一种压裂裂缝内支撑剂沉降及运移的模拟装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及油气田开发研宄技术领域，尤其涉及一种压裂裂缝内支撑剂沉降 及运移的模拟装置。
【背景技术】
[0002] 随着国内低渗透储层及致密油藏的不断增多，水力压裂技术越来越成为油气藏增 产开发的重要技术手段。但是在压裂过程中支撑剂往往沉降在裂缝中底部导致裂缝上部没 有支撑剂或者很少，影响裂缝有效支撑，从而影响裂缝导流能力及压后产量。因此在水力压 裂中支撑剂在裂缝的铺置状态和沉降规律直接关系到水力压裂的压后产量。目前针对支撑 剂在裂缝的铺置状态和沉降规律往往是通过压裂软件来优化，有很大局限。
[0003] 而目前用于裂缝内支撑剂沉降规律和铺置规律的模拟装置主要有：
[0004][0005] 授权公告号为CN 202494617 U的中国专利，其公开了一种缝内液体携砂模拟实验 装置。缝内液体携砂模拟实验装置主要是支撑剂泵入透明平板裂缝模型和泵入平行板裂 缝内的液体混合，然后分析裂缝中携砂液流动状态以及支撑剂在裂缝内的沉降，而现场施 工往往是先混合形成携砂液之后在进入裂缝中；同时该装置裂缝的长度太小；泵注液体太 少，只能测裂缝中携砂液流动状态以及支撑剂在裂缝内的沉降；不能对裂缝中支撑剂的分 布测定。
[0006] 中国石油大学设计了一套《大型可视平板裂缝模拟系统》。其主要可以模拟单一砂 比的支撑剂沉降和铺置规律；缺乏连续变砂比的支撑剂沉降和铺置规律研宄。
[0007] 以上装置均只能模拟支撑剂在单裂缝中的沉降和铺置的规律，但页岩气储层属于 裂缝性致密气藏，地层中存在天然的裂缝网络，水力压裂的过程中，形成的裂缝不是简单的 双翼裂缝，而是非常复杂的裂缝网络。因此，以往模拟支撑剂在单条裂缝中输送的物理装置 不能客观真实的反应地层中的实际情况，这就需要考虑具有分支裂缝的多裂缝物理装置。 【实用新型内容】
[0008] 针对现有技术之不足，本实用新型提供了一种压裂裂缝内支撑剂沉降及运移的模 拟装置。
[0009] 一种压裂裂缝内支撑剂沉降及运移的模拟装置，其包括用于储存及混合支撑剂和 压裂液的混砂模块；及与所述混砂模块中的混砂单元连通的可视化分支裂缝模块；其中， 所述可视化分支裂缝模块包括主裂缝和至少一条通过一过渡段可开关地平行设置于所述 主裂缝侧面的分支裂缝，用以模拟具有分支裂缝的压裂裂缝。
[0010] 根据一个优选的实施方式，所述混砂模块还包括与所述混砂单元中的支撑剂通道 连通的支撑剂供给单元；和与所述混砂单元中的压裂液通道通过动力泵连通的压裂液供给 单元，并且在所述动力泵与所述压裂液通道之间设置有液体流量计。
[0011] 根据一个优选的实施方式，所述混砂单元还包括携砂液通道，所述压裂液通道与 所述支撑剂通道连通，所述携砂液通道通过两相流量计连通至所述可视化分支裂缝模块中 的主裂缝，并且所述压裂液通道与所述支撑剂通道之间的夹角为30~60度。
[0012] 根据一个优选的实施方式，所述压裂液通道的直径与所述携砂液通道的直径比为 10 :3,并且所述压裂液通道的直径沿压裂液流动的方向逐渐减小至所述携砂液通道的直 径。
[0013] 根据一个优选的实施方式，所述模拟装置还包括与所述可视化分支裂缝模块连通 的过滤单元，所述过滤单元与所述混砂模块中的压裂液供给单元为相互连通的一体结构， 使得所述混砂模块、所述可视化分支裂缝模块和所述过滤单元通过管道构成循环回路。
[0014] 根据一个优选的实施方式，在所述可视化分支裂缝模块与所述过滤单元之间设置 有接头，所述可视化分支裂缝模块中的主裂缝和分支裂缝分别与所述接头连通。
[0015] 根据一个优选的实施方式，所述支撑剂供给单元包括储砂槽和加砂筒，所述储砂 槽通过传送轮连通至所述加砂筒；所述加砂筒的出料端与所述混砂单元中的支撑剂通道连 通；并且在所述储砂槽的下端设置有刮条，在所述加砂筒上设置有透明可视窗口。
[0016] 根据一个优选的实施方式，所述动力泵为QBY-50型气动隔膜泵；所述液体流量计 和所述两相流量计为电磁流量计。
[0017] 根据一个优选的实施方式，所述主裂缝与所述过渡段的连接处设置有开关阀，用 于对所述分支裂缝进行关闭和开启。
[0018] 根据一个优选的实施方式，所述主裂缝的流动长度为3009mm，所述分支裂缝的流 动长度为1874_，所述主裂缝与所述分支裂缝的高度为300_ ;并且所述主裂缝与所述分 支裂缝的裂缝宽度可调，其调整范围为2~4_。
[0019] 本实用新型的有益效果在于：
[0020] 1、将可视化分支裂缝模块设置成具有分支裂缝的压裂裂缝，可以更真实地反映支 撑剂在地层中的沉降和铺置规律。
[0021] 2、通过动力泵与支撑剂供给单元中传送轮来控制支撑剂与压裂液的混合比，能够 完成精确控制混合砂比和实时变砂比作业，实现支撑剂与压裂液混合比的连续改变，从而 更加真实优化压裂施工设计和优选支撑剂、支撑剂组合和压裂液粘度。
[0022] 3、通过将主裂缝与分支裂缝的连接处设置成可关断的结构，使得本实用新型既可 以模拟支撑剂在单条裂缝中沉降和铺置规律，又可以模拟支撑剂在具有分支裂缝的多裂缝 中的沉降和铺置规律。
[0023] 4、本实用新型动力泵与混砂单元相结合，使混砂单元在动力泵的作用下，能够在 进口形成高速射流，并使砂液能够更均匀的混合，避免出现支撑剂在管线中堆集的现象。
[0024] 5、在加砂筒上设置透明可视窗口，可以有效的监测加砂筒内的水位情况，有效的 防止水满外溢。
[0025] 6、在储砂槽的下端，增设矩形刮条，防止储砂槽内的支撑剂在进入传送轮的过程 中发生堵塞，使支撑剂均匀顺利地进入传送轮。
【附图说明】
[0026] 图1、图2是本实用新型的结构示意图；
[0027] 图3是本实用新型可视化分支裂缝模块的装配示意图；
[0028] 图4是本实用新型主裂缝和分支裂缝的连接结构示意图；
[0029] 图5是本实用新型开关阀的结构示意图；
[0030] 图6是本实用新型混砂单元的结构示意图；
[0031] 图7是本实用新型支撑剂供给单元的结构示意图；和
[0032] 图8是本实用新型压裂液供给单元与过滤单元的结构示意图。
[0033] 附图标记列表
[0034] 110 :支撑剂供给单元 120:压裂液供给单元 130:混砂单元
[0035] 111 :储砂槽 112:加砂筒 113:传送轮
[0036]114:出料端 115:刮条 116:透明可视窗口
[0037] 131:压裂液通道 132:支撑剂通道 133:携砂液通道
[0038] 210 :主裂缝 220 :分支裂缝 202 :过渡段
[0039]211:透明平板 212:密封凸台 213:密封胶片
[0040]30 :过滤单元 301 :过滤网 40 :管道
[0041]50:开关阀 501 :阀芯