[发明专利]一种干热岩压裂注采模拟实验装置

说明书

本发明提供一种干热岩压裂注采模拟实验装置，包括实验箱体、模拟干热岩的岩样、对岩样施加载荷以模拟三向地应力的施压组件、对岩样进行压裂和注水的注液组件、提取岩样压裂后的热流体的采出组件、以及实时采集注水压力、采出压力、采出温度及采出流量的数据采集组件，其中，所述岩样设于所述实验箱体内，且所述施压组件抵设于所述岩样的侧面和底面；所述注液组件和采出组件的一端位于所述岩样内部；所述数据采集组件设于所述注液组件和采出组件上。本发明具有模拟真实可靠，保证实际注采安全可靠性等优点。

技术领域

本发明涉及干热岩压裂采注实验仪器，尤其涉及一种干热岩压裂注采模拟实验装置。

背景技术

地热资源是一种新型清洁、可再生能源，目前世界范围内针对地热资源的开发利用关注程度逐渐增加。大量的地热能储存于地层深部干热岩中，干热岩是一种无水或低含水的高温岩体(150-650℃)，存在极少的孔隙或裂隙，渗透率极低，主要由变质岩、结晶岩类岩体构成，需借助水力压裂等储层改造技术形成水流通道，并组成采注井网、提高热交换面积来实现地热资源的开发。目前，现有的水力压裂实验装置无法满足干热岩压裂注采一体化的模拟，也未涉及井组压后采注的分析，使得在实际开采时无法提供全面可靠的验证数据，也无法在实际开采时知道参数调整。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种模拟真实可靠，保证实际注采安全可靠性的干热岩压裂注采模拟实验装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种干热岩压裂注采模拟实验装置，包括实验箱体、模拟干热岩的岩样、对岩样施加载荷以模拟三向地应力的施压组件、对岩样进行压裂和注水的注液组件、提取岩样压裂后的热流体的采出组件、以及实时采集注水压力、采出压力、采出温度及采出流量的数据采集组件，其中，所述岩样设于所述实验箱体内，且所述施压组件抵设于所述岩样的侧面和底面；所述注液组件和采出组件的一端位于所述岩样内部；所述数据采集组件设于所述注液组件和采出组件上。

作为上述技术方案的进一步改进：

还包括加热岩样至预设温度以模拟高温环境的加热件，所述加热件设于所述实验箱体内，并位于所述岩样的底部和/或侧部。

所述施压组件包括底推板、四组侧推板及推板驱动件，所述底推板与四组所述侧推板围合形成对所述岩样施加三向载荷的施压腔体，所述底推板和四组侧推板分别连接一组推板驱动件。

所述推板驱动件为液控活塞，所述施压组件还包括控制液控活塞位移量的液压控制部件，各所述液控活塞通过液压管线集成连接于所述液压控制部件上。

所述液压控制部件包括液压泵、调节液压泵泵入量的调节阀，以及检测泵入压力的压力表，所述调节阀设于所述液压泵与所述液控活塞之间，所述压力表设于所述调节阀与所述液控活塞之间。

所述注液组件包括模拟注入井的注液模拟管柱、注液管线和注液控制部件，所述注液模拟管柱的一端穿过所述实验箱体并位于所述岩样内部，所述注液模拟管柱的另一端通过注液管线与所述注液控制部件连通。

所述注液控制部件包括高压压裂泵、压裂液注入腔、支撑剂注入腔和混合腔，所述压裂液注入腔和所述支撑剂注入腔并联布置，且与所述混合腔连接；所述高压压裂泵设于所述混合腔与所述注液模拟管柱之间。

所述采出组件包括模拟生产井的采收模拟管柱、采出管线、集液腔、背压阀及高压循环泵，所述采收模拟管柱的一端穿过所述实验箱体并位于所述岩样内部，所述采收模拟管柱的另一端通过采出管线与所述集液腔的进液端连通，所述集液腔的出液端通过三通阀与所述注液管线连通；所述背压阀设于所述采收模拟管柱与集液腔之间；所述高压循环泵设于所述集液腔与所述三通阀之间。