樹枝狀多裂縫內流動模擬實驗裝置及實驗方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于水力壓裂過程中模擬裝置技術領域，具體涉及一種樹枝狀多裂縫內流動模擬實驗裝置及實驗方法。
【背景技術】
[0002]致密油氣儲層(致密砂巖儲層、頁巖油氣儲層)孔隙度、滲透率低，常規開發手段無法實現其商業化開發。大型體積壓裂可以形成由多裂縫組成，如“樹枝狀”主裂縫+分支裂縫分布模式的復雜改造裂縫網絡，提高高效油氣流通通道，同時增大儲層改造體積，為該類油氣儲層商業化開發提供必要條件。然而主裂縫與分支裂縫縫寬差異、二者夾角差異等均會影響縫內支撐劑運移模式，決定了體積壓裂后裂縫網絡導流能力。因此，探索“樹枝狀”主裂縫+分支裂縫分布模式下的支撐劑運移機理，優選液體、支撐劑及施工參數組合，對于實現致密儲層高效體積壓力有重要的意義。現有技術對于多裂縫內支撐劑流動模擬實驗裝置，明顯存在以下的不足與缺點:不能模擬“樹枝狀”主裂縫+分支裂縫分布模式內支撐劑運移；連續混配系統不能實現智能定量加砂模擬；同時主裂縫與分支裂縫間的夾角固定，不能保證密封性的任意調整。
【發明內容】
[0003]為了解決上述技術問題，本發明是提供一種結構簡單、操作簡便安全且適用性強的樹枝狀多裂縫內流動模擬實驗裝置及實驗方法。
[0004]實現本發明目的的技術方案是:一種樹枝狀多裂縫內流動模擬實驗裝置，包括液固兩相連續混配系統、樹枝狀多裂縫模擬系統和連接在液固兩相連續混配系統與樹枝狀多裂縫模擬系統之間的栗注系統和閉合管理系統，所述樹枝狀多裂縫模擬系統包括模擬井筒、主裂縫、分支裂縫、密封流動換向閥和模擬出口，所述主裂縫和分支裂縫通過密封流動換向閥成樹枝狀連接，所述模擬出口設置在模擬井筒上，還在所述樹枝狀多裂縫模擬系統上設有控制器和與所述控制器相連接的數據采集器，所述液固兩相連接混配系統包括攪拌裝置、與所述攪拌裝置相連接的自動加砂裝置、與所述攪拌裝置相連接的加熱裝置，所述栗注系統、閉合管理系統分別與所述攪拌裝置與模擬井筒之間。
[0005]所述閉合管理系統包括廢液處理器、廢液回收器和處理后輸送栗，所述廢液處理器的輸入端通過廢液回收器與所述模擬出口相連接，所述廢液處理器的輸出端通過處理后輸送栗與攪拌裝置相連接。
[0006]所述栗注系統包括栗注器、流量計和動力自動閥門，所述栗注器的輸出端通過流量計與所述模擬井筒相連通，所述栗注器的輸入端與攪拌裝置相連通，所述動力自動閥門分別設置在栗注器的輸入口、輸出口處。
[0007]在所述模擬井筒、主裂縫和分支裂縫上均設有壓力傳感器、溫度傳感器和流量傳感器，所述數據采集器與所述壓力傳感器、溫度傳感器和流量傳感器相連接。
[0008]在所述攪拌裝置與所述加熱裝置之間設有溫控裝置。
[0009]在所述主裂縫與分支裂縫之間設有夾角調節器，所述夾角調節器的調節角度為5
?90。。
[0010]所述主裂縫與分支裂縫的均采用寬度為4-10_的調節型裂縫。
[0011]所述攪拌裝置內設有多層攪拌葉片。
[0012]—種樹枝狀多裂縫內流動模擬實驗方法，其試驗步驟包括:
[0013]①基礎參數設定，結合體積壓裂栗注程序的液體、支撐劑類型及施工排量，借助控制器及數據采集器，進行實驗排量、智能加砂裝置頻率與周期、溫控系統溫度調節；
[0014]②前置液段塞模擬，按照①中實驗參數設定結果，自動加入降阻劑及清水，在液固兩相連續混配系統中，邊攪拌邊栗注，充滿樹枝狀多裂縫模擬系統；
[0015]③攜砂液段塞模擬，前置液階段后，按照①中實驗參數設定結果，自動加入降阻劑、清水、支撐劑，在液固兩相連續混配系統中，邊攪拌邊栗注，攜砂液進入樹枝狀多裂縫模擬系統，支撐劑沉降形成砂堤；
[0016]④滑溜水段塞模擬，按照①中實驗參數設定結果，自動加入降阻劑及清水，在液固兩相連續混配系統中，邊攪拌邊栗注，沖洗樹枝狀多裂縫模擬系統內的砂堤；
[0017]⑤根據實驗方案及模擬段塞數，重復(③?④)步，直至頂替階段；
[0018]⑥數據采集，實驗過程中控制器及數據采集器完成壓力、溫度、流量及視頻實時采集與存儲；
[0019]⑦借助可視化流動模擬數據分析及注入參數優化系統軟件，對⑥采集的數據進行分析，獲取不同實驗參數下“樹枝狀”多裂縫內砂堤分布函數、裂縫支撐面積及裂縫內等效滲透率；
[0020]⑧根據實驗方案不同，重復①?⑦步驟，以裂縫內等效滲透率為優選目標，實現致密儲層體積壓裂施工參數、支撐劑、液體優選。
[0021]本發明具有積極的效果:本發明的結構簡單，操作簡單快捷，大大提高了測試的準確度，同時便于觀察，可以真實的反映非常規致密儲層體積壓裂過程中樹枝狀”多裂縫對支撐劑運移的影響，智能定量加砂、密封流動換向及自動溫控系統，為實驗參數定量調整與模擬，提供了必要的保證，且數據處理結果科學與理論性強，可對非常規體積壓裂壓裂支撐劑運移過程、砂堤展布形態進行預測，實現致密儲層體積壓裂施工參數、支撐劑、液體優選，為非常規致密油氣的高效開發提供必要的實驗支撐，使用穩定安全，適用性好，實用性強。本專利方法操作簡單，可有效且直觀的得到試驗數據，使用穩定性好。
【附圖說明】
[0022]為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中:
[0023]圖1為本發明的結構不意圖；
[0024]圖2為本發明的樹枝狀多裂縫模擬系統的具體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025](實施例1)
[0026]圖1和圖2顯示了本發明的一種【具體實施方式】，其中圖1為本發明的結構示意圖；圖2為本發明的樹枝狀多裂縫模擬系統的具體結構示意圖。
[0027]見圖1和圖2，一種樹枝狀多裂縫內流動模擬實驗裝置，包括液固兩相連續混配系統1、樹枝狀多裂縫模擬系統2和連接在液固兩相連續混配系統1與樹枝狀多裂縫模擬系統2之間的栗注系統3和閉合管理系統4，所述樹枝狀多裂縫模擬系統2包括模擬井筒21、主裂縫22、分支裂縫23、密封流動換向閥24和模擬出口 25，所述主裂縫22和分支裂縫23通過密封流動換向閥24成樹枝狀連接，所述模擬出口設置在模擬井筒上，還在所述樹枝狀多裂縫模擬系統上設有控制器5和與所述控制器5相連接的數據采集器6，所述液固兩相連接混配系統1包括攪拌裝置11、與所述攪拌裝置11相連接的自動加砂裝置12、與所述攪拌裝置11相連接的加熱裝置13，所述栗注系統3、閉合管理系統4分別與所述攪拌裝置11與模擬井筒21之間。
[0028]所述閉合管理系統4包括廢液處理器41、廢液回收器42和處理后輸送栗43，所述廢液處理器41的輸入端通過廢液回收器42與所述模擬出口 25相連接，所述廢液處理器41的輸出端通過處理后輸送栗43與攪拌裝置11相連接。
[0029]所述栗注系統3包括栗注器31、流量計32和動力自動閥門33，所述栗注器31的輸出端通過流量計32與所述模擬井筒21相連通，所述栗注器31的輸入端與攪拌裝置11相連通，所述動力自動閥門33分別設置在栗注器31的輸入口、輸出口處。
[0030]在所述模擬井筒、主裂縫和分支裂縫上均設有壓力傳感器7、溫度傳感器8和流量傳感器9，所述數據采集器與所述壓力傳感器、溫度傳感器和流量傳感器相連接。
[0031 ]在所述攪拌裝置與所述加熱裝置之間設有溫控裝置10。
[0032]在所述主裂縫與分支裂縫之間設有夾角調節器，所述