[发明专利]一种基于可控冲击波技术的物模样品致裂效应实验装置及其实验方法

说明书

本发明提供一种基于可控冲击波技术的物模样品致裂效应实验装置及其实验方法，在聚能棒的底端设置放电负载，在聚能棒的顶端设置冲击波发生器，冲击波发生器的顶端固定换能器圆盘，换能器圆盘通过高压电缆与脉冲电容器相连，在脉冲电容器和换能器圆盘之间还设置有同轴场畸变开关，脉冲电容器进行接地；工作应变片和补偿应变片设置在模拟样品的外壁上，工作应变片平行设置在补偿应变片的上方，工作应变片和补偿应变片通过屏蔽电缆双芯传输线与动态电阻应变仪相连。该装置能够评价不同冲击波波形、不同冲击次数对海上砂岩储层的致裂效果及冲击波对套管、不同防砂筛管安全性能影响，探讨可控冲击波技术在海上油田应用的可行性。

技术领域

本发明涉及脉冲功率技术应用领域，更具体地说涉及一种基于可控冲击波技术的物模样品致裂效应实验装置及其实验方法。

背景技术

中国海上油田低渗透储层储量大，新井需要进行储层改造才能提高单井产量；低产低效的老井也需要采取一定的改造措施，解除近井地带堵塞、沟通天然裂隙。

现有解决海上油田的技术措施主要为压裂、酸化、爆燃压裂等。压裂对低渗储层的改造效果好，但施工规模大，施工工艺复杂，占用平台空间大，成本太高；酸化成本较低，但应用范围较小，只能解除近井地带堵塞，不能改造储层，存在储层二次污染的风险；爆燃压裂需要特殊火工品资质，而且是一次性、全井筒的大当量爆炸，容易造成管柱变形，而且在海上平台操作还存在较大的安全隐患。

因此，为了挖掘海上油田低渗储层和低产低效井的产能，需要更经济、安全、有效的技术措施，可控冲击波技术应运而生。可控冲击波技术是指幅值、冲量可控，作用区域可控，重复作用次数可控。不需向储层注入外来液体，不会对储层产生二次伤害，以分布式、分时性、连续性的模式全方位改造储层，不会造成管柱变形。

可控冲击波储层改造工艺技术在陆上多个油田已应用若干井次且应用效果显著，但未在海上油田应用过。由于海上油田储层与陆地储层物性区别大且完井方式不同，可控冲击波技术在海上油田应用首先要保证安全性，因此需要评价可控冲击波对海上砂岩储层的增透效果及对井下套管和筛管的安全性能影响。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，可控冲击波储层改造工艺技术在陆上多个油田已应用若干井次且应用效果显著，但未在海上油田应用过，由于海上油田储层与陆地储层物性区别大且完井方式不同，可控冲击波技术在海上油田应用首先要保证安全性，提供了一种基于可控冲击波技术的物模样品致裂效应实验装置及其实验方法，该装置能够评价冲击波对海上砂岩储层的致裂效果及冲击波对套管、筛管安全性能影响，探讨可控冲击波技术在海上油田应用的可行性。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种基于可控冲击波技术的物模样品致裂效应实验装置，包括冲击波发生系统和应变测量系统，

所述冲击波发生系统包括脉冲电容器、放电负载、聚能棒、换能器圆盘和冲击波发生器，在模拟样品的中部开设钻孔，并在钻孔内固定套管和防砂筛管，所述聚能棒下入到所述钻孔内，在所述聚能棒的底端设置所述放电负载，在所述聚能棒的顶端设置所述冲击波发生器，所述冲击波发生器的顶端固定所述换能器圆盘，所述换能器圆盘通过高压电缆与所述脉冲电容器相连，在所述脉冲电容器和所述换能器圆盘之间还设置有同轴场畸变开关，所述脉冲电容器进行接地；

所述应变测量系统包括应变测试组件和动态电阻应变仪，所述应变测试组件包括补偿应变片和工作应变片，所述工作应变片和所述补偿应变片设置在所述模拟样品的外壁上，所述工作应变片平行设置在所述补偿应变片的上方，所述工作应变片和所述补偿应变片通过屏蔽电缆双芯传输线与所述动态电阻应变仪相连，在所述屏蔽电缆双芯传输线上还设置有引线焊接端子。

所述模拟样品的高度为900-1100mm，直径为800-1000mm，所述套管下入深度占所述模拟样品总高度的2/3。