[实用新型]一种三维多层多井压裂支撑裂缝实时监测实验系统

说明书

本实用新型公开了一种三维多层多井压裂支撑裂缝实时监测实验系统包括：岩心试件、岩心夹持装置、全三维多层应力加载装置、压裂泵注装置、裂缝扩展实时监测装置和控制装置。本实用新型公开提供了一种三维多层多井压裂支撑裂缝实时监测实验系统，在施加三向应力、且水平两个方向为分层应力条件下，包含多个井筒的岩心试件模拟水力压裂、加砂支撑，通过对压裂裂缝起裂及扩展过程裂缝诱导应力实时、定量监测与后期解释，实现三维多层多井压裂支撑裂缝起裂及扩展过程定量化描述，并可获得支撑剂在裂缝内的铺置状态。

技术领域

本实用新型涉及油气藏压裂改造技术领域，更具体的说是涉及一种三维多层多井压裂支撑裂缝实时监测实验系统。

背景技术

水力压裂技术目前已成为低渗透致密储层开发中的核心技术，煤层气开采的重要技术。通过水力压裂压开岩石沟通天然裂缝，并以支撑剂将裂缝支撑，产生高渗透路径，达到增产的目的。如何实现储层改造体积的最大化，是制约当前低渗透致密储层高效开发的技术难题，然而其关键在于如何确定原始地应力条件下裂缝起裂、扩展规律以及真实裂缝条件下支撑剂的铺置形态。

当前有关裂缝起裂、扩展规律室内实验大多应用岩石三轴试验机开展，岩样通过三向应力加载后，通过恒压恒速泵泵注高压染色液体，岩样表面事先放置声发射监测装置，通过监测压裂过程中的声发射事件半定性评价裂缝扩展过程，后期将岩样剖开观察染色情况确定裂缝形态。

上述实验存在以下不足：1、目前大多采用的真三轴压裂装置，三向应力加载方式，未涉及多层；2、裂缝监测手段采用声发射，该方式仅能半定性评价裂缝形成过程，不能定量评价诱导应力；3、目前仅能在Z方向采用单一直井，不能实现多井/复杂井型模拟；4、仅使用单一压裂液体进行压裂，不能评价支撑剂在裂缝中的铺置情况。

因此，基于以上不足，开发一种三维多层多井压裂支撑裂缝实时监测实验系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种三维多层多井压裂支撑裂缝实时监测实验系统，通过对压裂裂缝起裂及扩展过程中裂缝诱导应力实时、定量监测与后期解释，实现三维多层多井压裂支撑裂缝起裂及扩展过程定量化描述，有效解决了现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种三维多层多井压裂支撑裂缝实时监测实验系统，包括：岩心试件、岩心夹持装置、全三维多层应力加载装置、压裂泵注装置、裂缝扩展实时监测装置和控制装置；其中，

岩心试件上预制有多个井筒；所述岩心试件在X方向、Y方向和Z方向均设置有压板，其中，X方向和Y方向上安装有多个压板；且各个压板均通过液压缸与所述全三维多层应力加载装置连接；

所述岩心夹持装置夹持所述岩心试件；

所述全三维多层应力加载装置与所述岩心试件相连，为所述岩心试件加载三维多层应力；

所述压裂泵注装置与所述井筒连接，为所述井筒提供压裂液；

所述裂缝扩展实时监测装置安装于所述岩心试件上，实时监测应力/应变信息，并通过数据采集模块将监测应力/应变信息发送给所述控制装置；

所述全三维多层应力加载装置、所述压裂泵注装置、所述数据采集模块均与所述控制装置电连接；所述控制装置控制所述全三维多层应力加载装置和所述压裂泵注装置的启停，并记录、分析接收到的各种信息。

优选的，所述岩心夹持装置包括：外腔体，所述岩心试件设置在外腔体内；所述外腔体的顶部通过上法兰压板固定，所述外腔体的底部通过下法兰压板固定；所述外腔体的周围通过拉杆穿过所述上法兰压板和所述下法兰压板进行固定；其中，所述上法兰压板预留有与所述井筒匹配的压裂注入口；所述下法兰压板预留有与所述液压缸连通的注入口；且所述下法兰压板顶部还铺设有定位板。