[发明专利]一种高温高压压裂试验装置

说明书

本发明公开了一种高温高压压裂试验装置。将电阻丝设置在侧部导热板、顶部导热板、底部导热板中，由侧部导热板、顶部导热板和底部导热板围成试样区域，将压裂试样放置在试样区域中。通过控制电阻丝两端的电压，可以根据试验的高温需求，按照一定的速率加温试样，并达到预定温度。在装置壳体的内壁还有保温隔热层，既能保证维持试样所需的高温状态，又可有效降低周围的环境温度，能够模拟深部油气储层在高温、高压等复杂地质条件下压裂缝的起裂，可研究不同类型致密储层在不同温度及压力条件下的水力压裂裂缝起裂及扩展机制。

技术领域

本发明涉及深地工程中非常规致密储层改造技术领域，如深层页岩气储层、致密砂岩储层及干热岩人工储留层等，提出了一种高温高压压裂试验装置。

背景技术

近年来，全球非常规油气勘探开发进入活跃期，随着社会对清洁能源需求的不断扩大以及天然气价格的不断上涨，非常规油气资源成为全球油气资源勘探开发的新亮点。我国非常规油气勘探开发经过10年攻关，已经获得了战略性突破，非常规油气产量占油气总产量的22％。由于页岩储层物性差且渗透率极低，需要水力压裂在储层中形成复杂的裂缝网络，产生高渗透路径，即提高改造体积，从而达到增产的目的，而人工压裂造缝是进行致密油气储层开发必要的手段和途径。另外，在川东北、新疆顺北油气田等超深缝洞性碳酸盐岩油气藏及干热岩地热能等领域同样需要水力压裂来达到高效开发的目的。水力压裂改造技术是一个十分复杂的物理过程，现场水力压裂所产生的压裂裂缝的形态难以直接观察，人们往往只能借助于建立在种种假设和简化条件基础上的数值模型进行分析。室内水力压裂物理模拟是认识裂缝扩展机制的重要手段，通过模拟储层条件下的水力压裂试验，可以对裂缝起裂、扩展及延伸的实际物理过程进行监测，并对形成的压裂缝进行直接观察。这对于正确认识特定层位水力裂缝扩展的机理，并在此基础上建立更实际的数值模型具有重要的意义。因此，探索和开发能够满足深层致密储层压裂缝起裂及扩展演化过程的研究手段，是目前压裂造缝机制研究需要突破的关键技术难题。

随着致密油气储层由中浅层向深层开发，所遇地层温度及应力条件逐渐增大，研发一套针对深层非常规致密储层在高温、高压等复杂地质条件下的压裂试验系统，对于深入揭示深部油气储层高地应力、高地温环境下，不同储层类型压裂缝的起裂及扩展机制、影响因素和复杂缝演化规律具有重要的作用。

发明内容

本发明通过提供一种高温高压压裂试验装置，实现了能够模拟深部油气储层在高温、高压等复杂地质条件下压裂缝的起裂的技术效果。

本发明提供了一种高温高压压裂试验装置，包括：侧部导热板、顶部导热板、底部导热板、侧部加载杆、顶部加载杆、保温隔热层、装置壳体及控制器；所述侧部导热板、所述顶部导热板和所述底部导热板围成试样区域；所述侧部导热板、所述顶部导热板和所述底部导热板均在所述装置壳体中；在所述装置壳体的上壁和侧壁均有通孔；所述顶部加载杆穿过所述装置壳体上壁的通孔与所述顶部导热板的外壁接触；所述侧部加载杆穿过所述装置壳体侧壁的通孔分别与所述侧部导热板的外壁接触；所述保温隔热层设置在所述装置壳体的内壁；在所述侧部导热板、所述顶部导热板和所述底部导热板中均有电阻丝；所述控制器与所述电阻丝的两端电性连接。

进一步地，所述电阻丝均匀分布在所述侧部导热板、所述顶部导热板、所述底部导热板中。

进一步地，所述侧部加载杆和所述顶部加载杆均为水浴压头，在所述压头的外侧套设中空环形套筒；在所述中空环形套筒上有进水口和出水口。

进一步地，还包括：测温部件；在所述侧部导热板、所述顶部导热板和所述底部导热板上有通孔；所述测温部件的测温端分别穿过所述侧部导热板、所述顶部导热板和所述底部导热板上的通孔；所述测温部件的测温端分别与所述侧部导热板、所述顶部导热板和所述底部导热板的内壁齐平；所述测温部件的温度输出端与所述控制器的信号输入端通信连接。

进一步地，在所述侧部导热板、所述顶部导热板和所述底部导热板的外壁有隔热垫片。

进一步地，所述隔热垫片的材质为石英。