一种水力压裂裂缝导流能力实验系统及其使用方法与流程

本发明涉及石油开采水力压裂技术领域，具体是一种水力压裂裂缝导流能力实验系统及其使用方法。

背景技术：

水力压裂技术作为油气井增产、水井增注的主要措施已广泛应用在低渗透油气田的开发中，为油气田的稳产做出了重要贡献。水力压裂过程是通过对目的储层泵注高粘度的前置液，以高压形成裂缝并延展，而后泵注混有支撑剂的携砂液，携砂液可继续延展裂缝，同时携带支撑剂深入裂缝，再后使压裂液破胶降解为低粘度流体流向井底返排而出，在地层中留下一条由支撑剂支撑裂缝壁面所形成的高导流能力的流动通道，以利于油气从远井地层流向井底。

随着压裂技术的不断发展，专家学者逐渐考虑基质输送油气与裂缝导流能力是否相匹配并开展的相应研究，即在水力压裂之后裂缝导流能力好，但基质并不能产生相应量的油气，这便导致了裂缝导流能力的浪费。为了推动基质输送油气与裂缝导流能力的实验研究与理论分析，本文提出了一种水力压裂裂缝导流能力实验系统及其使用方法，以便确定最佳裂缝宽度、优化压裂参数、节约施工成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种水力压裂裂缝导流能力实验系统及其使用方法，用以探究基质渗透率、裂缝导流能力以及地层孔隙压力之间的关系，最终确定最佳裂缝宽度。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：

方案一：一种水力压裂裂缝导流能力实验系统，包括底座、废油收集池、尺子、试件仓、渗流板、可调整的支座、油管、压力泵、流量计、数据线、储油罐、电脑、挡板；所述的底座上安装有废油收集池和可调整的支座；所述的渗流板上均布渗流孔，渗流板一侧设置试件仓，另一侧设置油管接口；试件仓用于放置岩石试件，岩石试件末端与试件仓的末端保持平齐，岩石试件与试件仓之间用胶质进行密封，保证石油不会从岩石试件与试件仓之间的缝隙流出；废油收集池位于裂缝下部，用以收集从岩石基质中渗流出来的石油；可调整的支座将渗流板和挡板安装在底座上，并用于调整渗流板和挡板的位置；尺子用于衡量裂缝宽度；岩石试件与挡板之间的距离，即裂缝宽度的一半；油管连接在压力泵、流量计、储油罐以及渗流板之间，压力泵用于模拟地层孔隙压力，压力泵的输出压力通过电脑进行调节，流量计用于记录通过油管的油量，油量数据通过数据线传递到电脑。

方案二：一种水力压裂裂缝导流能力实验系统，包括底座、废油收集池、尺子、两套试件仓、两套渗流板、可调整的支座、油管、压力泵、流量计、数据线、储油罐、电脑；所述的底座上安装有废油收集池和可调整的支座；所述的渗流板上均布渗流孔，渗流板一侧设置试件仓，另一侧设置油管接口；试件仓用于放置岩石试件，岩石试件末端与试件仓的末端保持平齐，岩石试件与试件仓之间用胶质进行密封，保证石油不会从岩石试件与试件仓之间的缝隙流出；两套试件仓相对设置，两套试件仓之间的距离为裂缝宽度；废油收集池位于裂缝下部，用以收集从岩石基质中渗流出来的石油；可调整的支座将两套渗流板安装在底座上，并用于调整两套渗流板的位置；尺子用于衡量裂缝宽度；油管连接在压力泵、流量计、储油罐以及渗流板之间，压力泵用于模拟地层孔隙压力，压力泵的输出压力通过电脑进行调节，流量计用于记录通过油管的油量，油量数据通过数据线传递到电脑。

本发明还公开了上述水力压裂裂缝导流能力实验系统使用方法，其步骤包括：

步骤一，将岩石试件安装到试件仓中，岩石试件末端与试件仓的末端保持平齐，试件仓与试件之间的空隙用胶质密封，保证石油不会从岩石试件与试件仓之间的缝隙流出。

步骤二，调整可调整的支座，根据尺子刻度确定裂缝宽度，当到达目标宽度后，固定可调整的支座。

步骤三，开启电脑、压力泵和流量计，调整压力泵输出压力至目标压力。

步骤四，等待裂缝中有油体流出后，开始记录压力和流量。

步骤五，关闭压力泵以及流量计。

步骤六，通过调整可调整的支座，变换裂缝宽度，重复步骤三和步骤五，完成多组对比试验。

步骤七，关闭电脑，将岩石试件卸下，结束实验。

本发明实现方便且成本低，使用操作方便，能够很好地用于基质输送油气能力与裂缝导流能力的理论研究，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

附图说明

图1为本发明的实施一俯视图。

图2为本发明的渗流板正视图。

图3为本发明的渗流板左视图。

图4为本发明的挡板正视图。

图5为本发明的挡板左视图。

图6为本发明的实施二俯视图。

图中：1底座；2废油收集池；3尺子；4试件仓；5渗流板；6可调整的支座；7挡板；8流量计；9油管；10压力泵；11数据线；12储油罐；13电脑；14渗流孔；15支座安装口。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文举出实施例，并配合附图，作详细说明如下。

实施一

如图1-图5所示，本发明的一种水力压裂裂缝导流能力实验系统，包括：底座1，废油收集池2，尺子3，试件仓4，渗流板5，可调整的支座6，挡板7，流量计8，油管9，压力泵10，数据线11，储油罐12，电脑13，渗流孔14，支座安装口15。

所述的底座1上安装有一个废油收集池2和四个可调整的支座6。

所述的废油收集池2位于裂缝下部，用以收集从岩石基质中渗流出来的石油。

所述的四个可调整的支座6分别将渗流板5和挡板7固定支撑在底座1上，并可以调整渗流板5与挡板7之间的距离。

所述的尺子3用以衡量岩石试件与挡板之间的距离，即裂缝宽度的一半。

所述的渗流板5上含有试件仓4、渗流孔14、油管接口、支座安装口15。

所述的试件仓4用以放置岩石试件，所述的岩石试件末端与试件仓4的末端保持平齐，岩石试件与试件仓4之间用胶质进行密封，保证石油不会从岩石试件与试件仓4之间的缝隙流出。

所述的油管9连接在压力泵10、流量计8、储油罐12以及渗流板5之间。

所述的压力泵10用于模拟地层孔隙压力，压力泵10的输出压力可以通过电脑进行调节。

所述的流量计8用于记录通过油管的油量，油量数据通过数据线11传递到电脑13。

本发明还公开了一种水力压裂裂缝导流能力实验系统使用方法，其步骤包括：

步骤一，将30cm*30cm*30cm岩石试件安装到试件仓4中，岩石试件末端与试件仓4的末端保持平齐，试件仓4与试件之间的空隙用胶质密封，保证石油不会从岩石试件与试件仓4之间的缝隙流出。

步骤二，调整可调整的支座6，根据尺子3刻度确定裂缝宽度，当裂缝宽度为2mm时，固定可调整的支座6。

步骤三，开启电脑13、压力泵10和流量计8，调整压力泵10输出压力至18mpa。

步骤四，等待裂缝中有油体流出后，开始记录压力和流量。

步骤五，关闭压力泵10以及流量计8。

步骤六，通过调整可调整的支座6，变换裂缝宽度为5mm，重复步骤三和步骤五。

步骤七，通过调整可调整的支座6，变换裂缝宽度为10mm，重复步骤三和步骤五。

步骤八，通过调整可调整的支座6，变换裂缝宽度为15mm，重复步骤三和步骤五。

步骤九，关闭电脑13，将岩石试件卸下，结束实验。

实施二

如图2-图6所示，本发明的一种水力压裂裂缝导流能力实验系统，包括：底座1，废油收集池2，尺子3，试件仓4，渗流板5，可调整的支座6，流量计8，油管9，压力泵10，数据线11，储油罐12，电脑13，渗流孔14，支座安装口15。

所述的底座1上安装有一个废油收集池2和四个可调整的支座6。

所述的废油收集池2位于裂缝下部，用以收集从岩石基质中渗流出来的石油。

所述的四个可调整的支座6分别将两块渗流板5固定支撑在底座1上，并可以调整两块渗流板5之间的距离。

所述的尺子3用以衡量两块岩石试件之间的距离，即裂缝宽度。

所述的渗流板5上含有试件仓4、渗流孔14、油管接口、支座安装口15。

所述的试件仓4用以放置岩石试件，所述的岩石试件末端与试件仓4的末端保持平齐，岩石试件与试件仓4之间用胶质进行密封，保证石油不会从岩石试件与试件仓4之间的缝隙流出。

所述的油管9连接在压力泵10、流量计8、储油罐12以及渗流板5之间。

所述的压力泵10用于模拟地层孔隙压力，压力泵10的输出压力可以通过电脑进行调节。

所述的流量计8用于记录通过油管的油量，油量数据通过数据线11传递到电脑13。

本发明还公开了一种水力压裂裂缝导流能力实验系统使用方法，其步骤包括：

步骤一，将30cm*30cm*30cm岩石试件安装到试件仓4中，岩石试件末端与试件仓4的末端保持平齐，试件仓4与试件之间的空隙用胶质密封，保证石油不会从岩石试件与试件仓4之间的缝隙流出。

步骤二，调整可调整的支座6，根据尺子3刻度确定裂缝宽度，当裂缝宽度为2mm时，固定可调整的支座6。

步骤三，开启电脑13、压力泵10和流量计8，调整压力泵10输出压力至18mpa。

步骤四，等待裂缝中有油体流出后，开始记录压力和流量。

步骤五，关闭压力泵10以及流量计8。

步骤六，通过调整可调整的支座6，变换裂缝宽度为5mm，重复步骤三和步骤五。

步骤七，通过调整可调整的支座6，变换裂缝宽度为10mm，重复步骤三和步骤五。

步骤八，通过调整可调整的支座6，变换裂缝宽度为15mm，重复步骤三和步骤五。

步骤九，关闭电脑13，将岩石试件卸下，结束实验。

本发明实现方便且成本低，使用操作方便，能够很好地用于基质输送油气能力与裂缝导流能力的理论研究，实用性强，使用效果好，便于推广使用。