一种低渗透油藏注水动态裂缝的物理测试装置的制作方法

本申请涉及地质勘探技术领域，特别涉及一种低渗透油藏注水动态裂缝的物理测试装置。

背景技术：

在油田开发的过程中，一般可以采用将水注入油藏的方式，保持或者恢复油藏的油层压力，使油藏具有较强驱动力，从而提高油藏的开采速度和采收率。

然而，在将水注入低渗透油藏的过程中，由于储层吸水能力较差，注入水不能及时进入储层，导致注水井周围的地层压力不断升高。当地层压力达到某一极限值时，储层会产生微裂缝，这些裂缝在特定的注水条件下不断延伸，从而形成动态裂缝。

在这种情况下，采油井含水率呈台阶状上升，油藏整体表现出单方面见水等受裂缝影响的开发特征，影响油藏开发效果。因此，有必要研究低渗透油藏注水所形成的动态裂缝。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种低渗透油藏注水动态裂缝的物理测试装置，以达到直观观察由于注水所形成的动态裂缝的形态特征以及影响因素。

本实用新型实施例提供了一种低渗透油藏注水动态裂缝的物理测试装置，可以包括：围压机构，所述围压机构具有用于容置待测试岩样的空腔，所述待测试岩样上表面顶固于所述围压机构，所述围压机构能向所述待测试岩样施加沿径向向内的力；能沿上下移动的支撑件，所述支撑件位于所述围压机构内部，所述支撑件上表面用于支撑所述待测试岩样，所述待测试岩样上端设置有预定深度的通道，所述通道中容置有与液压源相连通的筒体，所述筒体与所述通道之间设置有第一密封件，所述筒体与所述通道相连通，所述筒体与所述通道相连通的位置位于所述第一密封件下方，所述筒体靠近上端的外壁套设有第二密封件，所述第二密封件顶固在所述待测试岩样的上端。

在本申请的一个实施例中，所述筒体和所述通道之间设置有粘结剂以形成所述第一密封件。

在本申请的一个实施例中，所述筒体外壁设置有多个周向凹槽，多个所述周向凹槽沿所述筒体的轴向排布。

在本申请的一个实施例中，所述支撑件呈板状，呈板状的所述支撑件的下表面连接有第一伸缩件，所述第一伸缩件用于对所述支撑件施以沿上下方向的力。

在本申请的一个实施例中，所述第一伸缩件为如下的任意一种：液压缸、气压缸、电动伸缩杆。

在本申请的一个实施例中，所述待测试岩样呈长方体，呈长方体的所述待测试岩样沿周向具有四个表面，四个表面形成相对设置地一对第一表面以及相对设置地一对第二表面；所述围压机构包括：导向平台以及设置在所述导向平台上并在其上可相对移动的两个相对设置地第一板体以及两个相对设置地第二板体，两个所述第一板体以及两个所述第二板体围合限定出所述空腔；其中，两个所述第一板体分别与一对所述第一表面相贴合，两个所述第二板体分别与一对所述第二表面相贴合。

在本申请的一个实施例中，所述围压机构还可以包括：固定设置在所述导向平台上并分别位于一对所述第一板体外侧的第一施力板以及位于一对所述第二板体外侧的第二施力板，所述第一板体与对应设置地所述第一施力板之间形成有第一密封空间，所述第二板体与对应设置地所述第二施力板之间形成有第二密封空间，所述第一密封空间和所述第二密封空间与动力源相连通，所述动力源能向所述第一密封空间以及所述第二密封空间中施加具有预定压力的流体介质。

在本申请的一个实施例中，一对所述第一板体中的至少一个以及一对所述第二板体中的至少一个的外壁上设置有第二伸缩件，所述第二伸缩件用于对所述第一板体以及所述第二板体施以可相对靠近或远离的力。

在本申请的一个实施例中，所述第二伸缩件可以为如下的任意一种：液压缸、气压缸、电动伸缩杆。

在本申请的一个实施例中，所述围压机构还可以包括：固定设置在所述导向平台且位于所述第一施力板以及所述第二施力板外侧的支柱，所述支柱的上端连接有顶盖，所述顶盖能顶固所述待测试岩样的上表面。

在本申请的一个实施例中，所述围压机构还可以包括：用于供所述导向平台设置的支撑平台，以及通过支撑柱与所述支撑平台相连接的压合平台，所述压合平台顶固所述顶盖。

在本申请的一个实施例中，所述液压源可以包括：增压机构以及与所述增压机构相连通的容器。

在本申请的一个实施例中，所述容器中设置有能在其中移动的隔板，所述隔板将所述容器的内部空间分隔成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与所述筒体相连通，其中容置有第一液体；所述第二腔室与所述增压机构相连通，其中容置有第二液体。

在本申请的一个实施例中，所述增压机构可以为伺服增压器、压力泵中的任意一种。

在本实用新型实施例中，提供了一种低渗透油藏注水动态裂缝的物理测试装置，可以包括：围压机构以及能上下移动的支撑件，支撑件位于围压机构内部，同时，该支撑件上表面可以用于支撑待测试岩样。待测试岩样中容置有与液压源相连通的筒体，该筒体和待测试岩样的通道之间设置有第一密封件，可以保证待测岩样和井筒之间的密封性，从而使得测试过程更加接近真实固井的情况。在液压源施加的压力下，向待测试岩样中的筒体内注水，从而达到物理模拟实际地层压力下低渗透油藏注水时所产生的动态裂缝的目的，采用上述方法进行动态裂缝的物理测试结果和现有技术相比更加精确。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的低渗透油藏注水动态裂缝的物理测试装置示意图；

图2为本实用新型实施例的待测试岩样中筒体的设置方式示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

由于动态裂缝的形成涉及因素复杂，裂缝的起裂、延伸、空间分布、控制因素等均与传统的水力裂缝存在较大差别，与此同时，储层内部裂缝本身发育较复杂，在其上进行的压裂过程更为复杂，因此了解注水动态裂缝的影响十分关键。因此，在本实用新型实施例中，提供了一种低渗透油藏注水动态裂缝的物理测试装置。如图1所示为低渗透油藏注水动态裂缝的物理测试装置示意图，可以包括：围压机构(未标出)和能沿上下移动的支撑件1，其中：

1)围压机构，所述围压机构具有用于容置待测试岩样的空腔，所述待测试岩样上表面顶固于所述围压机构，所述围压机构能向所述待测试岩样施加沿径向向内的力；

当向待测试岩样的下表面施加向上的外力时，由于待测试岩样上表面的顶固作用，待测试岩样能受到和该方向上的外力同样大小的力。

上述待测试岩样可以为低渗透率(小于10mD)的岩石天然露头。由于天然露头的岩样与地底岩样孔隙中的含水含油情况有很大不同，天然露头孔隙基本没有太多流体，地层岩样孔隙中有大量流体；并且在实际情况下，地层通过长期注水，靠近注水井周围的岩体孔隙中会含有大量的注入水，这与原始地层情况有较大区别，可能会对裂缝的扩展与起裂产生很大影响。因而，对于本申请中的岩样，我们通过对待测试岩样设置不同的浸泡时间来进行饱和，从而达到模拟待测试岩样在地层长期注水后的岩石性质，通过本申请中对于待测试岩样所产生的动态裂缝的模拟，从而达到找到裂缝生成规律，指导实际油藏开采的目的。例如：可以按照不同的预定时间值设置待测试岩样的饱和水时间。例如：可以分别设置饱和水的时间为12h、24h、48h，以对比不同饱和水时间对岩样的影响。

2)能沿上下移动的支撑件1，所述支撑件1位于所述围压机构内部，所述支撑件1上表面用于支撑所述待测试岩样2，所述待测试岩样2上端设置有预定深度的通道，所述通道中容置有与液压源(未标出)相连通的筒体3，所述筒体3与所述通道之间设置有第一密封件，所述筒体与所述通道相连通，所述筒体与所述通道相连通的位置位于所述第一密封件下方，所述筒体靠近上端的外壁套设有第二密封件，所述第二密封件顶固在所述待测试岩样的上端。

在本申请的一个实施例中，待测试岩样2上端设置有预定深度的通道，并且在该通道中容置有与液压源相连通的筒体3，筒体与通道之间设置有第一密封件，该第一密封件可以是粘结剂(例如：高强度植筋胶、环氧树脂胶等)。通过在筒体和通道之间设置第一密封件，从而可以保证待测试岩样和井筒之间的密封性，使得测试过程更加接近真实固井的情况。

进一步地，在筒体外壁设置有多个周向凹槽，多个周向凹槽沿筒体的轴向排布。上述设置的多个周向凹槽可以增加筒体和待测试岩样之间所设置的粘结剂的胶结强度。

具体的，如图2所示为本申请中待测试岩样2中筒体3的设置方式示意图，筒体3与通道之间设置有第一密封件，筒体3靠近上端的外壁套设有第二密封件21，所述第二密封件顶固在所述待测试岩样的上端。在筒体外壁设置有多个周向凹槽22，多个周向凹槽22沿筒体的轴向排布。

在本申请的一个实施例中，上述支撑件呈板状，呈板状的支撑件下表面连接有第一伸缩件，第一伸缩件用于对支撑件施以沿上下方向的力。当然地，上述支撑件也可以呈三角形等其他形状，本申请对此不作限定。第一伸缩件可以为如下的任意一种：液压缸、气压缸、电动伸缩杆。

利用第一伸缩件对支撑件施以沿上下方向的力使得支撑件上下移动，又由于待测试岩样上表面顶固于围压机构，因而，待测试岩样能够受到第一伸缩件对支撑件施加的沿上下方向的力，从而达到控制待测试岩样在垂直方向所受到的压力。

在本申请的一个实施例中，待测试岩样可以呈长方体，呈长方体的待测试岩样沿周向具有四个表面，四个表面形成相对设置地一对第一表面以及相对设置地一对第二表面；围压机构可以包括：导向平台6、设置在导向平台6上的两个相对设置地第一板体5以及两个相对设置地第二板体(未标出)，两个第一板体5可相对移动，两个第二板体可相对移动，两个第一板体5以及两个第二板体围合限定出用于容置待测试岩样的空腔；其中，两个第一板体5分别与一对第一表面相贴合，两个第二板体分别与一对第二表面相贴合。

进一步地，在本申请的一个实施例中，上述围压机构还可以包括：固定设置在导向平台6上并分别位于一对第一板体外侧的第一施力板以及位于一对第二板体外侧的第二施力板，第一板体与对应设置地第一施力板之间形成有第一密封空间，第二板体与对应设置地第二施力板之间形成有第二密封空间，第一密封空间和第二密封空间均与动力源7相连通。具体地，该动力源7能向第一密封空间以及第二密封空间中施加具有预定压力的流体介质。该动力源可以为液压稳压源。液压稳压源向第一密封空间以及第二密封空间中注入预定压力的液压油，从而可以控制待测试岩样在周向所受到的压力。上述三向围压可以设置为例如：沿井筒轴向围压为7MPa，其它两个方向的围压分别为10MPa、14MPa。在对待测试岩样施加设定的三向围压时，三个方向以相同的增压速率同步增加压力；当单一方向的围压到达设定值时自动停止增加并保持压力恒定，其它方向继续增压；当三个方向的围压均到达设定值时，维持压力一定时间，然后进行下一步实验操作；在之后的实验过程中，围压始终保持恒定，直至实验结束。

此时，该围压机构还可以包括：固定设置在导向平台且位于第一施力板以及第二施力板外侧的支柱，该支柱的上端连接有顶盖8，该顶盖8能顶固待测试岩样的上表面，从而达到固定待测试岩样四周板体的目的。此时，该围压机构还可以包括：用于供导向平台6设置的支撑平台，以及通过支撑柱与支撑平台相连接的压合平台，压合平台可以用于顶固顶盖，从而达到固定待测试岩样的目的。

同样的，在本申请中支撑件也可以采用类似的通过动力源控制产生垂向压力的方式。在本申请中支撑件的外侧设置有第三施力板，支撑件和第三施力板之间形成有第三密封空间，第三密封空间也与动力源7相连通。同样地，该动力源能向第三密封空间中施加具有预定压力的流体介质。通过上述方式可以达到模拟待测试岩样受到与实际地层受力情况相同的三层围压的情况。

进一步地，在本申请的另一个实施例中，一对第一板体中的至少一个以及一对第二板体中的至少一个的外壁上设置有第二伸缩件，该第二伸缩件可以用于对第一板体以及第二板体施以可相对靠近或远离的力，从而可以控制待测试岩样在周向所受到的压力。上述第二伸缩件可以为如下的任意一种：液压缸、气压缸、电动伸缩杆。

在本申请的一个实施例中，上述液压源可以包括：增压机构9以及与增压机构相连通的容器4。上述容器中设置有能在其中移动的隔板，该隔板将容器的内部空间分隔成第一腔室10和第二腔室11，其中，第一腔室10与筒体3相连通，其中容置有第一液体；第二腔室11与增压机构4相连通，其中容置有第二液体。第一液体可以为加入示踪剂的压裂液，第二液体可以为油。

进一步地，上述增压机构9可以为伺服增压器、压力泵中的任意一种。模拟待测试岩样2注水过程中产生的动态裂缝时，可以根据选定的泵排量向模拟井筒泵注入液体，直至待测试岩样2被破坏。在岩样被破坏后，可以沿裂缝将试样打开，观察形成的裂缝形态，并记录下泵注压力和排量等参数，从而进行裂缝形态的实验分析。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。