置在装置底座上，且通过活动密封连接结构在横向模拟裂缝与纵向模拟裂缝相互交叉的节点部位处进行连接，能够实现水力压裂过程中横向模拟裂缝和纵向模拟裂缝的动态缝宽变化规律的模拟；同时，在装置主体的网格内设置有加压装置，加压装置通过加压杆能够对与之相邻的横向模拟裂缝和纵向模拟裂缝施加应力以模拟地应力，进而能够实现地应力条件下裂缝真实扩展规律的模拟。

技术领域

本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种水力压裂裂缝动态扩展模拟装置。

背景技术

在水力压裂领域，裂缝动态扩展过程是否满足施工要求对水力压裂成功造缝起着至关重要的作用。在压裂过程中，水力裂缝形态是一个动态变化过程，但是目前缺乏有效的手段对裂缝扩展过程进行监测；同时，支撑剂在裂缝动态扩展过程中的运移和沉降也是裂缝形成较高导流能力通道的一个重点，所以裂缝动态扩展过程及动态扩展过程中支撑剂的运移规律是评价水力压裂效率的关键所在。

现有用于模拟水力压裂裂缝动态扩展过程的的模拟装置，一般包括间隔设置的两块平板以及将两块平板连接在一起的连接件，两块平板之间的间隙即为所模拟的裂缝。由于结构所限，现有的模拟装置只能模拟单一直缝，而且平板固定设置无法移动，不能够实现应力的传导，因此无法施加地应力场模拟真实地层水力压裂的缺陷，也不能进行缝宽变化规律的模拟。

发明内容

本发明提供了一种网格可视化水力压裂裂缝动态扩展模拟装置，旨在解决现有的模拟装置无法实现地应力条件下裂缝的扩展规律和裂缝动态缝宽变化规律模拟的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：网格可视化水力压裂裂缝动态扩展模拟装置，包括装置底座和装置主体，所述装置主体为主要由至少两条横向模拟裂缝和至少两条纵向模拟裂缝相互交叉构成的网格结构，装置主体还包括在横向模拟裂缝和纵向模拟裂缝的端部设置的用于将裂缝端部封闭的伸缩密封件以及设置在横向模拟裂缝与纵向模拟裂缝相互交叉的节点部位处的活动密封连接结构；所述横向模拟裂缝包括间隔分布的两块横向平板，所述纵向模拟裂缝包括间隔分布的两块纵向平板，所述横向平板和纵向平板均可滑动地设置在装置底座上；所述装置主体的网格内设置有加压装置，所述加压装置上设置有四根分别与相邻的横向模拟裂缝和纵向模拟裂缝一一对应的加压杆，所述加压杆的端部与各自对应的横向平板或纵向平板相贴。

进一步的是，所述横向模拟裂缝和纵向模拟裂缝均为三条以上。

进一步的是，所述横向模拟裂缝的两块横向平板相互平行，所述纵向模拟裂缝的两块纵向平板相互平行。

进一步的是，所述横向平板和纵向平板均为透明玻璃平板。

进一步的是，所述加压装置为液压泵。

进一步的是，所述加压杆的端部上设置有施压锥台，所述施压锥台的小端面与加压杆的端部连接，施压锥台的大端面与所对应的横向平板或纵向平板相贴。

进一步的是，每个活动密封连接结构包括四个活动连接头，所述活动连接头相邻的两个侧面上分别设置有连接槽；所述横向平板和纵向平板各自的两端上均设有平板连接部，四个活动连接头分别设置在横向模拟裂缝与纵向模拟裂缝相互交叉的节点部位的四个内角位置处，端部相邻的横向平板和纵向平板各自端部上的平板连接部分别嵌入在对应的活动连接头两侧的连接槽中，且横向平板和纵向平板均能够随各自的平板连接部沿着所在的连接槽相对于活动连接头滑动。

进一步的是，该网格可视化水力压裂裂缝动态扩展模拟装置还包括压裂液注入裂缝，所述压裂液注入裂缝与其中一条横向模拟裂缝或其中一条纵向模拟裂缝连通。