[发明专利]一种表征裂缝向基质深度增能的实验装置及方法

权利要求书

1.一种表征裂缝向基质深度增能的实验装置，其特征在于，所述实验装置包括：

第一岩心夹持器，具有用于容置基质岩心的第一岩心腔，所述第一岩心腔具有长度方向，所述基质岩心沿所述长度方向设置，所述基质岩心的入口端与所述第一岩心夹持器之间形成模拟裂缝；

能量供应装置，与所述第一岩心夹持器连接，并能向所述模拟裂缝供应能量流体，所述能量流体的压力等于预设裂缝压力，所述能量流体依靠所述预设裂缝压力向所述基质岩心内流动，以对所述基质岩心增能；

监测系统，包括：

压力监测单元，与所述第一岩心夹持器连接，用于在所述基质岩心增能过程中监测所述基质岩心的多个不同位置处的压力；

流量监测单元，连接于所述第一岩心夹持器和所述能量供应装置之间，用于计量流入所述基质岩心的能量流体的流量；

成像系统，设于所述第一岩心夹持器的外部，用于获取所述基质岩心的内部图像；

其中，所述能量供应装置包括第二岩心夹持器和压裂液注入系统，所述第二岩心夹持器具有用于容置岩心样品的第二岩心腔、分别与所述第二岩心腔的相对两端连通的入口端和出口端；所述压裂液注入系统与所述第二岩心夹持器的入口端连接，用于向所述第二岩心腔内的岩心样品中注入压裂液，以对所述岩心样品进行贯穿压裂，压裂后的所述岩心样品包括贯穿主裂缝和基质部分，所述模拟裂缝作为分支裂缝与所述贯穿主裂缝连通。

2.如权利要求1所述的表征裂缝向基质深度增能的实验装置，其特征在于，所述模拟裂缝为位于所述基质岩心的入口端端面与所述第一岩心夹持器之间的端面裂缝。

3.如权利要求1所述的表征裂缝向基质深度增能的实验装置，其特征在于，所述压力监测单元包括多个压力监测元件，多个压力监测元件分别与所述第一岩心夹持器上沿轴向方向间隔排列的多个压力监测点连接，以监测所述基质岩心的多个不同位置处的压力。

4.如权利要求1所述的表征裂缝向基质深度增能的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括回压装置，所述回压装置通过连通阀与所述第一岩心夹持器连接，用以向所述基质岩心的出口端施加回压。

5.如权利要求1至4任一项所述的表征裂缝向基质深度增能的实验装置，其特征在于，所述能量供应装置还包括：

设于所述第二岩心夹持器的入口端与所述岩心样品之间的密封片，所述密封片上设有连通所述第二岩心夹持器的入口端和所述岩心腔的注入孔，所述第二岩心夹持器的出口端通过开关阀与所述第一岩心夹持器连接；所述压裂液注入系统用于经由所述注入孔向所述第二岩心腔内的岩心样品中注入压裂液；

压力监测系统，连接在所述第二岩心夹持器的入口端和所述第二岩心夹持器的出口端之间，用于监测所述第二岩心夹持器的入口端和出口端之间的压力差。

6.如权利要求5所述的表征裂缝向基质深度增能的实验装置，其特征在于，所述能量供应装置还包括注入泵、与所述第二岩心夹持器的入口端连接的注入管线、以及在所述注入泵与所述注入管线之间并联设置的注油管线和注压裂液管线，所述注油管线上沿液体流向依次设有第一增压阀门、第一容器和第一连通阀门，所述注压裂液管线上沿液体流向依次设有第二增压阀门、第二容器和第二连通阀门，所述注入泵、所述注油管线、所述第一增压阀门、所述第一容器和所述第一连通阀门构成原油注入系统，所述注入泵、所述注压裂液管线、所述第二增压阀门、所述第二容器和所述第二连通阀门构成所述压裂液注入系统。

7.一种表征裂缝向基质深度增能的实验方法，其特征在于，所述实验方法采用权利要求1至4任一项所述的实验装置，所述实验方法包括：

将所述能量供应装置的初始压力设定为预设裂缝压力；

所述能量供应装置内的能量流体经由所述模拟裂缝向所述基质岩心内流动，以对所述基质岩心增能，同时采用所述监测系统获取所述基质岩心的多个不同位置处的压力、流入所述基质岩心的能量流体的流量和所述基质岩心的内部图像，以基于所述压力、所述流量和所述图像定量表征基质岩心内部的能量增加范围、幅度和能量增加效率。