一種裂縫顆粒轉向劑暫堵能力評價裝置與方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種裂縫顆粒轉向劑暫堵能力評價裝置與方法，屬于石油壓裂領域。
【背景技術】
[0002]隨著常規石油天然氣資源的不斷消耗，低滲透油氣資源在我國能源結構中的戰略地位和作用日益凸顯。水力壓裂作為油氣井投產或增產的主要措施，已廣泛應用在低滲透油氣田的開發中，為油氣田高產和穩產做出了重要貢獻。但受諸多因素影響，部分生產井初次水力壓裂低效或失效，嚴重影響了油氣田的正常開發，對這類井，為了獲得高產和經濟的開采效益，必須進行重復壓裂。
[0003]重復壓裂技術在國內外都有廣泛應用，但其理論研究嚴重滯后于工程實踐，使得該技術缺乏必要的、科學的、系統的理論指導，導致大量的重復壓裂并沒有取得理想的效果，浪費了大量的人力和物力資源。基于此，急需以技術進步來扭轉重復壓裂成功率低、有效期短、科研落后于現場施工等被動局面。但就低滲透油氣藏而言，鑒于初次裂縫控制的油氣已基本被采出，故實施轉向重復壓裂壓出新裂縫，以動用老裂縫控制區以外的油氣資源將更有意義。工程實踐中通常采用裂縫轉向劑暫堵老裂縫以實現應力干擾達到裂縫轉向目的及保障重復壓裂效果，其中，老裂縫轉向劑的暫堵強度是保障裂縫轉向的關鍵。
[0004]然而，目前裂縫轉向劑封堵能力評價技術相對滯后，多采用單管或并聯雙管巖心或填砂模型流動模擬實驗裝置定性評價轉向劑封堵能力，但存在無法模擬裂縫條件，且因注入問題不能模擬顆粒型、纖維型轉向劑封堵等問題。申請號201110325821.9的專利公開了一種重復壓裂堵劑的突破壓力的測試方法，采用巖心劈開造縫填充的方式模擬堵劑封堵強度，但存在巖心制作過程復雜、裂縫可重復性差、裂縫規模受限(標準巖心尺寸較小)及堵劑無法動態注入等問題，與實際壓裂過程中裂縫暫堵過程相差較遠。
[0005]本發明針對上述情況進行科學合理的分析，自主研發出一種裂縫顆粒轉向劑暫堵能力評價裝置與方法。
【發明內容】
[0006]為了能真實模擬現場實際，實現老裂縫轉向劑的動態注入及封堵，模擬裂縫擴展及轉向劑在裂縫中運移及動態封堵過程，準確計量裂縫轉向劑封堵壓力，獲取裂縫轉向劑暫堵能力評價指標，本發明提供了一種裂縫顆
粒轉向劑暫堵能力評價裝置與方法。
[0007]本發明的技術方案為:
一種裂縫顆粒轉向劑暫堵能力評價裝置，包括恒溫箱，所述恒溫箱中設有夾持器外筒，所述夾持器外筒內置有橡膠筒，夾持器外筒與橡膠筒形成密閉空間，所述夾持器外筒兩端設有進口端堵頭和出口端堵頭，進口端堵頭和出口端堵頭之間設置有呈V字形通道的上下對稱裂縫塊體，裂縫塊體設置在橡膠筒內部，進口端堵頭和出口端堵頭與夾持器外筒之間密封固定連接，進口端堵頭上留有進液口，出口端堵頭上留有出液口，所述出液口連接有出液端量杯，進液口端依次連接有注入泵、工作液儲液罐，所述夾持器外筒中部設有環壓孔，環壓測量表通過環壓孔與夾持器外筒和橡膠筒形成的密閉空間導通，環壓測量表的另一端依次連接有環壓泵、環壓儲液罐。
[0008]所述的對稱裂縫塊體中的每一個裂縫塊體是由通過中部轉軸連接的長塊體和短塊體組成，所述的長塊體與出口端堵頭活動連接，所述的短塊體與進口端堵頭活動連接。
[0009]所述的長塊體與出口端堵頭通過前轉軸活動連接，所述的短塊體與進口端堵頭通過后轉軸活動連接。
[0010]所述長塊體相互對應的內壁處設有巖板。
[0011]進口端堵頭上留還留有測壓孔，所述測壓孔端依次連接有入口端壓力表、回壓閥、測壓量筒，所述回壓閥還連接有回壓測量表和回壓閥手搖泵。
[0012]進口端堵頭與夾持器外筒一端通過進口法蘭固定連接，出口端堵頭與夾持器外筒另一端通過出口法蘭固定連接。
[0013]一種裂縫顆粒轉向劑暫堵能力評價方法，包括以下步驟:
(1)、檢查裂縫顆粒轉向劑暫堵能力評價裝置的完好性，并打開恒溫箱模擬地層溫度；
(2)、將壓裂液前置液置于工作液儲液罐，所需的轉向劑與壓裂液的混合液配置好后置于另一個工作液儲液罐中；所需的轉向劑與壓裂液混合體積比例為10-30:90-70 ；
(3)、按照儲層實際情況，通過由環壓儲液罐、環壓泵、環壓測量表及液壓管道組成的環壓供給裝置給由橡膠筒、裂縫塊體和巖板組成的裂縫系統夾持器加環壓，達到30-60MPa模擬裂縫閉合壓力；
(4)、通過手搖泵及壓力表設置回壓閥壓力值為20-30MPa，封堵壓力超過此值液體從進口端排出，低于此值則從出口端排出；
(5)、通過注入泵向裂縫中注入可以迫使裂縫張開壓裂液前置液，迫使裂縫張開，然后通過注入泵從內徑達5-8_的管線注入所需的轉向劑與壓裂液的混合液，之后再注入壓裂液前置液，觀察記錄出口端量筒出液情況及縫內壓力值；
(6)、若回壓值比20-30MPa高，記錄出液口開始排液時的壓力值即為轉向劑封堵壓力；封堵壓力超過此值液體從進口端排出，低于此值則從出口端排出；
(7)、轉向劑封堵壓力測得后，將裂縫系統夾持器繼續在恒溫箱內放置若干時間，再注入壓裂液前置液，并觀察記錄出液口情況及縫內壓力值，用以模擬裂縫轉向劑降解后的封堵情況。
[0014]本發明的有益效果:
通過儲液罐、注入泵、管線、夾持器、橡膠筒、裂縫塊體、巖板、轉軸、回壓和測壓組成一套評價顆粒轉向劑在裂縫中動態封堵能力的實驗裝置，使得本裝置結構新穎。
[0015]通過合理設計入口管線、入口孔眼尺寸及初始裂縫開啟程度，實現老裂縫轉向劑的動態注入及封堵，真實模擬現場實際使得對裝置的操作安全、簡單。
[0016]通過環壓供給裝置、橡膠筒、裂縫塊體、巖板、轉軸控制裂縫延伸壓力，模擬裂縫擴展及轉向劑在裂縫中運移及動態封堵過程；通過裝置出液口和注入端設置的回壓系統和測壓裝置，準確計量裂縫轉向劑封堵壓力，獲取裂縫轉向劑暫堵能力評價指標，使得本發明的自動化程度高，有利于操作，完成作業效率高。
[0017]基于裂縫顆粒轉向劑暫堵能力評價裝置，建立集配液、試壓、注入、測壓等流程為一體的與實驗裝置相匹配的裂縫轉向劑暫堵能力評價方法，這種方法得出的結果可信度聞。
[0018]以下將結合附圖將進行詳細的說明。
【附圖說明】
[0019]圖1裂縫顆粒轉向劑暫堵能力評價裝置示意圖。
[0020]圖2裂縫系統夾持器正視示意圖。
[0021]圖3裂縫系統夾持器側視示意圖。
[0022]圖中，【附圖說明】:1、出口端量筒；2、恒溫箱；3、環壓儲液罐；4、環壓泵；5、環壓測量表；6、工作液儲液罐；7、注入泵；8、入口端法蘭；9、入口端堵頭；10、前轉軸；11、測壓孔；
12、裂縫塊體；1201、長塊體；1202、短塊體；13、橡膠筒；14、中部轉軸；15、入口端壓力表；16、回壓閥；17、回壓測量表；18、回壓閥手搖泵；19、測壓量筒；20、巖板；21、后轉軸；22、出口端法蘭；23、出口端堵頭；24、出液孔；25、夾持器筒體；26、環壓孔；27、進液孔。
【具體實施方式】
[0023]實施例1:
為了真實模擬現場實際，準確計量裂縫轉向劑封堵壓力，獲取裂縫轉向劑暫堵能力評價指標本實施例提供如圖1所示的一種裂縫顆粒轉向劑暫堵能力評價裝置，包括恒溫箱2，所述恒溫箱2中設有夾持器外筒25，所述夾持器外筒25內置有橡膠筒13，夾持器外筒25與橡膠筒13形成密閉空間，所述夾持器外筒25兩端設有進口端堵頭9和出口端堵頭23，進口端堵頭9和出口端堵頭23之間設置有呈V字形通道的上下對稱裂縫塊體12，裂縫塊體12設置在橡膠筒13內部進口端堵頭9和出口端堵頭23與夾持器外筒25之間密封固定連接，進口端堵頭9上留有進液口，出口端堵頭23上留有出液口 24，所述出液口 24連接有出液端量杯I，進液口端依次連接有注入泵7、工作液儲液罐6，所述夾持器外筒25中部設有環壓孔26，環壓測量表5通過環壓孔26與夾持器外筒25和橡膠筒13之間形成的密閉空間導通，環壓測量表5的另一端依次連接有環壓泵4、環壓儲液罐3 ;進液口端依次連接有注入泵7、工作液儲液罐6，測壓孔11端依次連接有入口端壓力表15、回壓閥16、測壓量筒19，所述回壓閥16還連接有回壓測量表17和控制回壓測量表17的回壓閥手搖泵18。
[0024]由環壓儲液罐3、環壓泵4、環壓測量表5及液壓管道組成的通過液壓管道與裂縫系統夾持器的環壓接口 26相接且對夾于裂縫夾持器內部的被測試轉向劑施加環向壓力的環壓供給裝置。
[0025]由工作液儲液罐6、注入泵7組成的用于注入轉向劑及測壓工作液的物料注入裝置，為了保證所需的轉向劑注入要求管線內徑及注入孔徑較大。
[0026]如圖2和圖3所示的夾持器，包括夾持器外筒25，所述夾持器外筒25內置有橡膠筒13、橡膠筒13內部設置有裂縫塊體12，裂縫塊體12的兩端與進口端堵頭9和出口端堵頭23通過前轉軸10和后轉軸21連接，進口端堵頭9與夾持器外筒25 —端通過進口法蘭8，出口端堵頭23與夾持器外筒25另一端出口法蘭22固定，進口端堵頭9上留有進液口和測壓孔11，出口端堵頭23上留有出液口 24，夾持器外側設有用于模擬地層溫度的恒溫箱2。
[0027]裂縫系統夾持器外側設有用于模擬地層溫度的恒溫箱2。
[0028]測壓孔11通過管線與入口端壓力表15及回壓閥16連接，