[发明专利]一种深层断溶体裂缝闭合机理实验装置

说明书

本发明公开了一种深层断溶体裂缝闭合机理实验装置，包括真三轴比例加载系统、流体监测系统、高温加载系统、应力应变监测系统和计算控制器；真三轴比例加载系统中的超高温三轴围压室用于盛放岩石试样，超高温三轴围压室的尺寸可以调整；真三轴比例加载系统对岩石试样进行围压加载操作；高温加载系统对岩石试样进行加热；应力应变监测系统获取岩石试样的形变信息；流体监测系统将实验流体从岩石试样下游泵入，经岩石试样的孔隙和裂缝后从岩石试样上游流出，并获取实验流体的进口压力信息、进口流量信息、出口压力信息；计算控制器用于上述信息确定岩石试样的裂缝开度。本发明能够在高温高压环境下获得精确实验数据，并适用多种尺寸的岩石试样。

技术领域

本发明涉及岩石实验设备技术领域，特别涉及一种深层断溶体裂缝闭合机理实验装置。

背景技术

断溶体油藏具有埋藏深、高温、高压的特征，并在油井生产过程中，井底下方油气会沿断裂高导流通道向井底流动。随着断溶体油藏内油气不断采出，地层能量下降，地层流体压力也随之下降，作用于裂缝及基质上的有效作用力增加，导致裂缝的导流能力下降。当地层流体压力低于裂缝闭合临界流体压力时，裂缝会发生不可恢复的塑性闭合。因此在断溶体油藏开发过程中，需要进行裂缝闭合机理实验研究，明确裂缝闭合机理，进而建立一套裂缝闭合治理方法体系，从而指导断溶体油藏的开发。

为了尽可能还原岩石在埋深超过7000m的地底状态，裂缝闭合机理实验需要考虑200MPa的围压，250℃的实验温度，150MPa的高渗压，还需要获取精确的实验数据(该实验数据包括岩石在实验过程中的应力应变情况，裂缝闭合的动态监测以及流体流入流出的监测数据)。现有的岩石力学实验设备大都集中于中浅层岩石力学性质研究，且研究试样尺寸较小，且上述设备在压力超过100MPa温度超过200℃的超深地层环境下无法获得精确的实验数据，严重限制了深层断溶体油藏高温高压作用下对裂缝闭合行为的研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种深层断溶体裂缝闭合机理实验装置，以解决现有设备在高温高压环境下无法获得精确实验数据，岩石试样尺寸小的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种深层断溶体裂缝闭合机理实验装置，包括真三轴比例加载系统、流体监测系统、高温加载系统、应力应变监测系统和计算控制器；

所述真三轴比例加载系统包括液压伺服站、超高温三轴围压室和加载框架；所述超高温三轴围压室用于盛放岩石试样，所述加载框架安装在所述超高温三轴围压室的外围区域；所述液压伺服站用于控制所述加载框架进行加载操作；所述加载操作用于对所述超高温三轴围压室内的岩石试样进行围压加载操作；其中，所述超高温三轴围压室的尺寸能够根据实际需求进行调整；

所述高温加载系统用于对所述超高温三轴围压室内的岩石试样进行加热操作；

所述应力应变监测系统用于获取所述岩石试样的形变信息；

所述流体监测系统，用于：

将实验流体从所述岩石试样下游泵入，经所述岩石试样的孔隙和裂缝后从所述岩石试样上游流出；

获取所述实验流体进入所述岩石试样之前的进口压力信息和进口流量信息；

获取所述实验流体流出所述岩石试样之后的出口压力信息；

所述计算控制器用于基于所述进口压力信息、所述进口流量信息和所述出口压力信息，确定所述岩石试样的裂缝开度。

可选的，所述高温加载系统包括金属支撑框架、金属底盘、高温加热金属块、上端盖板和温度控制调节器；

所述超高温三轴围压室和所述上端盖板均放置在所述金属支撑框架内，且所述上端盖板用于压制所述岩石试样；