压裂液摩阻测试装置及测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油气开采技术领域，尤其涉及一种压裂液摩阻测试装置及测试方法。
【背景技术】
[0002]煤层气和页岩气在国家能源结构中的比例逐年增大，对国家经济发展的作用日益突出。水力压裂作为一种切实有效的方法在常规油气开发中得到了应用，如今已大量应用于煤层气和页岩气开采过程中。压裂液作为开发地下气藏的介质，起到压裂地层、改变地层压力，造缝携砂，生成产气通道的作用。由于煤层气和页岩气深埋地下，尤其是页岩气常常位于地下两三千米处，压裂液经地面栗送到储层时往往压力损失巨大，起不到充分压裂地层，形成缝网的作用，这就给地面设备、气田产能造成影响，同时压裂液在地下裂缝内流动时也会造成动能损失，尤其是裂缝形状不规则、裂缝转向、多分枝缝的情况下，局部动能损失严重，压力传递效果不佳。传统压裂液摩阻测量方法仅仅局限于圆形钢管内模拟，不能得到井眼形状、细长裂缝、变形裂缝和转向裂缝对压裂液能量损失的评价，对管汇、井眼和裂缝的模拟不具有针对性，使得地下空间内压裂液摩阻理论缺乏可靠的室内数据。
【发明内容】
[0003]本发明实施例通过提供一种压裂液摩阻测试装置及测试方法，解决了现有技术中地下空间内压裂液摩阻理论缺乏可靠的室内数据的技术问题。
[0004]第一方面，本发明实施例提供了一种压裂液摩阻测试装置，包括:供料装置和M个摩阻测试通道，M为大于4的整数;所述供料装置的出液口通过进管路与每个所述摩阻测试通道的第一端口连接，每个所述摩阻测试通道的第二端口通过出管路连接回所述供料装置中，每个所述摩阻测试通道的所述第一端口均安装有前压力变送器、前可调流量阀和流量计，每个所述摩阻测试通道的所述第二端口均安装有后压力变送器和后可调流量阀；其中，所述M个摩阻测试通道包括至少一个水平圆通道、至少一个螺旋型圆通道、至少一个水平裂缝通道、至少一个S型裂缝通道和至少一个方波型裂缝通道并联而成。
[0005]优选的，所述供料装置包括:混料罐，废液罐，注水栗，循环栗;在所述混料罐中设置有搅拌器，所述注水栗的栗注出口连通至所述混料罐中，所述混料罐上还开有加料口，所述循环栗的栗注入口连接所述混料罐;所述循环栗的栗注出口通过所述进管路连接每个所述摩阻测试通道的所述第一端口，每个所述摩阻测试通道的所述第二端口通过所述出管路连接至所述混料罐中和所述废液罐中。
[0006]优选的，所述进管路具体为第一多通管;所述循环栗的所述栗注出口连接所述第一多通管的第一总管口，每个所述摩阻测试通道的所述第一端口对应连接所述第一多通管的一个子管口。优选的，所述第一总管口上安装有压力表，所述第一总管口上安装有溢流阀。
[0007]优选的，所述出管路具体为第二多通管;所述第二多通管的第二总管口连接至所述混料罐中和所述废液罐中，每个所述摩阻测试通道的所述第二端口对应连接所述第二多通管的一个子管口。
[0008]优选的，所述供料装置还包括三通阀；所述三通阀的进口与所述第二总管口连接，所述三通阀的一个出口连接所述混料罐，所述三通阀的另一个出口连接所述废液罐。
[0009]优选的，所述水平裂缝通道具体为:对称压紧的两块钢板组成，每块所述钢板上加工有一个矩形凹槽，两块所述钢板的所述矩形凹槽互为镜像对称。
[0010]优选的，所述S型裂缝通道具体为:两块对称压紧的钢板组成，每块所述钢板上加工有S型凹槽，两块所述钢板上的所述S型凹槽互为镜像对称。
[0011 ]优选的，所述方波型裂缝通道具体为:两块对称压紧的钢板组成，每块所述钢板上加工有方波型凹槽，两块所述钢板上的所述方波型凹槽互为镜像对称，其中，所述方波型凹槽的波峰长度与所述方波型凹槽的波谷长度相同。
[0012]第二方面，本发明实施例提供一种压裂液摩阻测试方法，应用于第一方面任一所述的压裂液摩阻测试装置中，所述压裂液摩阻测试方法包括如下步骤:步骤1:将每个所述前可调流量阀调至全开流量，以及将每个所述后可调流量阀调至不超过半开流量后，向所述供料装置内注入清水后启动栗注;步骤2:依次调节每个所述后可调流量阀，使得每个所述流量计为相同流量时，获取每个所述前压力变送器的数据和每个所述后压力变送器的数据;步骤3:多次重复步骤2，获取不同流量下每个所述前压力变送器的数据和每个所述后压力变送器的数据;步骤4:关闭所述供料装置后进行彻底排液;步骤5:向所述供料装置内注入压裂液并启动栗注后，并重复步骤2?步骤4。
[0013]本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0014]1、本发明采用供料装置的出液口通过进管路与每个摩阻测试通道的第一端口连接，每个摩阻测试通道的第二端口通过出管路连接回供料装置中，每个所摩阻测试通道的第一端口均安装有前压力变送器、前可调流量阀和流量计，每个摩阻测试通道的第二端口均安装有后压力变送器和后可调流量阀；其中，摩阻测试通道包括至少一个水平圆通道、至少一个螺旋型圆通道、至少一个水平裂缝通道、至少一个S型裂缝通道和至少一个方波型裂缝通道并联而成。从而能够同时对不同类型的通道进行模拟，能够同时模拟管汇、造斜段、裂缝、裂缝变形处、裂缝转向处的压力损失，因此评价具有同步性和针对性，同时对压裂液配方无局限性，实现各种配方体系、井筒环境、裂缝环境的室内试验模拟，能够得到压裂液在不同类型管道、地下裂缝以及不同流量下的对比数据，有利于调整压裂液的配方，使其达到预计的减阻效果。从而解决了现有技术中地下空间内压裂液摩阻理论缺乏可靠的室内数据的技术问题，有利于提高压裂效率。
[0015]2、本发明压裂液摩阻测试装置中，摩阻测试通道前端通过第一多通管连接，摩阻测试通道后端通过第二多通管连接，因此前端分流，后端汇流能保证压裂液充分流经各个通道，各类型通道独立测量，相互不影响，保证同时每个通道模拟的可靠性。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0017]图1为本发明实施例中压裂液摩阻测试装置的结构示意图；
[0018]图2为本发明实施例中M个摩阻测试通道的通道形状示意图。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的前提下，本发明中的实施例或特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]参考图1和图2所示，本发明实施例提供的一种压裂液摩阻测试装置，包括:供料装置I和M个摩阻测试通道。
[0021]供料装置I的出液口通过进管路与每个摩阻测试通道的第一端口连接，每个摩阻测试通道的第二端口通过出管路连接回供料装置I中，每个摩阻测试通道的第一端口均安装有前压力变送器2、前可调流量阀3和流量计4。每个摩阻测试通道的第二端口均安装有后压力变送器5和后可调流量阀6。其中，M个摩阻测试通道包括至少一个水平圆通道7、至少一个螺旋型圆通道8、至少一个水平裂缝通道9、至少一个S型裂缝通道10和至少一个方波型裂缝通道11并联而成。
[0022]具体的，在每个摩阻测试通道的第一端口由远及近依次安装为流量计4、前可调流量阀3、前压力变送器2。每个流量计4距离所在摩阻测试通道的第一端口的距离相同，每个前可调流量阀3距离所在摩阻测试通道的第一端口的距离相同，每个前压力变送器2距离所在摩阻测试通道的第一端口的距离也相同。
[0023]具体的，每个摩阻测试通道的第二端口由远及近依次安装有后可调流量阀6、后压力变送器5。每个后可调流量阀6距离所在摩阻测试通道的第二端口的距离相同，每个后压力变送器5距离所在摩阻测试通道的第二端口的距离相同。
[0024]在一种实施方式中，共设置有五个摩阻测试通道并联而成，每个类型的摩阻测试通道设置一个，即:一个水平圆通道7、一个螺旋型圆通道8、一个水平裂缝通道9、一个S型裂缝通道10、一个方波型裂缝通道11。
[0025]具体的，水平圆通道7具体为管径一致的无缝钢管，水平圆通道7的外壁直径也一致，无缝钢管的截面为环形。
[0026]具体的，螺旋型圆通道8具体为无缝钢管加工而成，螺旋型圆通道8的螺距均匀，螺旋型圆通道8的径向截面为环形。
[0027]具体的，水平裂缝通道9具体为对称压紧的两块钢板组成，每块钢板上加工有一个贯穿钢板长度方向的矩形凹槽，两块钢板的矩形凹槽互为镜像对称，拼接形成规则的长方体裂缝。在具体实施过程中，矩形凹槽的槽深为I?15mm。比如，矩形凹槽可以为槽深4mm，则拼接形成厚度为8毫米的规则长方体裂缝。
[0028]具体的，S型裂缝通道10具体为两块对称压紧的钢板组成，每块钢板上加工有一个贯穿钢板长度方向的S型凹槽，两块钢板上的S型凹槽互为镜像对称，从而完全匹配拼接形成规则的S型裂缝通道10。在具体实施过程中，S型凹槽的槽深为I?15mm。比如，S型凹槽可以为槽深4mm，拼接形成厚度为8毫米的规则长方体裂缝。具体的，S型凹槽的槽深方向为矩形、半圆形等等。
[0029]具体的，方波型裂缝通道11具体为两块对称压紧的钢板组成，每块钢板上加工有一个贯穿钢板长度方向的方波型凹槽，两块钢板上的方波型凹槽互为镜像对称，从而完全匹配拼接形成规则的方波型裂缝通道11。方波型凹槽的波峰长度与方波型凹槽的波谷长度相同，具体的，方波型凹槽的槽深方向为矩形、半圆形等等。
[0030]在另一实施方式中，设置五个类型的摩阻测试通道并联而成，每个类型的摩阻测试通道设置多个，或者部分类型的摩阻测试通道设置多个。同一类型的多个摩阻测试通道的具体参数不同。比如，针对有多个螺旋型圆通道8，多个螺旋型圆通道8的螺旋形状、螺距、螺旋外径、径向截面尺寸中至少一项不相同；又比如，针对有多个