[发明专利]一种压裂裂缝的模拟及评价装置及方法

说明书

本发明公开了一种压裂裂缝的模拟及评价装置及方法，属于压裂酸化领域。该装置包括：岩心夹持机构，用于夹持边长500‑1000mm，内部埋置有模拟井筒的立方体形岩心样品；真三轴应力加载机构，对岩心样品施加X轴方向、Y轴方向及Z轴方向上的三轴应力；加热机构，将岩心样品加热至预设温度；酸液及压裂液注入机构，将酸液及压裂液注入岩心样品的模拟井筒中，使岩心样品起裂并延伸裂缝；裂缝表征机构，用于将裂缝表征物注入岩心样品的裂缝中；缝网评价机构，用于根据裂缝中的裂缝表征物，评价岩心样品的缝网；压裂数据采集及处理机构，用于获取表征岩心样品模拟起裂过程的数据，处理并输出。该装置能准确定位和描述复杂或细小裂缝进行，评价裂缝轨迹和体积。

技术领域

本发明涉及压裂酸化领域，特别涉及一种压裂裂缝的模拟及评价装置及方法。

背景技术

在油气井增产作业过程中，通常采用压裂酸化工艺在油气储层中形成高渗透能力的裂缝，以增大渗流能力，明确压裂酸化的裂缝扩展机理对于提高产能以及非常规储层的开发具有重要的意义。目前，多采用真三轴应力下的裂缝模拟装置来对岩心样品的裂缝形态进行研究，来反映岩心在地层中的真实起裂以及起裂后的渗流情况，进而针对特定储层有效指导压裂酸化设计。可见，提供一种能模拟真三轴应力下起裂以及对裂缝进行评价的装置十分必要。

现有技术提供了一种真三轴受力条件下页岩水力压裂损伤演化装置，该装置包括真三轴加载机构、水力压裂机构、变形测试机构和声发射监测机构；所述真三轴加载机构用于模拟页岩样品的真三轴受力状态；所述水力压裂机构用于对页岩样品施加不同的静水压力；所述变形测试机构用于测试页岩样品在压裂过程中的横向、轴向的变形；所述声发射监测机构用于监测真三轴受力条件下页岩样品在水力压裂时裂纹扩展的声发射特征、平面与三维损伤定位、以及裂纹的演化过程。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的装置采用声发射监测机构，其能量较低，难以准确地对复杂或细小裂缝进行定位和描述，也无法准确地评价裂缝形态轨迹和体积。并且，现有技术提供的装置适用于小体积的岩心样品，无法真实模拟缝网形成过程。

发明内容

本发明实施例提供了一种压裂裂缝的模拟及评价装置及方法。具体技术方案如下：

一方面，提供了一种压裂裂缝的模拟及评价装置，所述装置包括：岩心夹持机构，用于夹持边长为500-1000mm，且内部埋置有模拟井筒的立方体形岩心样品；

真三轴应力加载机构，用于对所述岩心样品施加X轴方向、Y轴方向及Z轴方向上的三轴应力，以模拟所述岩心样品的真三轴受力状态；

加热机构，用于将所述岩心样品加热至预设温度；

酸液及压裂液注入机构，用于将酸液及压裂液注入所述岩心样品的模拟井筒中，使所述岩心样品起裂并延伸裂缝，以模拟所述岩心样品的压裂及酸化过程；

裂缝表征机构，用于将裂缝表征物通过所述模拟井筒注入所述岩心样品的裂缝中；

缝网评价机构，用于根据所述岩心样品的裂缝中的所述裂缝表征物，来评价所述岩心样品的缝网；

压裂数据采集及处理机构，用于获取表征所述岩心样品模拟起裂过程的数据，然后进行处理并输出。

具体地，所述岩心夹持机构包括：位于承重支架上的岩心夹持组件、岩心装卸组件；

所述岩心夹持组件包括立方体形铜套、承压板、哈氏合金通透板；

所述岩心样品位于X轴方向、Y轴方向及Z轴方向上的第一平面、第二平面和第三平面分别紧贴所述哈氏合金通透板，并置于具有接口管线的所述立方体形铜套内，所述承压板紧压在所述立方体形铜套外部；

所述岩心装卸组件，用于在所述岩心夹持组件中置入或取出所述岩心样品。