[发明专利]支撑剂井筒运移实验模拟系统及其模拟方法

权利要求书

1.一种支撑剂井筒运移实验模拟方法，其特征在于，其采用支撑剂井筒运移实验模拟系统，所述支撑剂井筒运移实验模拟系统包括：

用于容纳液体的流体储集装置；

用于容纳支撑剂的支撑剂储集装置；

能与所述流体储集装置和所述支撑剂储集装置相连通的混砂装置；

能与所述混砂装置的出口通过第一管路相连的驱动泵；

具有入口和出口的模拟井筒，所述入口与所述驱动泵的出口通过第二管路相连，所述出口通过第三管路连接所述混砂装置，所述第三管路上设置有开关机构，所述模拟井筒具有观察部，所述观察部由透明材料制成；

所述模拟井筒的侧壁上插设有连通模拟井筒内部的多个炮眼，以模拟射孔，每个所述炮眼通过第四管路连接有采液桶，所述第四管路上设置有第一阀门；所述第一阀门为能够改变开启的程度的阀门，以控制进入所述炮眼的流量；

用于称量所述采液桶中支撑剂重量的称量装置；

所述支撑剂井筒运移实验模拟方法包括：

确定实验模拟的携砂液的水和支撑剂的比例，算出需要的水和支撑剂的质量，再将计算出的质量下的水加入液体储集罐中，计算出的质量下的支撑剂加入到支撑剂储集装置中，之后将水和支撑剂加入到混砂装置中均匀混合，得到所需携砂液；

根据实验需要调节完毕第一阀门的开启程度，具体包括：在开始阶段控制各孔眼尺寸换算至等于实际压裂孔眼尺寸；依据冲蚀前孔眼的尺寸与累计注入砂量的公式计算冲蚀一段时间之后孔眼尺寸，到达该段时间时改变各射孔簇的孔眼开度至计算得到的孔眼尺寸，通过改变射孔的开度，即阀门的开度，模拟压裂工况，冲蚀后的孔眼尺寸与累计注入砂量、初始的孔眼尺寸之间的关系公式如下：

其中，为初始的孔眼尺寸，单位为m；为冲蚀后的孔眼尺寸，单位为m；为初始的水力射孔直径，单位为m；为冲蚀后的水力射孔直径，单位为m；为通过单个孔眼的累计注入支撑剂质量，单位为lbs；为射孔流量系数，初始为0.56，经过冲蚀后为0.90；之后再根据冲蚀前孔眼的尺寸与累计注入砂量的公式计算冲蚀又一段时间之后孔眼尺寸，到达该段时间时再改变各射孔簇的孔眼开度至计算得到的孔眼尺寸，以模拟压裂工况，如此不断循环，直至孔眼打开度趋向于1；

当需要支撑剂井筒运移实验模拟系统处于不循环状态时，关闭开关机构；当需要支撑剂井筒运移实验模拟系统处于循环状态时，开启所述开关机构；

待控制完所述开关机构之后，开启驱动泵将所述混砂装置中的携砂液输入至模拟井筒中；

通过所述模拟井筒的观察部观察得到所述模拟井筒中支撑剂的运移与铺置状态，从而对井筒中支撑剂运移事件进行解释。

2.如权利要求1所述的支撑剂井筒运移实验模拟方法，其特征在于，所述开关机构包括：第二阀门；所述支撑剂井筒运移实验模拟系统还包括：位于所述第二阀门下游的分支管路，所述分支管路的一端连接所述第三管路，所述分支管路的另一端连接回收桶，所述分支管路上设置有第三阀门。

3.如权利要求1所述的支撑剂井筒运移实验模拟方法，其特征在于，所述模拟井筒的所有侧壁均为观察部，所述支撑剂井筒运移实验模拟系统还包括：用于通过所述观察部记录所述模拟井筒内部运移形态的摄像机。

4.如权利要求1所述的支撑剂井筒运移实验模拟方法，其特征在于，每一簇中的多个所述炮眼呈螺旋线分布的形式位于所述模拟井筒的侧壁上。

5.如权利要求1所述的支撑剂井筒运移实验模拟方法，其特征在于，当所述开关机构处于关闭状态时，所述支撑剂井筒运移实验模拟系统用于模拟距离井底桥塞较近的场景。

6.如权利要求2所述的支撑剂井筒运移实验模拟方法，其特征在于，当所述开关机构处于开启状态，所述第三阀门处于开启状态时，所述支撑剂井筒运移实验模拟系统用于模拟距离井底桥塞较远的场景。

7.如权利要求1所述的支撑剂井筒运移实验模拟方法，其特征在于，所述炮眼通过螺纹连接的方式连接在所述模拟井筒的侧壁上，通过改变所述炮眼的直径以模拟不同尺寸大小的射孔。