[发明专利]模拟压裂液注入的井筒-裂缝实验系统以及实验方法

说明书

本申请公开了模拟压裂液注入的井筒‑裂缝实验系统以及实验方法，实验系统包括：多个壳体，每个壳体具有排液口和进液口，壳体内设置有：第一腔室和第二腔室，第一腔室内填充有裂缝模型，裂缝模型包括裂缝，裂缝具有相对于水平面呈起伏状态的粗糙度，裂缝在其延伸方向上设置有多个第一压力传感器，裂缝与第二腔室相连通，第二腔室内填充有岩石用于模拟储层基质；与多个所述壳体连接的模拟井筒，模拟井筒的侧壁上设置有与壳体的进液口相连通的钻孔，模拟井筒内设置有多个第二压力传感器；数据采集装置；用于向模拟井筒内注入压裂液的注液装置。本申请能够用于研究井筒与裂缝内压力传播特征及滤失作用和裂缝粗糙度对压力传播的影响。

技术领域

本申请涉及岩石水力压裂技术领域，具体涉及一种模拟压裂液注入的井筒-裂缝实验系统以及实验方法。

背景技术

致密岩油藏属于非常规石油资源类型，多赋存在低孔隙度、低渗透率等非常规储层。由于储层的致密性、低渗透率的特点，给油藏的开发带来极大的难度，目前通常采用压裂技术来提高储层的渗透率。

压裂技术是在采油或采气过程中将压裂液注入至地层中，人为地使地层产生裂缝，从而改善油井井底的流动条件，使油井产量增加。脉冲循环水力压裂是近些年来提出的一种新型压裂技术。该技术是利用带有波形变化压力的交变水流作用在岩石上，使岩石发生疲劳损伤并产生裂缝，以增大压裂面积，进而形成水力裂缝网络。

现有技术中，对于脉冲水力压裂开展一些实验研究，主要是采用平板实验手段，在平板的表面上设置有裂缝，然后将压裂液注入至平板中，并沿着裂缝流出，从而对压裂液在裂缝中的传播过程进行观察和研究。申请人发现，压裂液在平板上设置的裂缝内传播时无法按照真实情况下压裂液在均质储层的滤失情况而模拟滤失作用，导致研究结果存在着不足。因此，有必要提供一种裂缝脉冲压力传播规律的实验系统以及实验方法，来弥补现有研究的不足，为实际工程提供指导依据。

发明内容

为实现上述目的，本申请提供了一种模拟压裂液注入的井筒-裂缝实验系统以及实验方法，能够用于研究井筒与裂缝内压力传播特征及滤失作用和裂缝粗糙度对压力传播的影响。提供的技术方案如下所述：

一种模拟压裂液注入的井筒-裂缝实验系统，所述实验系统包括：

多个具有中空结构的壳体，每个所述壳体具有排液口和进液口，所述壳体内设置有：靠近所述进液口的第一腔室和靠近所述排液口的第二腔室，所述第一腔室内填充有裂缝模型，所述裂缝模型包括裂缝，所述裂缝具有相对于水平面呈起伏状态的粗糙度，所述裂缝在其延伸方向上设置有多个第一压力传感器，所述裂缝与所述第二腔室相连通，所述第二腔室内填充有岩石用于模拟储层基质；

与所述多个壳体连接的模拟井筒，所述模拟井筒的侧壁上设置有与所述壳体的进液口相连通的钻孔，所述模拟井筒内设置有多个第二压力传感器，多个所述第二压力传感器沿着所述模拟井筒的纵长延伸方向间隔设置；

数据采集装置，用于采集所述第一压力传感器和所述第二压力传感器测量的数据；

注液装置，所述注液装置用于向所述模拟井筒内注入压裂液。

作为一种优选的实施方式，所述实验系统包括滤失控制装置，所述滤失控制装置包括：第一蓄液容器；设置在所述第一蓄液容器与所述排液口之间的第一流道，所述第一流道上设置有用于调节滤失速率的第一阀门和用于检测滤失量参数的第一检测单元。

作为一种优选的实施方式，每个所述壳体内设置有：位于所述第一腔室与所述第二腔室之间的透水管，所述透水管的一端连通所述裂缝模型，所述透水管的另一端连通所述第二腔室，所述透水管内填充有岩石用于模拟储层基质。

作为一种优选的实施方式，所述注液装置包括：用于存储压裂液的第二蓄液容器；设置在所述第二蓄液容器与所述模拟井筒上端之间的第二流道，所述第二流道上设置有用于调节注液量参数的第二阀门、用于检测注液量参数的第二检测单元和用于调节泵注参数的压力控制机构。