[发明专利]模拟水平井多簇双翼水力裂缝支撑剂输送实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种模拟水平井多簇双翼水力裂缝支撑剂输送实验装置及方法，所述实验装置包括依次相连的携砂液配置系统、多簇双翼水力裂缝系统、携砂液回收系统、监测系统；所述多簇双翼水力裂缝系统包括水平井筒，所述水平井筒上设有N个射孔，所述N为大于等于4的偶数，所述射孔在同一轴线上设置至少两个形成多簇，所述射孔在同一径向上对称设置两个形成双翼，每个所述射孔与裂缝模拟模型相连；所述水平井筒的入口与所述携砂液配置系统的出口相连，所述水平井筒的出口和所述裂缝模拟模型的出口均与所述携砂液回收系统相连；所述监测系统包括流量计、压力计、摄像机。本发明能够模拟水平井多簇双翼水力裂缝支撑剂输送情况，为水平井分段压裂提供技术支持。

技术领域

本发明涉及油气藏增产技术领域，特别涉及一种模拟水平井多簇双翼水力裂缝支撑剂输送实验装置及方法。

背景技术

目前，我国油气开采的重点已经由常规油气藏向低渗油气藏、致密油气藏、页岩油气藏等非常规油气藏延伸，而水平井分段压裂技术是这些非常规油气藏增产改造的重要措施。水平井分段压裂过程中，压裂液和支撑剂的混合物自泵组出来之后，依次通过地面管系、垂直段管柱和水平段管柱，然后进入裂缝中运移、沉降及铺置，其在裂缝中的最终铺置形态决定了压裂的效果以及最终的油气产能。

由于支撑剂在裂缝中输送铺置的重要性，目前国内外有较多关于水平井支撑剂输送的实验和数值模拟研究。然而，现有的支撑剂输送的实验装置及研究主要针对水平井分段压裂时单段中单簇所形成的主缝或复杂缝，而实际压裂过程中地层是多簇双翼裂缝同时进液，存在多簇不同特征裂缝(缝长、缝高、缝宽均有差异)和不同裂缝之间及相同裂缝不同进口之间的流量分配等问题，现有的实验装置无法进行有效的模拟。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种模拟水平井多簇双翼水力裂缝支撑剂输送实验装置及方法，能够在室内更好地重现非常规储层水平井分段压裂过程管柱和裂缝中的流动现象。

本发明的技术方案如下：

一方面，提供一种模拟水平井多簇双翼水力裂缝支撑剂输送实验装置，包括依次相连的携砂液配置系统、多簇双翼水力裂缝系统、携砂液回收系统、监测系统；

所述多簇双翼水力裂缝系统包括水平井筒，所述水平井筒上设有N个射孔，所述N为大于等于4的偶数，所述射孔在同一轴线上设置至少两个形成多簇，所述射孔在同一径向上对称设置两个形成双翼，每个所述射孔与裂缝模拟模型相连；

所述水平井筒的入口与所述携砂液配置系统的出口相连，所述水平井筒的出口和所述裂缝模拟模型的出口均与所述携砂液回收系统相连；

所述监测系统包括流量计、压力计、摄像机，所述流量计设置多个且分别设置在携砂液配置系统与水平井筒相连的管路之间、裂缝模拟模型与携砂液回收系统相连的管路之间，所述压力计设置多个且分别设置在携砂液配置系统与水平井筒相连的管路之间、射孔输入端的水平井筒上、以及水平井筒与携砂液回收系统相连的管路之间，所述摄像机设置多个且数量与所述裂缝模拟模型数量相同，一个摄像机拍摄一个裂缝模拟模型中支撑剂的输送情况。

作为优选，所述水平井筒设置多个，且多个所述水平井筒在同一垂直面上平行设置，每个所述水平井筒上的射孔在同一垂直面上，且同一垂直面同一侧的射孔与同一个所述裂缝模拟模型相连。

作为优选，还包括竖直井筒，所述竖直井筒设置两个，分别设置在所述水平井筒的进口端和出口端。

作为优选，所述携砂液配置系统包括依次相连的储液罐、输送泵一、混砂罐、输送泵二，所述储液罐与所述输送泵一之间设有阀门一，所述混砂罐与所述输送泵二之间设有阀门二，所述输送泵二与所述水平井筒相连，且相连的管路上设有阀门三，所述携砂液配置系统与水平井筒相连的管路之间设置的流量计和压力计依次设置在所述阀门三与所述水平井筒之间。

作为优选，所述阀门一和所述阀门二采用闸阀，所述阀门三采用调节阀。