一种深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统

文档序号:39428711发布日期:2024-09-20 22:27阅读:89来源:国知局

本发明涉及非常规油气开采,尤其涉及一种深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统。


背景技术:

1、将二氧化碳“变废为宝”,应用于储层压裂增产具有现实意义。伴随着我国深部储层油气逐步开发,压裂增产是关键性技术,深部油气储层围压与温度耦合升高、地应力差较大且分布不均匀,导致常规水力压裂造缝效果差,裂缝复杂程度低。二氧化碳具有较强的溶解、扩展和渗透能力,使其能够进入更小孔隙,并且在二氧化碳、水、岩石三者反应下溶蚀岩石内部结构,有效提高裂缝复杂程度、降低起裂压力,提高压裂改造体积,目前已广泛应用于页岩油、致密气等非常规油气开发领域。

2、目前压裂实验系统难以实现裂缝扩展形态的可视化,一般通过压裂后对岩石进行人工剖切进行观察,裂缝形态容易破坏且扩展过程无法观测。另外,通过声发射监测虽然实现了扩展过程的捕捉,然而过程复杂且成本较高,分析精度以及实验条件难以提高。因此裂缝扩展可视化这一技术难题导致裂缝起裂与扩展行为难以明确,影响理论表征和验证,严重制约了深部油气储层的压裂设计。

3、本发明涉及深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统,能够构造深部储层原位温压耦合环境,实现不同地质条件下二氧化碳复合压裂实验,并进行裂缝起裂与扩展过程的精细捕捉,研究成果有助于表征深部储层二氧化碳复合压裂裂缝起裂与扩展特性。

4、为此本发明提出一种深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统。


技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中存在的缺陷,而提出的一种深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统。

2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

3、一种深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统,包括加热箱、外框架和加载装置,所述外框架设置于加热箱外部,所述加载装置包括x轴加载组件、y轴加载组件和z轴加载组件,真三轴加载组件设置于所述外框架上,并延伸至加热箱内,所述外框架上还设置有真三轴承载组件,所述真三轴承载组件分别与真三轴加载组件相对应。

4、进一步的,所述外框架包括左侧板、右侧板、后侧板、前侧板、下底板和上顶板,所述底板与上顶板对应设置,所述前侧板、后侧板、左侧板和右侧板设置于加热箱的四个方位。

5、进一步的,所述x轴加载组件设置于后侧板上,所述y轴加载组件设置于右侧板上,所述z轴加载组件设置于下底板上。

6、进一步的,所述上顶板的支撑柱为注液支撑柱,所述注液支撑柱上设置有交替注入控制阀,所述交替注入控制阀外端口分别与co2储罐和储水罐连接,内端延伸至注液支撑柱的内腔中。

7、进一步的,所述前侧板的支撑柱为可视化支撑柱,所述可视化支撑柱上设置高速相机和光源,所述高速相机与图像采集装置连接。

8、进一步的,所述z轴加载组件的输出端依次设置有载荷传感器、冷却循环装置和加载头,所述冷却循环装置内部设置冷却管路,所述冷却循环装置与外部冷却液供给组件连接。

9、进一步的,所述x轴加载组件、y轴加载组件和z轴加载组件的结构相同,均为加载液压缸,所述加载液压缸由液压控制装置控制。

10、进一步的,所述外框架底部设置有支撑板,所述支撑板底部固定连接有垫板。

11、有益效果

12、相比于现有技术,本发明的有益效果在于:深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统,能够构造深部储层原位温压耦合环境,实现不同地质条件下二氧化碳复合压裂实验,并且解决了在深部储层原位环境下裂缝起裂与扩展过程精细捕捉的可视化难题,研究成果有助于表征深部储层二氧化碳复合压裂裂缝起裂与扩展特性。



技术特征:

1.一种深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统,其特征在于,包括加热箱、外框架和真三轴加载装置,所述外框架设置于加热箱外部,所述真三轴加载装置包括x轴加载组件、y轴加载组件和z轴加载组件,真三轴加载组件设置于所述外框架上,并延伸至加热箱内,所述外框架上还设置有真三轴承载组件,所述真三轴承载组件分别与真三轴加载组件相对应。

2.根据权利要求1所述的一种深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统,其特征在于,所述外框架包括左侧板、右侧板、后侧板、前侧板、下底板和上顶板,所述底板与上顶板对应设置,所述前侧板、后侧板、左侧板和右侧板设置于加热箱的四个方位。

3.根据权利要求2所述的一种深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统,其特征在于,所述x轴加载组件设置于后侧板上,所述y轴加载组件设置于右侧板上,所述z轴加载组件设置于下底板上。

4.根据权利要求3所述的一种深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统,其特征在于,所述上顶板的支撑柱为注液支撑柱,所述注液支撑柱上设置有交替注入控制阀,所述交替注入控制阀外端口分别与co2储罐和储水罐连接,内端延伸至注液支撑柱的内腔中。

5.根据权利要求3所述的一种深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统,其特征在于,所述前侧板的支撑柱为可视化支撑柱,所述可视化支撑柱上设置高速相机和光源,所述高速相机与图像采集装置连接。

6.根据权利要求3所述的一种深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统,其特征在于,所述z轴加载组件的输出端依次设置有载荷传感器、冷却循环装置和加载头,所述冷却循环装置内部设置冷却管路,所述冷却循环装置与外部冷却液供给组件连接。

7.根据权利要求1所述的一种深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统,其特征在于,所述x轴加载组件、y轴加载组件和z轴加载组件的结构相同,均为加载液压缸,所述加载液压缸由液压控制装置控制。

8.根据权利要求1所述的一种深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统,其特征在于,所述外框架底部设置有支撑板,所述支撑板底部固定连接有垫板。


技术总结
本发明提供一种深部原位储层二氧化碳复合压裂可视化实验系统,包括真三轴围压加载装置、温度加载装置、复合注入装置、冷却循环装置以及裂缝扩展可视化装置;真三轴围压加载装置用于施加深部储层原位应力环境;温度加载装置用于施加深部储层原位温度环境,包括加热箱、温度控制系统、温度传感器;复合注入装置用于注入岩石;冷却循环装置用于冷却保护仪器;裂缝扩展可视化用于精细捕捉裂缝起裂与扩展行为。该发明能够构造深部储层原位温压耦合环境,实现不同地质条件下二氧化碳复合压裂实验,并进行裂缝起裂与扩展过程的精细捕捉,研究成果有助于表征深部储层二氧化碳复合压裂裂缝起裂与扩展特性。

技术研发人员:李金波,王素玲,董康兴,李婷婷,郭政,谢明晨,屈如意,任智慧,温鹏云
受保护的技术使用者:东北石油大学
技术研发日:
技术公布日:2024/9/19
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