一種模擬多角度縫網支撐劑沉降規律裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種模擬多角度縫網支撐劑沉降規律裝置，本發明屬于油氣田開發的技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著國內外油氣田的大量開采，越來越多的低滲、致密油氣藏難以用常規方式開采。包括頁巖氣在內的非常規油氣資源往往需要采用水力壓裂來進行增產作業。水力壓裂技術為了能夠獲得高產，其中一種方式是使頁巖形成縫網結構，但是由于地層的應力作用，已經壓好的地層如果沒有支撐劑對裂縫進行填充，在壓裂液返排以后裂縫會再次閉合；支撐劑是具有一定粒度和級配的天然砂或人造高強陶瓷顆粒，有效的支撐劑鋪置不僅能支撐起裂縫防止地層閉合，且將會形成較高的導流能力，讓地層中的油氣資源能更好的穿過裂縫到達地面，從而使油氣田獲得較高的產量。因此，支撐劑的有效鋪置的研宄也就尤為重要。
[0003]支撐劑的鋪置情況是評判壓裂效果的關鍵因素。但是多角度縫網的支撐劑可視化裝置在國內外研宄較少，基本全是用軟件模擬支撐劑縫網中的鋪置，缺乏足夠的實驗輔助。即便有少量的實驗，也存在考慮現場因素少、實驗條件過于理想化、實驗模型過于簡單等情況，難以反映現場真實的狀況。
[0004]目前用于裂縫內支撐劑沉降規律和鋪置規律的實驗裝置申請專利有:一種水力壓裂支撐劑沉降及滲透率測試裝置(申請號201310023290.7)，縫內液體攜砂模擬實驗裝置(申請號201220133225.0)，一種模擬體積壓裂復雜縫網支撐劑(申請號201410325825.0)，一種模擬壓裂裂縫內支撐劑沉降及鋪置實驗裝置(申請號201420093980.X)，一種模擬支撐劑在裂縫中鋪置的實驗裝置及其應用(申請號201210038946.8)。但上述裝置普遍存在如下問題:不能根據現場縫網形狀進行結構調整；不能反映井底多層次的縫網結構；未考慮壁面漏失，地層圍壓等現場壓裂施工中必然會出現的復雜條件。
【發明內容】
[0005]針對上述問題，本發明設計出一種模擬多角度縫網支撐劑沉降規律裝置。
[0006]本發明還提供上述裝置在模擬多角度縫網支撐劑沉降規律時的實驗方法。
[0007]本發明的技術方案如下:
[0008]一種模擬多角度縫網支撐劑沉降規律裝置，其特征在于，包括人工裂縫，所述人工裂縫，每一段組成包括兩塊平行透明有機玻璃板，所屬有機玻璃板四邊布滿螺栓孔，上下兩邊通過螺栓鏈接有密封膠條和壓板，左右兩端的開口通過螺栓鏈接法蘭，法蘭處能連接軟質接頭，單個或多個軟質接頭連接人工裂縫，形成連續多分支狀密封空間。
[0009]所述有機玻璃板上設置可封堵的均布小孔。
[0010]所述金屬框分為兩種，一種是“日”字形金屬框，兩端設有法蘭，中間的金屬框部分的一側設有帶螺栓孔開口，開口處可連接法蘭；一種是“ 口 ”字形金屬框，只在兩端設有法蘭。各法蘭均能連接軟質接頭，可在每一段人工裂縫之間，采用軟質接頭連接。
[0011]所述軟質接頭，可在不同情況下調整角度，讓主縫、一級縫、二級縫等各級縫之間的角度根據需要進行改變。
[0012]所述人工裂縫需結合支架體系使用，支架體系可以采用各種結構，但需要滿足易拆卸的要求，在實驗過程中能支撐并固定住各人工裂縫，在實驗過程中不發生移動。
[0013]根據本發明所優選的，在各級縫末端，法蘭處同時也可以采用封堵部件封住法蘭，形成閉合端。所述的封堵部件是尺寸按照開口形狀設置的橡膠塊。
[0014]根據本發明所優選的，所述的裝置主體為有機玻璃材質，所述有機玻璃的抗壓壓力小于等于0.5Mpa。透明有機塑料板不易破碎，有利于設備的長期維護和清洗。同時有機玻璃的抗壓能力較差，為防止實驗裝置爆裂或出現其他超過裝置承壓極限后的問題，在該裝置中進行的實驗必須在壓力范圍內進行。
[0015]根據本發明所優選的，本次實驗裝置的有機玻璃板上所設置的小孔均布于表面，且形狀尺寸一致，可在需要的時候，封堵住部分小孔，調整有機玻璃板的漏液量，更真實的模擬現場地層的滲透情況。
[0016]根據本發明所優選的，本次實驗裝置設計的一級縫和主縫的角度為30度、60度、90度，二級縫和一級縫的角度為45度、60度、90度，并且還可以無限制的連接三級裂縫、四級裂縫甚至更多級。
[0017]一種利用上述裝置在模擬多角度縫網支撐劑沉降規律的工作原理:
[0018]通過主縫入口處開口注入壓裂液，進而通過軟質接頭連接進入一級縫、二級縫，最終返排液體或從人工裂縫末端開口排出，通過過透明有機玻璃可以方便觀察縫內支撐劑鋪置狀態。
[0019]一種利用上述裝置在模擬多角度動態縫網支撐劑沉降規律的使用方法:
[0020](I)根據實驗要求的數量、粘度等，配置攜砂液；
[0021](2)準備實驗要求的支撐劑；
[0022](3)將各級分支縫調整到所要測試角度，并固定；
[0023](4)根據實驗要求，調節有機玻璃板上小孔的開合量；
[0024](5)檢查所述裝置內的清潔度，如有不潔應清理后再使用；
[0025](6)先用清水注入所述裝置進行循環，檢查所述裝置的密封性，確認密封后，放空裝置；
[0026](7)將所述攜砂液與所述支撐劑在混砂罐中均勻混合，形成混合液；根據實驗方案要求的排量，將所述混合液泵入所述裝置中；
[0027](8)實驗過程中，觀察支撐劑的鋪置鋪置過程，并記錄支撐劑的鋪置狀態。
[0028](9)試驗結束后，清洗實驗裝置，準備下一組實驗。
[0029]本發明的優點在于:
[0030]1.本發明所述實驗裝置中的人工裂縫規模較大，且可以根據需要調整增減裂縫級數，使模擬現場施工中的裂縫更加真實，測得數據更加可靠，更能給現場提供實際參考；
[0031]2.本發明所述人工裂縫角度可調，可模擬不同裂縫角度下的支撐劑鋪置規律，無需增加其他裝置；
[0032]3.本發明所述人工裂縫的平板上設置有可封堵小孔，可根據不同地層孔隙度的情況，來模擬地層在不同的壁面漏失率下的支撐劑沉降及鋪置規律。
[0033]4.本發明所述人工裂縫均由螺栓連接，每一部分可單獨拆卸，易于清洗和更換零部件。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發明的“日”字形單個人工裂縫的詳細示意圖；
[0035]圖2是本發明實施例的結構示意圖；
[0036]圖中所示:1為有機玻璃板，101為小孔，102為開口，103為螺栓孔，2為密封膠條，3為壓板，4為法蘭，5為“日”字形人工裂縫，6為“口”字形人工裂縫，7為封堵部件，8為軟質接頭，9為主縫，10為一級縫，11為二級縫。
【具體