[实用新型]一种拟三轴压裂系统

说明书

本实用新型提供了一种拟三轴压裂系统，该系统包括：岩心加持套；轴压施力机构至少部分设置在岩心加持套内；围压施力机构套设在岩心加持套的外周；加热机构设置在岩心加持套的外部；介质供给机构与轴压施力机构相连接。本实用新型通过设置岩心加持套对待测岩样进行夹持，并通过围压施力机构对岩心加持套施压，模拟岩样在地层承受的围压；通过轴压施力机构对待测岩样提供两端支撑封堵，施加轴压至待测岩样上，模拟岩样在地层承受的轴压；通过加热机构对岩心加持套进行加热，模拟岩样环境温度。该系统可进行不同种类岩样的任意轴压、围压、温度环境下的渗透率测试、压裂模拟等，解决现有装置不能进行高温地应力条件下压裂后渗透率测试的问题。

技术领域

本实用新型涉及岩石力学技术领域，具体而言，涉及一种拟三轴压裂系统。

背景技术

随着经济的快速发展和人类社会的不断进步，目前规模生产并大量利用的常规能源供应日益不能满足市场需求，在这种严峻的能源形势下，非常规能源如天然气、地热能源等表现出了巨大的资源潜力，而且我国非常规能源资源十分丰富，发展前景广阔，非常规能源必然会成为未来能源供应的重要来源。在开采开发非常规能源时，地层渗透率与地层裂隙发育特征、地质构造、地应力状态等均影响和制约着油气、地热等能源的开采和利用。研究地层岩样在不同地应力以及温度场等条件下的破裂压力和渗流特性的实验研究是非常有必要的。

目前，国内外学者已经开始对地层的水力压裂破坏机理、裂缝扩展几何形态和裂缝延伸规律进行了一些研究。然而，由于缺乏较为系统的科学研究，相关水力压裂机理匮乏，未能将影响压裂效果的主要参数进行量化，现有的实验装置不能进行高温原位地应力条件下水力压裂后渗透率测试，导致该项技术在油气开采、地热开采储层增渗领域的应用与发展受到了一定程度的限制。

发明内容

鉴于此，本实用新型提出了一种拟三轴压裂系统，旨在解决现有实验装置不能进行高温原位地应力条件下水力压裂后渗透率测试的问题。

本实用新型提出了一种拟三轴压裂系统，该系统包括：岩心加持套，用于加持待测岩样；轴压施力机构，至少部分设置在所述岩心加持套内，所述轴压施力机构用于对待测岩样提供两端支撑封堵，以使所述轴压施力机构和所述岩心加持套围设形成封闭腔体，所述轴压施力机构还用于施加轴压至待测岩样上，以模拟岩样在地层承受的轴压；围压施力机构，套设在所述岩心加持套的外周，用于对所述岩心加持套施压，使得所述岩心加持套传递压力给待测岩样，形成待测岩样的围压以模拟岩样在地层承受的围压；加热机构，设置在所述岩心加持套的外部，用于对所述岩心加持套进行加热，以使所述岩心加持套将热量传递给待测岩样，模拟岩样在地下的环境温度；介质供给机构，与所述轴压施力机构相连接，用于向封闭腔体内注入供给介质，在渗透测试状态下供给介质作为渗透介质以进行待测岩样的渗透率测试，在压裂状态下作为压裂介质对待测岩样进行压裂。

进一步地，上述拟三轴压裂系统，所述轴压施力机构包括：上堵头，穿设于所述岩心加持套的顶部开口，用于顶压在所述待测岩样的顶壁上；下堵头，穿设于所述岩心加持套的底部开口，并且，所述上堵头和所述下堵头中至少一个的部分沿所述岩心加持套的轴向可滑动地设置在岩心加持套内，用于施加轴压至待测岩样；密封环，设置在所述上堵头位于所述岩心加持套内的端部，用于对所述上堵头和所述待测岩样之间的缝隙进行密封。

进一步地，上述拟三轴压裂系统，所述上堵头和/或所述下堵头位于所述岩心加持套的部分的外周设有密封圈，用于密封所述上堵头与所述岩心加持套之间的缝隙，和/或所述下堵头与所述岩心加持套之间的缝隙。

进一步地，上述拟三轴压裂系统，所述围压施力机构包括：围压腔，沿所述岩心加持套的外周设置，用于提供围压介质施压腔体；介质注入件，与所述围压腔的进入口相连通，用于向所述围压腔内泵入围压介质，以使围压介质施加围压至所述岩心加持套上，使得所述岩心加持套压力传递给待测岩样。