[发明专利]页岩油压裂同步增能模拟实验装置与方法

说明书

本发明涉及油气田开发技术领域，公开了一种页岩油压裂同步增能模拟实验装置与方法，所述页岩油压裂同步增能模拟实验装置包括供液系统、围压加载系统、压裂系统、增能系统和采出系统，供液系统用于储存流体且能够将流体注入到压裂系统中；压裂系统能够承载试件，接受供液系统注入的流体并作为流体的渗流空间；围压加载系统用于对试件提供模拟的围压；增能系统用于模拟压裂液注入后对地层的增能效应；采出系统用于收集排出的液体，并将排出的液体进行分离、计量。本发明提供的实验装置，能够实现页岩油压裂和开采的一体化模拟，通过同一套实验装置实现压裂同步增能以及后续衰竭式开采和注水吞吐过程的模拟，并评估不同开采方式的采收率。

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，具体地涉及一种页岩油压裂同步增能模拟实验装置与方法。

背景技术

近年来，页岩(致密)油藏已成为非常规油气发展的重要领域。由于页岩油藏的储集空间主体为微纳米孔隙-裂隙系统，渗透率极低，因此采用水力压裂的方式提高储层的渗流能力成为页岩(致密)油藏开发的有效途径。水力压裂过程中，数万方的压裂液被注入地层以形成复杂的人工裂缝网络，从而达到储层改造目的。压裂施工完成后，矿场一般首先进行焖井，使储层中的压裂液与原油发生充分的置换作用，同时注入的压裂液还具有较高的压力，因此也能够为地层补充能量；随后油井开始以衰竭开采的方式进行生产，后续还可以通过注入化学剂吞吐等方式进一步提高油藏的采收率。合理的压裂液注入参数能够达到压裂同步增能的效果，从而有效改善页岩(致密)油藏的开发效果。因此压裂同步增能和后续生产过程的一体化模拟对阐明该技术的内在机理，提高页岩(致密)油藏的开发效果具有重要的意义。

CN109113692A公开了一种基质-裂缝双重介质吞吐物理模拟装置及评价吞吐过程采收率的方法。所述物理模拟装置包括注入系统、基质-裂缝双重介质系统、恒压边界系统、采出系统和压力采集系统。能够较好地模拟低渗透、致密储层基质-裂缝双重介质，储层远端-双重介质周围储层-双重介质的渗流过程，以及现场吞吐实际工况。

CN109025939A提供了一种超声波致密油渗吸实验装置，包括岩石固定箱，岩石固定箱的一侧密封穿设有能穿设于含致密油岩内的压裂管，压裂管的另一端能开闭地连接压裂液注入结构，压裂管内密封滑动穿设推送结构，推送结构上设有多个超声波探头；设定岩石固定箱穿设压裂管的侧壁为第一固定箱侧壁，岩石固定箱上与第一固定箱侧壁相邻的各侧壁上设置能伸缩的电位电阻渗吸测试结构；超声波致密油渗吸实验装置还包括控制部，控制部能控制压裂液注入结构、推送结构和电位电阻渗吸测试结构的工作状态。

CN109856030A提供了一种渗吸实验装置以及渗吸采出程度的确定方法，实验装置包括：渗吸瓶，渗吸瓶内装有水和岩心样品，渗吸瓶具有开口端，开口端设置有试管，试管自上端至下端标有刻度线，渗吸瓶中的水位不低于试管最下端的刻度线；微压泵，微压泵用于向渗吸瓶内提供预定压强的水；悬挂岩心样品的吊架，吊架放置在重力感应装置上，重力感应装置电性连接数据采集系统；其中，渗吸瓶设置有进水口，进水口与微压泵通过连接装置连接，连接装置包括：液压控制阀，当液压控制阀检测到两侧的压强不相等时，呈打开状态；当液压控制阀检测到两侧的压强相等时，呈关闭状态。

CN110208105A公开了一种三轴煤岩多场多相耦合压裂实验装置及实验方法，其中，该实验装置包括：气液耦合溶液供液系统、应力加载系统、温度控制系统、回收系统和压裂过程监测系统，其中，气液耦合溶液供液系统包括：供气管路、供液管路和气液混合装置，供气管路和供液管路分别与气液混合装置的进气口、进液口连接。

目前针对页岩油水力压裂和开采的实验装置和方法，存在以下问题：

(1)水力压裂装置能够模拟传统的压裂过程，但由于压裂同步增能需要将压裂过程中多余压裂液所携带的能量储存起来，以满足后续生产过程中补充能量的需要，现有的水力压裂实验装置无法模拟该过程；