[发明专利]压裂液在水平井段中流态的模拟实验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田开发领域中水平井分段压裂研究所用的实验装置及方法，具体是涉及一种压裂液在水平井段中流态的模拟实验装置。

背景技术

目前水平井的开发已成为提高油田勘探开发综合效益的重要途径，绝大多数的低渗透油田，需要通过水平井压裂手段才能够实现油气藏的高效开发，而水平井的分段压裂面临着需要在同一次施工先后泵注不同液体的情况。

由于液体在水平井段和垂直井段受到的力学条件不同，对于采用不同粘度、不同物理及化学性质先后泵入的流体其在水平井段的流动特征、驱替状态即水平管路下的流态，将会影响到液体的性能和作用的发挥，对水力压裂施工的成功起着重要的作用，因此，应进行水平井段中的液体在水力压裂施工时采用的压裂液粘度和排量条件下的流动特征和流态研究。

同时，针对采用化学暂堵胶塞进行水平井目的层段有效封堵的水平井分段压裂施工工艺，尤其需要有相关的实验设备进行室内实验模拟。采用化学暂堵胶塞可实现代替井下机械封隔器，对射孔井段太长、油气产层间距太小或压裂井段结构复杂等特殊井完成分段压裂改造。在该工艺中，化学暂堵胶塞基液能否准确注入目标井段，胶塞基液与压裂液之间在注入过程中与压裂液是否混溶及混溶后成胶状态是否受到影响等是该工艺成功的技术关键。特别需要对具体施工参数下不同液体在管路中的流态通过相关实验装置和实验方法给予研究和验证，以便研究胶塞基液在水平井某一段的注入状态，封堵情况及成/破胶情况。确定施工技术参数优化施工方案，从而保障胶塞段液体准确铺置。

开发水平井液体流态模拟管路实验装置及实验方法，对水平井段增产改造注入效果进行室内模拟研究，将对提高水平井分段增产改造技术优化具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是，提供一种压裂液在水平井段中流态的模拟实验装置，克服现有技术中缺少专门针对水平井分段压裂开发进行模拟实验的装置及方法的不足。

本发明的另一目的是，提供一种压裂液在水平井段中流态的模拟实验方法。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种压裂液在水平井段中流态的模拟实验装置，其包括：透明水平管路，其放置在密闭加热槽内，所述密闭加热槽连接有加热器，所述透明水平管路的一侧设有拍摄设备；多个储液罐，每个储液罐分别连接有第一控制阀，多个储液罐为并联设置，分别通过管线连接透明水平管路的一端，所述储液罐与透明水平管路之间的管线上连接有能将储液罐中的液体泵入透明水平管路的供液泵，所述供液泵的出口端的所述管线上设有单向阀和压力传感器；废液罐，其连接透明水平管路的另一端。

如上所述的压裂液在水平井段中流态的模拟实验装置，所述多个储液罐分别由分管线汇合连通至一个总管线上，所述总管线的另一端连接所述透明水平管路，所述供液泵连接在总管线上，在各分管线上分别设有所述第一控制阀。

如上所述的压裂液在水平井段中流态的模拟实验装置，所述透明水平管路的另一端连接有两个管路，一个管路是通过第二控制阀连接到所述废液罐，另一个管路是自循环回路，其通过第三控制阀连接到其中一个所述储液罐。

如上所述的压裂液在水平井段中流态的模拟实验装置，所述加热器为循环加热器，其通过循环管路连接在所述密闭加热槽的两端，在循环管路上设有循环泵。

如上所述的压裂液在水平井段中流态的模拟实验装置，所述透明水平管路由多个有机玻璃管前后拼接而成。

如上所述的压裂液在水平井段中流态的模拟实验装置，所述透明水平管路的内径为128cm，长度为10-40cm。

如上所述的压裂液在水平井段中流态的模拟实验装置，所述供液泵为柱塞泵。

一种压裂液在水平井段中流态的模拟实验方法，其步骤：

A、提供一种压裂液在水平井段中流态的模拟实验装置，所述实验装置包括透明水平管路和多个储液罐，所述透明水平管路放置在密闭加热槽内，所述密闭加热槽连接有加热器，所述透明水平管路的一侧设有拍摄设备；每个储液罐分别连接有第一控制阀，多个储液罐为并联设置，分别通过管线连接透明水平管路的一端，所述储液罐与透明水平管路之间的管线上连接有能将储液罐中的液体泵入透明水平管路的供液泵，所述供液泵的出口端的所述管线上设有单向阀和压力传感器；

B、在透明水平管路中注满第一种液体，并确定实验用液体，将不同的液体分别放入不同的储液罐中，通过在不同的液体中加入不同示踪剂来区分；

C、在密闭加热槽中加入加热介质，通过加热器使密闭加热槽的加热温度为10℃-160℃；