[发明专利]岩石压裂模拟装置

说明书

本发明提供了一种岩石压裂模拟装置，属于岩石物理模拟试验技术领域。包括用于容置待测岩样的岩样室、设于岩样室下方的主体框架、用于对待测岩样施加轴向压力的轴向加压机构、用于对待测岩样施加水平压力的的径向加压机构以及用于承受径向加压机构施加的水平压力并将该水平压力均匀施加到待测岩样上产生围压的环状围压机构。本发明提供的岩石压裂模拟装置，模拟了岩石承受水平环状围压的受力状况，真实还原地应力的分布和大小，提高了实验室模拟试验结果的可信度。

技术领域

本发明属于岩石物理模拟试验技术领域，更具体地说，是涉及一种岩石压裂模拟装置。

背景技术

近年来非常规油气开发进程加快，与常规油气储层相比，非常规油气储层通常更加致密、孔隙结构更加复杂，低孔低渗特性导致油气产出更加困难，最终制约油气采收率和开采效率。目前业界主要通过压裂改造的技术实现储层的造缝增渗，进而获得非常规油气井的高效开发。压裂技术已在煤层气、致密气、页岩气等领域得到广泛应用，而储层岩石的可压裂性被公认为是评价非常规油气藏开发价值的一个重要指标。因此，如何全方位、真实准确地模拟岩石储层的压裂过程，获得有效裂缝参数，综合评价压裂效果是当前非常规油气储层地质和开发技术评价的关键。

岩石压裂物理模拟是在室内通过人工增大岩石样品内部压力，从而对岩石的可压裂性、裂缝产生延展机制进行研究的一种方法。现有的室内压裂模拟装置均采用基于常规或真三轴应力装置的压裂模拟设备，当前的真三轴岩石压裂模拟装置仅能提供三个方向的压裂压力，与实际岩石的压裂仍存在较大差异，无法还原岩石压裂中地应力的分布和大小，不能真实模拟岩石受力状况，模拟试验结果的可信度有待提高。

发明内容

本发明提供了一种岩石压裂模拟装置，旨在解决现有技术中岩石压裂模拟装置不能真实模拟岩石受力状况、实验室模拟试验结果的可信度有待提高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种岩石压裂模拟装置，包括

主体框架；

岩样室，设置在所述主体框架上，所述岩样室具有用于容置待测岩样的密封腔；

轴向加压机构，位于所述岩样室下方用于对待测岩样施加轴向压力，所述轴向加压机构设有第一压力传感器；

径向加压机构，设置在所述主体框架上用于对待测岩样施加径向压力，所述径向加压机构上设有第二压力传感器；

环状围压机构，用于与所述径向加压机构连接并对待测岩样施加周向压力。

进一步地，所述环状围压机构包括设于待测岩样环周的立式环状承压板和嵌设在所述立式环状承压板与待测岩样之间的承压钢珠。

进一步地，所述立式环状承压板包括至少一组间隔环状分布的第一立式环状承压板和第二立式环状承压板，所述第一立式环状承压板与所述第二立式环状承压板通过链环连接，所述第一立式环状承压板与所述第二立式环状承压板的连接处设有间隙。

进一步地，还包括设于待测岩样环周的用于加热待测岩样的加热管、罩设在所述加热管外部的用于保护所述加热管的挡板，所述挡板设于待测岩样与所述立式环状承压板之间且嵌入所述承压钢珠中间，所述立式环状承压板外部围设有密封的保温防护壳体。

进一步地，所述挡板内部设有温度传感器，所述挡板与待测岩样接触面设有开槽。

进一步地，所述密封腔上方设有用于使压裂液注入的开孔，所述密封腔上方的法兰设有压裂观察窗，所述密封腔下方依次设有用于放置待测岩样的岩样软垫、用于驱动并压裂待测岩样的压裂活塞，所述轴向加压机构与所述压裂活塞固定连接。

进一步地，所述径向加压机构包括多个用于向待测岩样施加径向压力的径向液压千斤顶，每个所述径向液压千斤顶通过斜楔机构与所述立式环状承压板连接，所述轴向加压机构包括轴向液压千斤顶，所述第一压力传感器位于所述轴向液压千斤顶与所述压裂活塞之间。