[实用新型]一种模拟地下真实裂缝形态的支撑剂输送实验装置

说明书

一种模拟地下真实裂缝形态的支撑剂输送实验装置，包括第一储液罐、第二储液罐、第一阀门、输液泵、加砂绞龙、支架、混砂罐、第二阀门、输砂泵、第一流量计、螺旋叶片、第一压力计、平板裂缝结构、第二压力计、第二流量计、第三阀门、砂液分离器、循环泵、支撑剂回收桶、废液回收桶、第四阀门、第五阀门、后金属框、后裂缝板、缝宽条、前裂缝板、前金属框。本实用新型的有益效果：通过调节加砂绞龙可以实时改变混砂罐内的加砂浓度，整个系统完全重现了现场实际施工的泵注程序；平板裂缝结构内流体流动的通道为菱形通道，且裂缝宽度为由液体注入端逐渐减小的结构，此裂缝结构完全符合地下形成的实际裂缝形态。

技术领域

本实用新型涉及水力压裂过程中支撑剂输送研究领域，具体涉及一种模拟地下真实裂缝形态的支撑剂输送实验装置。

背景技术

随着我国油气需求的增加，国家进一步对油气的勘探开发力度提出了新的要求，而水力压裂措施作为开采油气的重要手段也需要进一步优化压裂参数来提高压裂效果。水力压裂措施是在地面泵入流体进入井筒，在储层预定位置形成憋压，当憋压超过岩石破裂压力后压开储层形成水力裂缝，接着持续注入携砂液至设计液量后停泵，停泵后液体返出地面，而支撑剂颗粒（砂子）由于重力作用会沉降在裂缝内以阻止由于地应力作用导致的裂缝闭合现象，从而形成油气高速流动通道，而支撑剂在地下人工裂缝内的铺置形态直接影响着最终油气通道的导流能力，进而影响水力压裂的效果。因此，有必要在室内模拟研究在地下裂缝形态下的支撑剂输送铺置过程。

目前，关于支撑剂输送过程室内实验装置主要是通过两块可视化的平板组合形成裂缝来模拟支撑剂在裂缝中的输送过程，而后越来越多的学者考虑分支裂缝、滤失、粗糙度等因素在该装置的基础上进行了相应的改进，但是几乎所有装置设置的裂缝形态均为在各个方向恒定尺寸的流动空间，那么水力压裂措施形成的地下裂缝形态到底是不是恒定的裂缝尺寸呢。早在上个世纪就有学者Van（H. R. Van,W. Visser. Proppant Concentrationin and Final Shape of Fractures Generated by Viscous Gels[C]. SPE 4820, 1974,531-536.）、张宏方（张宏方, 刘淼. 水力压裂支撑裂缝几何尺寸的数值模拟[J]. 大庆石油地质与开发, 1997, 16(2):54-58.）等人基于地下真实的应力状态分析得出水力压裂措施形成的地下真实的裂缝形态并不是恒定的矩形裂缝尺寸，而是在裂缝高度方向截面的形态为菱形，在裂缝宽度方向截面的形态为楔形。中国申请专利CN206368700U公开了一种模拟体积压裂劈型缝缝内支撑剂输送的实验装置，该装置在裂缝宽度方向设置为沿裂缝长度方向缝宽逐渐变窄的楔形结构，符合地下裂缝尺寸在缝宽方向的形态。而后，中国申请专利CN206903650U依旧公开的是在裂缝宽度方向上变化的支撑剂的输送装置实验装置，均未考虑在裂缝高度方向上菱形的裂缝形态。因此，如果依旧利用现有的装置去模拟支撑剂的输送过程将不能反映地下的真实的裂缝内的铺置情况，基于此，急需提供一种符合地下真实裂缝形态的支撑剂输送实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种模拟地下真实裂缝形态的支撑剂输送实验装置，该装置能够模拟地下真实裂缝形态下的支撑剂输送过程，并且可以实现循环泵注的实验条件及全可视的目的。

一种模拟地下真实裂缝形态的支撑剂输送实验装置，包括第一储液罐1、第二储液罐2、输液泵4、加砂绞龙5、混砂罐7、平板裂缝13、砂液分离器17、循环泵18、废液回收桶20和支撑剂回收桶19；

所述第一储液罐（1）和第二储液罐（2）通过管线连通，第一储液罐（1）和第二储液罐（2）的废液出口通过管线分别与废液回收桶（20）连接，连接管线上设有第四阀门（21）和第五阀门（22）；

所述第二储液罐（2）通过管线与输液泵（4）连接，同时在输液泵（4）和第二储液罐（2）之间的连接管线上设有第一阀门（3），输液泵（4）另一端连接混砂罐（7）；