[发明专利]投球模拟装置及方法

说明书

本发明公开了一种投球模拟装置及方法，属于压裂技术领域。投球模拟装置包括：相互连接的n个模拟管柱，每个所述模拟管柱上设置有至少一个射孔孔眼，每个所述射孔孔眼外部设置有可调安全阀，n大于1；n个模拟管柱的一端安装有泵组，所述泵组用于向所述n个模拟管柱内泵入压裂液；所述n个模拟管柱的一端还设置有投球组件，所述投球组件与所述n个模拟管柱连通，且能够向所述n个模拟管柱内投放堵塞球。然后判断堵塞球对射孔孔眼的封堵的效果；当堵塞球对射孔孔眼的封堵的效果较差时，可以更换堵塞球粒径、密度、数量；从而达到优化堵塞球对射孔孔眼的封堵效果的目的，进而为实际投球分段压裂提供依据，进而提高实际投球分段压裂的施工效果。

技术领域

本发明涉及压裂技术领域，特别涉及一种投球模拟装置及方法。

背景技术

在压裂技术领域中，投球分段压裂是一种常见的压裂技术。投球分段压裂是在压裂过程中使用堵塞球来实现分段压裂的技术，具体的，在压裂过程中，有如下两种压裂方法：

第一种：首先射开第1段进行压裂，然后投放堵塞球对已压裂的第1段地层进行封堵，再对第2段进行射孔孔眼和压裂，并再用堵塞球封堵，接着对第3段进行射孔孔眼和压裂。如此反复，直到完成所有层段的压裂改造。

第二种：首先对所有层段进行射孔孔眼，然后开始压裂。破裂压力最小的段首先起裂。施工到注入一定液量后，投放堵塞球将已经压开的层段进行封堵，继续泵注压裂液，压开破裂压力更高的井段，并再用堵塞球封堵。如此反复，直到完成所有层段的压裂改造。

在实际投球分段压裂施工前，需要设计堵塞球粒径、密度和数量等参数，然后根据设计的堵塞球的参数进行投球分段压裂施工。

然而，在实际投球分段压裂施工时，堵塞球粒径、密度和数量等参数是根据经验进行确定的。工艺参数的优化缺乏理论与实验的支撑，影响压裂施工的效果。

发明内容

为了解决相关技术中存在的工艺参数的优化缺乏理论与实验的支撑，从而影响压裂施工效果的问题，本发明提供一种投球模拟装置及方法。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种投球模拟装置，所述投球模拟装置包括：

相互连接的n个模拟管柱，每个所述模拟管柱上设置有至少一个射孔孔眼，每个所述射孔孔眼外部设置有可调安全阀，所述n大于1；

所述n个模拟管柱的一端安装有泵组，所述泵组用于向所述n个模拟管柱内泵入压裂液；

所述n个模拟管柱的一端还设置有投球组件，所述投球组件与所述n个模拟管柱连通，且能够向所述n个模拟管柱内投放堵塞球。

可选的，每个所述射孔孔眼上设置有用于测量射孔孔眼的进液量的流量计。

可选的，所述n个模拟管柱的另一端安装有用于排出所述n个模拟管柱中的气体的排空阀。

可选的，所述n个模拟管柱中每两个模拟管柱采用接头连接。

可选的，所述投球模拟装置还包括压力表，所述压力表安装在所述n个模拟管柱的外壁上，所述压力表用于测量所述n个模拟管柱的外壁受到的压力。

可选的，所述投球组件包括上投球器和下投球器，所述上投球器和所述下投球器分别设置在所述n个模拟管柱的上下两侧，所述上投球器用于投射密度大于压裂液的堵塞球，所述下投球器用于投射密度小于压裂液的堵塞球。

可选的，所述n个模拟管柱的材质为聚碳酸酯。

可选的，所述泵组包括四个液泵。

可选的，所述压裂液为水。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种投球模拟方法，所述投球模拟方法包括：