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[发明专利]一种真三轴条件下压裂缝内支撑剂的运移模拟方法-CN202210048255.X有效
发明人：郭印同;应琪祺;黄浩勇;徐尔斯;王磊;常鑫;周再乐;冒海军;黄广谭;赵国凯;郭武豪 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2022-01-17 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： E21B43/267 文献下载
摘要：针对于非常规油气藏储层的压裂改造工作中涉及的支撑剂，本申请模拟设备先制备了目标样品，以模拟支撑剂所处的真实压裂缝环境，再对该目标样品的压裂缝先后注入支撑剂、环氧树脂，得到固化了压裂缝以及支撑剂的环氧树脂模型，此时则可便捷地对该模型进行切割及分析，得到支撑剂运移特征，如此稳定且精确地获得压裂缝内支撑剂的运移模拟效果，为非常规油气藏储层的压裂改造工作提供良好的数据执导。
一种真三轴条件下压裂缝支撑模拟方法

[发明专利]一种室内可视化压裂试验装置和试验方法-CN202111210424.7有效
发明人：郭印同;周再乐;黄浩勇;桂俊川;周辉;杨春和;应琪祺;郭武豪;常鑫;王磊;杨涵志;毕振辉;赵国凯;吴小龙 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2021-10-18 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明涉及物理实验技术领域，具体是涉及一种室内可视化压裂试验装置和试验方法，包括透明立方体试件，所述透明立方体试件的上下侧和前后侧均设置有普通垫块，透明立方体试件的左侧设置有含孔阵列垫块，所述含孔阵列垫块上安装有LED灯阵列，透明立方体试件的右侧设置有可拆卸垫块，所述可拆卸垫块内部放置有摄像机；所述透明立方体试件与所述含孔阵列垫块相同侧的侧壁上开设有人工井筒，所述人工井筒通过注液管线连接有注液泵。本发明的有益效果是：可以在压裂试验中，直观且实时动态对水力裂缝扩展过程进行直观定量观测，进而构建出整个裂缝实时缝长缝宽分布特征，结合泵注压力曲线获取裂缝扩展动态特征。
一种室内可视化试验装置试验方法

[发明专利]一种复杂裂缝网络压裂方法-CN202110992272.4在审
发明人：郭印同;周再乐;周辉;宋毅;黄浩勇;杨春和;应琪祺;郭武豪;常鑫;王磊;杨涵志;张晓宇;毕振辉;赵国凯;吴小龙 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2021-08-26 - 公布日： 2021-12-07 - 主分类号： E21B43/267 文献下载
摘要：一种复杂裂缝网络压裂方法，所述方法包括步骤：搭建与储层连通的压裂系统；使用所述压裂系统在所述储层中形成主干裂缝；循环切换所述压裂系统的工作参数；使用所述压裂系统在所述储层中形成与所述主干裂缝连通的分支裂缝。本申请提供的一种复杂裂缝网络压裂方法，通过间歇性改变压裂系统的工作参数，从而大幅度改变泵注过程中排量和粘度的乘积(Q·μ)，并采用循环同步提高或者降低排量和粘度的方法来循环调整裂缝内部流体压力的分布，使裂缝内部的压力处于更大范围内的循环应力状态下，进而在储层中形成主裂缝加多个分支缝的复杂裂缝网络，进一步拓展了体积压裂的施工工艺。
一种复杂裂缝网络方法

[发明专利]一种水力裂缝缝宽分布实时动态监测方法-CN202110993298.0在审
发明人： 周再乐;郭印同;周辉;宋毅;黄浩勇;杨春和;应琪祺;郭武豪;常鑫;王磊;杨涵志;张晓宇;毕振辉;赵国凯;吴小龙 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2021-08-26 - 公布日： 2021-12-07 - 主分类号： E21B47/00 文献下载
摘要：一种水力裂缝缝宽分布实时动态监测方法，所述方法包括步骤：拼装光纤支撑框架；使用所述光纤支撑框架组装形成光纤测量缝宽阵列；使用所述光纤测量缝宽阵列浇筑形成试验试样；搭建水力裂缝缝宽试验系统；将所述试验试样放置于所述水力裂缝缝宽试验系统中；设置所述水力裂缝缝宽试验系统的工作参数；监测所述试验试样的水力裂缝缝宽动态变化。本申请提供的一种水力裂缝缝宽分布实时动态监测方法，可以在压裂试验过程中通过光纤光栅的光路波长变化实时动态对试样上的多点裂缝缝宽进行较为精确的测量，进而构建出试样上整体的裂缝缝宽分布情况。
一种水力裂缝分布实时动态监测方法

[发明专利]一种旋转式压力脉冲转换器以及水力压裂注液装置-CN202011248201.5有效
发明人： 周再乐;杨典森;陈卫忠;周云;田洪铭 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2020-11-10 - 公布日： 2021-11-19 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种旋转式压力脉冲转换器以及水力压裂注液装置，旋转式压力脉冲转换器安装于水力压裂注液装置的注液管线内部。旋转式压力脉冲转换器包括内螺旋转子和外环套，内螺旋转子可转动地安装于外环套内部；内螺旋转子沿周向对称设置有两个螺旋扇面体，两个螺旋扇面体之间的间隙构成螺旋流道；外环套的其中一端为进液开口、另一端设置有节流挡板，节流挡板上沿周向对称开设有导流孔系，导流孔系的总开孔面积大于两个螺旋扇面体的扇形总面积。该旋转式压力脉冲转换器能够将连续性泵注转换成低频次的交变循环脉动泵注，使致密储层岩石处于循环应力加载状态，从而更有利于形成复杂裂缝网络，大幅度提高油气增产效果。
一种旋转压力脉冲转换器以及水力压裂注液装置

[发明专利]一种缝洞型碳酸盐岩试件酸化压裂试验方法-CN202110918347.4在审
发明人：郭印同;曾义金;周再乐;宋毅;黄浩勇;杨春和;应琪祺;郭武豪;常鑫;王磊;杨涵志;张晓宇;毕振辉;赵国凯;吴小龙 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2021-08-11 - 公布日： 2021-11-16 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：一种缝洞型碳酸盐岩试件酸化压裂试验方法，所述方法包括步骤：利用缝洞型碳酸盐岩试件形成缝洞型碳酸盐岩拼接体；利用所述缝洞型碳酸盐岩拼接体形成试验试样；搭建酸化压裂试验系统；将所述试验试样放置于所述酸化压裂试验系统中；设置所述酸化压裂试验系统的工作参数；监测所述酸化压裂试验系统的试验结果。本申请提供的一种缝洞型碳酸盐岩试件酸化压裂试验方法，可有效模拟酸化压裂裂缝与天然缝洞体相互作用情况，对碳酸盐油气储层现场酸化压裂施工工艺进行参数优化；最大限度还原碳酸盐岩储层的酸化压裂过程，从而为酸化压裂的过程提供指导。
一种缝洞型碳酸盐岩试件酸化试验方法

[发明专利]一种双旋式压力脉冲转换器以及水力压裂注液装置-CN202011248206.8有效
发明人：杨典森;周再乐;陈卫忠;周云;杨建平 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2020-11-10 - 公布日： 2021-06-29 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种双旋式压力脉冲转换器以及水力压裂注液装置，双旋式压力脉冲转换器包括双扇形密封件、内螺旋转子和外转环套，双扇形密封件与内螺旋转子固连构成转动体，双扇形密封件具有两个扇形封板；内螺旋转子上设置有两个螺旋扇面体，螺旋扇面体内部设置有螺旋流道；外转环套上设置有两个扇形密封端，两个扇形密封端之间的空隙空间构成两个扇形导流孔；外转环套的内部设置有两个螺旋体，螺旋体的表面开设有导流槽，扇形密封端上开设有与导流槽连通的导流小孔。通过该双旋式压力脉冲转换器能够将常规连续泵注转换为交变循环脉动泵注，使致密储层岩石处于循环应力加载状态，从而更有利于形成复杂裂缝网络，大幅度提高油气增产效果。
一种双旋式压力脉冲转换器以及水力压裂注液装置

[发明专利]一种往复式压力脉冲转换器以及水力压裂注液装置-CN202011248218.0有效
发明人：杨典森;周再乐;陈卫忠;周云;谭贤君 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2020-11-10 - 公布日： 2021-06-29 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种往复式压力脉冲转换器，包括筒体以及设置于筒体中的弹性活塞、配重块、弹簧和支撑底座，其中：筒体包括变径筒，变径筒包括依次连接的细筒段、变径连接段和尺寸大于细筒段的粗筒段；支撑底座安装于粗筒段中，支撑底座中开设有连通孔，弹性活塞和配重块固定连接，弹簧一端与支撑底座连接、另一端与配重块或弹性活塞连接，弹性活塞的截面形状、尺寸均与细筒段相匹配，当弹簧在自然长度时，弹性活塞位于细筒段中。通过弹性活塞在细筒段和粗筒段之间的往复运动，使得该往复式压力脉冲转换器能够将常规连续泵注转换为交变循环脉动泵注，使致密储层岩石处于循环应力加载状态，从而更有利于形成复杂裂缝网络，大幅度提高油气增产效果。
一种往复压力脉冲转换器以及水力压裂注液装置

[发明专利]一种用于层内爆炸压裂的压裂施工方法-CN201510590246.3有效
发明人： 周再乐;张广清 -专利权人：中国石油大学(北京)
申请日： 2015-09-17 - 公布日： 2019-11-08 - 主分类号： E21B43/263 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于层内爆炸压裂的压裂施工方法，该方法在水力压裂完毕后实施，通过在液体火药段塞和液体炸药段塞之间加入点火球，当液体炸药通过射孔孔眼全部进入水力裂缝内部时，由于点火球的直径略大于射孔孔眼的直径，点火球卡会在射孔孔眼处，井筒憋压，点火球在孔眼内外压差机械力作用下，点火球内部的固体火药开始点火，进而引燃液体火药，并在液体火药燃烧热量作用下连续引爆裂缝内部的液体炸药，完成层内爆炸压裂过程。该方法无需在井内下入其他起爆工具，并能够保证液体炸药全部进入水力裂缝以后及时点火引爆，避免引爆过程中井筒内部炸药的残留，从而最大限度减少了爆炸过程中对井筒造成的损坏。
一种用于爆炸火球施工方法

[发明专利]一种井下机械水力脉冲发生装置-CN201610608441.9有效
发明人：张广清;周再乐;王元元 -专利权人：中国石油大学（北京）
申请日： 2016-07-13 - 公布日： 2019-03-08 - 主分类号： E21B28/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种井下机械水力脉冲发生装置，整个多级机械水力脉冲发生装置由电机和多个相同的机械脉冲发生单元组成，机械脉冲发生单元之间以及电机与机械脉冲发生单元之间均采用联轴器和连接杆进行串接，每个机械脉冲发生单元由外筒、定位辐条、螺栓、密封环、齿轮箱端盖、调距环、密封圈、齿轮箱体、小锥齿轮轴、小锥齿轮、行星架、锁母、大锥齿轮、半长转轴、半长叶片、全长转轴、全长叶片构成；当整个装置工作时，由电机带动多个机械脉冲发生单元内的叶片转动，从而在套管内形成交替的正压负压区，可以达到清洗油气井套管、提高地层的渗透性、提高原油流动性的效果，可为油气开采过程提供新的增产增注措施。
一种井下机械水力脉冲发生装置

[发明专利]面向水力压裂模拟试验的裂缝形态电学监测方法-CN201510069198.3有效
发明人：张广清;周再乐 -专利权人：中国石油大学(北京)
申请日： 2015-02-02 - 公布日： 2019-02-15 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向水力压裂室内试验，对裂缝形态电学手段监测的一种方法，可在保持压裂后的岩石试件完整性的情况下，获取试件内部裂缝的形态特征。该方法是在浇筑水泥人工试件时，在内部加入多根均匀排列的导电石墨棒阵列，待人工试件成形固结后，向试件内部泵注压裂液形成水力裂缝时，裂缝面延伸会切断其所经过的石墨棒。通过测量各个石墨棒电阻变化能够判断裂缝是否延伸至该区域，尤其是当石墨棒阵列足够密的时候，能够据此确定裂缝的位置和形态。
面向水力模拟试验裂缝形态电学监测方法

[发明专利]一种新型压裂工具-CN201510334616.7有效
发明人： 周再乐;刘致屿 -专利权人： 周再乐;刘致屿
申请日： 2015-06-17 - 公布日： 2018-09-07 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种新型压裂工具，整个多级压裂工具由多个相同的压裂单元用封隔器串接而成，每个压裂单元由外管柱、滑套、控制环、接收器、弹簧、舌片、单元小球、基座这些部件组成，当该压裂工具要实现隔级压裂时，整个多级压裂工具配有一个总控制球；每个单元小球都发射特定的微波编码信号，与接收器，控制环，舌片一起构成压裂单元电子锁控制系统，每个单元小球作为特定单元电子钥匙来开启该系统，实现对应压裂单元滑套的打开；滑套下方的缩爪带有可变径的球座与基座构成一套机械系统，实现小球的经过或阻挡坐封的动作；本发明能够在一趟管柱下实现无限级分段压裂和隔级压裂，进一步拓宽了开发非常规油气的压裂工艺和手段。
一种新型工具

[发明专利]循环变压力压裂室内模拟试验方法-CN201510069197.9有效
发明人：张广清;周再乐 -专利权人：中国石油大学(北京)
申请日： 2015-02-02 - 公布日： 2018-08-24 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对循环变压力压裂的室内模拟试验方法，研究岩石循环加压过程中的破坏机理和破坏条件。在本发明中，在浇筑人工试件时预先埋入两组应变片，每组三个，两两相互正交。同时在两组应变片之间预置楔形空腔，人工试件成型后在其内部制造人工裂缝，同时在人工裂缝周围贴上应变片，并在人工试件表面画网格线来定位裂缝的延伸。在楔形空腔中放置柔性水囊，紧贴楔形空腔的壁面。然后对人工试件施加三轴围压，通过柔性水囊对人工试件进行循环变压力加载。本发明通过柔性水囊对人工试件施加不同峰值的循环压力载荷，研究交变载荷下人工试件破裂的内在机理，确定实际运用该压裂方式施工时的起裂压力降低幅度，最终得到裂缝起裂的压力峰值和载荷循环次数的最优组合。
循环压力室内模拟试验方法

[发明专利]一种新型压裂泵注方法-CN201510587550.2有效
发明人：张广清;周再乐 -专利权人：中国石油大学(北京)
申请日： 2015-09-15 - 公布日： 2018-05-25 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明提供了一种新型压裂泵注方法，其具体方法包括以下几个阶段：1)主干裂缝形成阶段：采用高粘度压裂液对储层进行常规泵注压裂，配合端部脱砂技术，形成具有一定缝长和缝宽的主干裂缝；2)分支裂缝起裂阶段：改用低粘度的清水或者滑溜水压裂液体系，采用周期性脉动泵注的压裂方式在主干裂缝端部及周围起裂形成多条分支裂缝；3)分支裂缝延伸阶段：采用中等粘度的压裂液体系，大排量常规泵注的方式使多条分支裂缝的缝长和缝高进一步延伸。该新型压裂泵注方法能够在致密储层内部形成主干裂缝加末端的多分支裂缝的裂缝网络体系，为油气流入井筒的提供最优的渗流通道。
裂缝主干压裂泵泵注压裂致密压裂液体系周期性脉动裂缝端部裂缝网络裂缝延伸配合端部渗流通道大排量低粘度多分支高粘度压裂液井筒水压缝宽滑溜脱砂清水油气延伸

[发明专利]一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法-CN201610589072.3在审
发明人：张广清;周再乐;范宗洋;王元元 -专利权人：中国石油大学（北京）
申请日： 2016-07-19 - 公布日： 2016-10-26 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本发明公布了一种缝洞型碳酸盐岩油气藏体积压裂模拟试件制备方法，该方法包括以下步骤：a)制冰球：拼装制冰模具，注满水后放入冰箱内冷冻；b)制备石膏缝洞单/连接体：将冰球置于石膏粉上滚动，同时淋上少量水，使石膏粉粘结到冰球表面达到一定厚度，随后置于冰箱内冷冻；c)制备试件：拼装预制模具，安装模拟井筒，将搅拌好的水泥砂浆倒入预制模具中，在倒入水泥砂浆的过程中，石膏缝洞单/连接体按照设定位置放入，水泥砂浆达到预制模具顶部时，用抹泥板抹平；d)养护：待试件凝固1～2天后，拆卸模具，对试件进行养护。本发明步骤简单，实现方便，能够根据试验需要预制出多种含缝洞体的试件，所得到的研究成果可为油田实际生产提供技术指导。
一种缝洞型碳酸盐油气藏体积模拟制备方法

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