CN110671087A - 一种多尺度裂缝两相流动模拟评测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多尺度裂缝两相流动模拟评测装置。所述装置可包括：气藏模拟***、液相注入***、生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***、两相流量计量***、温度模拟***和监测***；气藏模拟***提供模拟的气体；液相注入***提供模拟的液体；生产井裂缝模拟***和压裂井裂缝模拟***可模拟人工支撑裂缝和天然裂缝发育带；两相流量计量***分别计量两个模拟***排出流体两相流量；温度模拟***调整两个模拟***的温度；监测***能够监测两个模拟***的温度、压力值。本发明的有益效果包括：装置设计科学合理，能实现对真实天然裂缝发育程度的模拟，能实现缝内气液两相流动与缝间窜流的模拟，能为气井动态压力场预测技术提供实验支撑等。
Description
技术领域
本发明涉及非常规油气藏增产改造技术领域，特别地，涉及一种多尺度裂缝内两相流动模拟测试装置。
背景技术
为增加清洁能源供应、优化调整能源结构，满足经济社会较快发展、人民生活水平不断提高和绿色低碳环境建设的需求，在前期已取得重大突破的基础上，提升页岩气勘探开发的力度与深度势在必行。然而，受页岩储层地质特征影响，页岩气水平井压后稳产能力较差、产能递减较快。为满足产能建设需求，通常需通过新增钻井数量以弥补前期气井产能递减缺口。由于后期开发井(也可称为改造作业井)常与前期投产井井底距离相距较近，受前期投产井形成的压降漏斗及页岩天然裂缝较发育等因素共同的影响，后期开发井增产改造过程中多与前期投产井发生井间连通现象，进而影响前期投产井产气效果及压裂改造井改造效果。
当前针对裂缝内气液两相流动模拟的研究多通过数值模型对井下高温高压条件下气水两相流进行仿真模拟，通过得到的气水两相流流型评价不同气相流量、液相流量对两相流流型的影响，或通过建立井筒气液两相流与地层渗流耦合的试井模型，采用数值方法求解得到考虑水平井井筒气液两相流的压力场分布及裂缝产量分布结果；在室内实验范畴仅对不同尺度条件下(宏观尺度天然裂缝及微观尺度裂隙)缝内多相流流动特征展开了模拟评价，尚无针对水力裂缝-天然裂缝多尺度裂缝条件下缝内流动干扰物理模拟实验评价装置及切合现场生产实际的井间连通条件下生产井/压裂井缝内压力分布与生产井产气量变化的定量测试。因此，为精确评价不同生产制度下生产井-压裂井井间连通条件下生产井产气量及缝内压力、压裂井缝内压力的变化情况，亟需开发一种室内物理模拟实验装置及测试方法，为缝间干扰条件下生产井动态应力场模型的建立提供实验支撑。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，以准确模拟天然裂缝发育、测试井间连通条件下的气液两相情况。
为了实现上述目的，本发明提供了一种多尺度裂缝两相流动模拟评测装置。
所述装置可包括：气藏模拟***、液相注入***、生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***、两相流量计量***、温度模拟***和监测***，其中，所述气藏模拟***包括气体压缩机并通过管线与生产井裂缝模拟***的流体进入端连接，以提供用于模拟的气体；所述液相注入***通过管线分别与生产井裂缝模拟***和压裂井裂缝模拟***的流体进入端连接，以提供用于模拟的液体；所述生产井裂缝模拟***包括第一半封闭壳体、第一盖板、第一岩板，其中，第一半封闭壳体具有第一腔体且该腔体在壳体外表面上形成了一个开口，第一腔体的底部开设有沿第一方向分布的M组孔道，每组孔道都包括贯通半封闭壳体的第一外孔道和第二测压孔道，第一半封闭壳体上还设置有将外界和第一腔体连通且相互面对的第一入口通道和第一出口通道，第一入口、出口通道的轴线都垂直于第一腔体的开口方向，第一入口通道构成生产井裂缝模拟***的流体进入端，第一方向为第一入口通道至第一出口通道的方向；第一盖板覆盖在第一半封闭壳体的开口之上；第一岩板设置在第一腔体中且其一个板面与第一腔体的底面相连接，第一岩板上设置有M个沿第一方向分布且能够对应各个第一外孔道的第一内孔道，第一内孔道贯通第一岩板的两个板面，成对应关系的第一外孔道和第一内孔道的轴线在同一直线上且共同构成了第一管路连接孔道；第一岩板、第一盖板和部分第一腔体围成了第一铺置带，第一入口通道和第一出口通道与第一铺置带连通；所述压裂井裂缝模拟***包括第二半封闭壳体、第二盖板、第二岩板，其中，第二半封闭壳体具有第二腔体且该腔体在壳体外表面上形成了一个开口，第二腔体的底部开设有沿第二方向分布的M组孔道，每组孔道都包括贯通第二半封闭壳体的第二外孔道和第二测压孔道，第二半封闭壳体上还设置有将外界和第二腔体连通且相互面对的第二入口通道和第二出口通道，第二入口、出口通道的轴线都垂直于第二腔体的开口方向，第二入口通道构成压裂井裂缝模拟***的流体进入端，第二方向为第二入口通道至第二出口通道的方向；第二盖板覆盖在第二半封闭壳体的开口之上；第二岩板设置在第二腔体中且其一个板面与第二腔体的底面相连接，第二岩板上设置有M个沿第二方向分布且能够对应各个第二外孔道的第二内孔道，第二内孔道贯通第二岩板的两个板面，成对应关系的第二外孔道和第二内孔道的轴线在同一直线上且共同构成了第二管路连接孔道；第二岩板、第二盖板和部分第二腔体围成了第二铺置带，第二入口通道和第二出口通道与第二铺置带连通；所述两相流量计量***分别与生产井裂缝模拟***和压裂井裂缝模拟***的流体排出端连接，以计量生产井裂缝模拟***和压裂井裂缝模拟***排出流体中气液两相的流量值；所述温度模拟***能够调整生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***的温度，以用于模拟不同储层埋深条件下的温度大小；所述监测***包括压力监测单元和温度监测单元，所述压力监测单元能够监测生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***中的压力值，所述温度监测单元能够监测生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***的温度值。
根据本发明的一个示例性实施例，所述液相注入***可包括沿液体流动方向依次设置的第一储液罐、第一液相调节阀门、泵、第二储液罐和第二液相调节阀门。
根据本发明的一个示例性实施例，所述生产井裂缝模拟***还可包括设置在所述第一铺置带中的支撑剂，所述压裂井裂缝模拟***还包括设置在所述第二铺置带中的支撑剂。
根据本发明的一个示例性实施例，所述M个第一管路连接孔道与M个第二管路连接孔道能够一一对应，所述装置还包括M根连通管线，每根连通管线将各个成对应关系的第一、第二管路连接孔道连接。
根据本发明的一个示例性实施例，所述装置还可包括M个调节阀门，其中，每个调节阀门都设置在一根所述连通管线上。
根据本发明的一个示例性实施例，所述生产井裂缝模拟***还可包括能够放置所述第一半封闭壳体的第一底座、以及用于支撑第一底座的第一升降机构，第一升降机构包括至少两根连接在第一底座底面不同位置的升降柱；
所述压裂井裂缝模拟***还可包括能够放置所述第二半封闭壳体的第二底座、以及用于支撑第二底座的第二升降机构，第二升降机构包括至少两根连接在第二底座底面不同位置的升降柱。
根据本发明的一个示例性实施例，所述第一盖板与第一半封闭壳体之间、以及第二盖板和第二半封闭壳体之间都可通过固定件连接。
根据本发明的一个示例性实施例，所述第一岩板与第一腔体的腔体壁之间通过密封胶进行密封，所述第二岩板与第二腔体的腔体壁之间也通过密封胶进行密封。
根据本发明的一个示例性实施例，所述第一岩板朝向第一半封闭壳体开口的板面、以及第二岩板朝向第二半封闭壳体开口的板面都为人为刻蚀粗糙面。。
根据本发明的一个示例性实施例，所述温度模拟***可包括第一壳体加热套、第二壳体加热套，其中，所述第一壳体加热套能够对所述第一半封闭壳体进行加热；所述第二壳体加热套能够对所述第二半封闭壳体进行加热。
根据本发明的一个示例性实施例，所述压力监测单元可包括第一入口压力计、第一出口压力计、第二入口压力计、第二出口压力计，其中，所述第一入口压力计能够监测流入所述生产井裂缝模拟***流体的压力；所述第一出口压力计能够监测从所述生产井裂缝模拟***流出流体的压力；所述第二入口压力计能够监测流入所述压裂井裂缝模拟***流体的压力；所述第二出口压力计能够监测从所述压裂井裂缝模拟***流出流体的压力。
根据本发明的一个示例性实施例，所述压力监测***可包括M个第一压力传感器、M个第二压力传感器其中，每个第一压力传感器都设置在一个所述第一传压孔道内；每个第二压力传感器都设置在一个所述第二传压孔道内。
根据本发明的一个示例性实施例，所述第一、第二盖板上都可设置有一个或多个可视化窗口
根据本发明的一个示例性实施例，所述装置还包括数据采集***和控制***，其中，所述数据采集***分别与两相流量计量***、监测***连接，以采集两相流量计量***和监测***监测到的数值；所述控制***分别与气藏模拟***和液相注入***连接，以控制气藏模拟***提供气体的流速和液相注入***提供液体的流速。
根据本发明的一个示例性实施例，所述数据采集***可与控制***连接。
根据本发明的一个示例性实施例，所述压裂井裂缝模拟***还可包括设置在第二出口通道上的调节阀门。该调节阀门能够使第二出口通道呈流通或封闭的状态，并能够调整流通时的开度大小。
与现有技术相比，本发明的有益效果可包括：装置结构、简便，设计科学合理；能够实现对真实储层环境天然裂缝发育程度的模拟；能够实现水平井段箱体差异或不同布井布缝模式时的模拟；能够实现缝内气液两相流动与缝间窜流的模拟，为气井动态压力场预测技术提供实验支撑。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了本发明的压裂井裂缝模拟***缝高-缝宽平面的一个剖视示意图；
图2示出了本发明的压裂井裂缝模拟***的可视化视窗盖板的一个俯视示意图；
图3示出了本发明的压裂井裂缝模拟***的半封闭壳体的一个俯视示意图；
图4示出了本发明的压裂井裂缝模拟***的底座和支撑柱的示意图；
图5示出了本发明示例中多尺度裂缝两相流动模拟评测装置的示意图；
主要附图标记说明：
100-气藏模拟***，110-空气压缩机，120-气体注入开关阀门；200-液相注入***，210-清水罐，220-清水罐开关阀门，230-恒流恒压泵，240-储液罐，250-储液罐开关阀门；300-生产井裂缝模拟***，310-第一外孔道、320-第一测压孔道；400-压裂井裂缝模拟单元，410-第二半封闭壳体、411-第二腔体、412-第二外孔道，413-第二测压孔道、414-第二入口通道、415-第二出口通道、416-沟槽、417-第二半封闭壳体连接孔道，420-第二盖板、421-可视化视窗、422-第二盖板连接孔道，430-第二岩板、431-第二内孔道，440-第二铺置带，450-底座，460-支撑柱；500-两相流量计量***，510第一两相流量计量单元、511-第一气液分离器、512-第一气体流量计、513-第一液体流量计、514-第一气体排出液槽、515第一泄压阀、516-第一残液计量槽，520第二两相流量计量单元、521-第二气液分离器、522-第二气体流量计、523-第二气体排出液槽、524-第二液体流量计、525-第二泄压阀、526-第二残液计量槽526；600-温度模拟***，610-第一加热套，620-第二加热套；700-温度压力监测***，710-温度监测单元、711-第一温度传感器、712-第二温度传感器，720-压力监测单元、721-第一入口压力计、722-第一出口压力计、723-第二入口压力计、724-第二出口压力计，730-压力监测单元、731-第一压力传感器、732-第二压力传感器；800-数据采集***；900-控制***。
具体实施方式
在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本发明的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置。本发明的第一、第二等不表示先后顺序，仅用于相互区别。
本发明提供一种多尺度裂缝两相流动模拟评测装置。本发明的装置能够模拟天然裂缝发育条件下、测试井间连通条件下不同生产制度生产井缝内压力及产气量的变化情况，能够用来评价天然裂缝有无及其发育程度、水平井段箱体差异、不同布井布缝模式及井间窜流量等井间干扰因素对投产井的产气效果、缝内压力分布的影响，可以为缝间干扰条件下生产井动态压力场模型建立提供支撑。
在本发明的一个示例性实施例中，所述多尺度裂缝内两相流动模拟与缝间干扰评价测试装置可包括：
气藏模拟***、液相注入***、生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***、两相流量计量***、温度模拟***和监测***。
其中，气藏模拟***能够向生产井裂缝模拟***提供用于模拟的气体，该气体可包括氮气。气藏模拟***可包括压缩机，例如空气压缩机。空气压缩机注入流量可满足最大20L/min，精度可为0.1L/min。气藏模拟***可通过耐高压连接管线与生产井裂缝模拟***的入口连接，该耐高压连接管线靠近压缩机的一段上可设置有气体注入开关阀门。
液相注入***可分别向生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***连接以提供用于模拟的压裂液，该液体可包括滑溜水，滑溜水的粘度可为2～3mpa*s。所述液相注入***可包括沿液体流动方向依次通过管线连接的的第一储液罐、第一液相调节阀门、泵、第二储液罐和第二液相调节阀门。第一储液罐中存储有水；所述泵可为恒流恒压泵，这样可以保证液体注入过程为恒定排量状态以切合现场实际；所述恒流恒压泵注入流量可满足最大20mL/min，精度可为0.1mL/min，所述液相注入***注入液体的粘度范围可为1～100mPa*s。第二储液罐可为活塞容器，这是因为活塞容器内活塞上部为恒流恒压泵注入液体(清水)，活塞下部为压裂液(滑溜水)，恒流恒压泵开启后推动活塞下压，确保进入裂缝***内为压裂液以切合现场实际(该部分原因阐述可不具体说明)。液相注入***可通过耐高压连接管线分别与生产井裂缝模拟***和压裂井裂缝模拟***连接。
所述生产井裂缝模拟***和压裂井裂缝模拟***能够模拟人工支撑裂缝、天然裂缝发育带。
所述两相流量计量***分别与生产井裂缝模拟***和压裂井裂缝模拟***连接，以计量生产井裂缝模拟***和压裂井裂缝模拟***排出气、液的流量值。
所述温度模拟***能够调整生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***的温度，以用于模拟不同储层埋深条件下的温度大小。
所述监测***包括压力监测单元和温度监测单元，所述压力监测单元能够监测生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***中的压力值，所述温度监测单元能够监测生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***的温度值。
在本实施例中，所述生产井裂缝模拟***和压力井裂缝模拟***之间可通过管线连接。
本实施例中，所述装置还可包括流体转换单元，所述流体转换单元可包括三通转换接头，进一步地，可为耐高压三通转换接头。通过控制流体转换接头能够选择向生产井裂缝模拟***输入气体或者是液体。
在本实施例中，生产井裂缝模拟***和压裂井裂缝模拟***的结构可以相同或相似，都可包括半封闭壳体、盖板、岩板等，具体可根据实际需求来确定。
以压裂井裂缝模拟***为例，如图1所示，所述压裂井裂缝模拟***可包括第二半封闭壳体410、第二盖板420、第二岩板430。其中，
第二半封闭壳体410可具有一个半封闭的腔体411(即第二腔体)且该腔体在壳体外表面上形成一个单向开口。所述腔体的底部开设有沿第一方向分布的M组孔道，每组孔道都包括贯通第二半封闭壳体的第二外孔道412和第二测压孔道413。如图2所示，第二半封闭壳体410上还设置有将外界和腔体连通且相互面对的第二入口通道414和第二出口通道415，其中，第二入口通道414和第二出口通道415的轴线都垂直于所述第二腔体411的开口方向，第二入口通道414和出口通道415可分别构成压裂井裂缝模拟***的进入端和排出端。第二方向为所述第二入口通道414至第二出口通道415的方向。
第二盖板420覆盖第二半封闭壳体410的开口之上。第二盖板420和第二半封闭壳体410之间可以通过固定件来连接。固定件可包括紧固螺栓，紧固螺栓的数量可根据实际情况来确定。
第二岩板430设置在所述第二腔体411中且第而岩板430的一个板面与第二腔体411的底面相连接。第二岩板430上设置有M个沿第一方向分布且能够分别对应各个第二外孔道412的第二内孔道431，第二内孔道431贯通第二岩板430的两个板面，成对应关系的第二外孔道412、第二内孔道431的轴线在同一直线上。
所述第二腔体411、第二岩板430和第二盖板420围成了第二铺置带440中，所述第二半封闭壳体410的第二入口通道414和第二出口通道415与所述第二铺置带440连通。
在本实施例中，所述压裂井裂缝模拟***还包括设置在所述第二铺置带440中的支撑剂。
在本实施例中，如图1所示，呈对应关系的第二外孔道412和第二内孔道431共同构成了第二管路连接孔道，该管路连接孔道可以通过管线与生产井裂缝模拟***的第一管路连接孔道连接。
在本实施例中，第二岩板430朝向第二盖板420的板面为人工蚀刻的粗糙面。
在本实施例中，第二盖板420上可设置有一个或多个可视化窗口421，例如图2所示的8个可视化窗口421，以用于观测压裂井内流体流动变化，例如井间连通条件下缝内流体的流动状态。
如图3所示，所述第二半封闭壳体封闭面中心线沿长度方向开设5组共10个孔道，每个孔道尺寸可为5mm(孔径)×30mm(长度)。
如图2所示，第二盖板420上还可开设有多个第二盖板连接孔道422，如图3所示，第二半封闭壳体410上还可开设有对应各个盖板连接孔道422的多个第二半封闭壳体连接孔道417。在第二盖板420覆盖在第二半封闭壳体410的开方面(即具有第一开口的一面)上时，第二盖板420上的各个孔道422与第一半封闭壳体上各个孔道417可一一互相面对，固定件可***到成对应关系的孔道422和孔道417内，以连接第二盖板420和第二半封闭壳体410。
在本实施例中，如图3所示，第二半封闭壳体410与第二盖板420的接触表面上可开设沟槽416，第二半封闭壳体410与第二盖板420之间可通过在放置在沟槽416内的密封垫圈来实现密封。
在本实施例中，仅作为一个示例说明，第二半封闭壳体410尺寸可为550mm×340mm×50mm，第二半封闭壳体封闭面尺寸可为550mm×340mm×20mm(厚度)，第二腔体411尺寸可为450mm×240mm×30mm，沟槽416尺寸可为10mm×500mm×290mm。所述盖板尺寸可为550mm×340mm×30mm，可视化视窗421尺寸可为72mm×72mm。
在本实施例中，生产井裂缝模拟***可以与压裂井裂缝模拟***之间通过管线连接，以模拟井间连通。其中，生产井裂缝模拟***中的第一管路连接孔道分别通过管线与压裂井裂缝模拟***中的第二管路连接孔道连接，以模拟井间天然裂缝发育带。
即，第一、第二半封闭壳体封闭面中部内沿长度方向开设的各组首个孔道(即相应的外孔道)通过耐压管线连接，用于模拟井间天然裂缝发育带，所述耐压管线上均装有开关阀门，所述耐压管线外径5mm，所述耐压管线流动内径3mm，所述耐压管线最大承压5MPa。所述生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***包括的天然页岩石岩板沿长度方向开设与天然裂缝发育带模拟孔道位置对应的孔道，孔道外径可为3mm。
其中，生产井裂缝模拟***中的M组第一管路连接孔道与压裂井裂缝模拟***中的M组第二管路连接孔道之间可通过M根连通管线一一连通。连通管线都可为耐高压管线，该耐压管线外径可为5mm，内径可为3mm，最大承压可为5MPa。每根连通管线上都可设置有一个调节阀门，例如开关阀门，该调节阀门能够使第一、第二连通管线成流通或闭合的状态，进一步地，还能够调节流通流体的流量大小。
在本实施例中，所述生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***都还可包括底座、以及用于支撑底座的多根支撑柱。
底座能够用来放置半封闭壳体。
升降机构可包括至少两根连接在底座底面不同位置的升降柱；例如，在底座底部为矩形的情况下，升降机构可包括四个升降柱，四个升降柱可分别设置在底座底部的四个角。
图4示出了压裂井裂缝模拟***的底座和支撑柱的示意图。生产井裂缝模拟***还可包括如图4所示的底座450及支撑柱460。第一半封闭壳体410可放置于底座450上，底座350可由多根支撑柱360进行支撑，支撑柱360可为液压式全自动升降柱，支撑柱360的数量至少为两根，例如，在底座底部为矩形的情况下，支撑柱可为升降柱且数量为四，四个升降柱可分别设置在底座底部的四个角处。
在本实施例中，两相流量计量***可包括第一、第二两相流量计量单元。其中，第一两相流量计量单元设置在生产井裂缝模拟***之后，第二两相流量计量单元设置在压裂井裂缝模拟***之后。
每个两相流量计量单元都包括气液分离器、气体计量组件和液体计量组件。其中，气体计量组件与气液分离器的气体排出端连接，并包括依次连接气体流量计、气体排出液槽(例如泄压水槽)，气体流量计测量范围可为0～500SCCM，测量精度可为±1％F.S。液体计量组件包括依次连接的液体流量计、安全泄压阀和残液计量槽(又称为残液计量罐)。
在本实施例中，所述温度模拟***可包括第一、第二加热套。
所述第一壳体加热套能够对生产井裂缝模拟***的半封闭壳体进行加热。
所述第二壳体加热套能够对压裂井裂缝模拟***的半封闭壳体进行加热。
在本实施例中，所述压力监测单元可包括第一入口压力计、第一出口压力计、第二入口压力计、第二出口压力计。其中，
所述第一入口压力计能够监测流入所述生产井裂缝模拟***流体的压力；第一入口压力计可设置在所述生产井裂缝模拟***壳体的入口通道或与生产井裂缝模拟***入口通道连接的管线上。
所述第一出口压力计能够监测从所述生产井裂缝模拟***流出流体的压力；第一出口端压力计设置在所述生产井裂缝模拟***壳体的出口通道或与出口通道连接的管线上。
所述第二入口压力计能够监测流入压裂井裂缝模拟***流体的压力；第二入口压力计设置在压裂井裂缝模拟***壳体的入口通道或与入口通道连接的管线上。
所述第二出口压力计能够监测从压裂井裂缝模拟***流出流体的压力；第二出口压力计设置在压裂井裂缝模拟***壳体的出口通道或与出口通道连接的管线上。
在本实施例中，所述压力监测单元还可包括第一、第二压力传感器。
其中，所述第一压力传感器设置在所述第一测压孔道内并能够监测该测压孔内的压力，第一压力传感器的数量可与第一测压孔道的数量相同。
所述第二压力传感器设置在所述第二测压孔道内并能够监测该测压孔内的压力，第二压力传感器的数量可与第二测压孔道的数量相同。
缝内流体流动过程中，受裂缝产状影响沿缝长方向缝内压力多为非均匀分布，而地层条件下受天然裂缝发育带影响当井间连通时，由于流体串流将导致缝内压力出现变化(在裂缝产状影响基础上)，此时第一、第二压力传感器测量的压力即为井间连通后缝内流体压力，能够用于评价井间连通对缝内压力的影响。
在本实施例中，所述温度监测单元可包括第一、第二温度传感组件。其中，第一温度传感组件可与生产井裂缝模拟***连接。第二温度传感组件可与压裂井裂缝模拟***连接。
在本实施例中，所述装置还包括数据采集***和控制***。其中，
所述数据采集***可分别与两相流量计量***、监测***连接，以采集两相流量计量***和监测***监测到的数值；
所述控制***分别与气藏模拟***和液体注入***连接，以控制气藏模拟***提供气体的流速和液相注入***提供液体的流速。
所述控制***可为计算机***。控制***还可与数据采集***相连接，以对采集数据进行分析。
为了更好地理解本发明的上述示例性实施例，下面结合具体示例对其进行进一步说明。
如图5所示，所述多尺度裂缝内两相流动模拟与缝间干扰评价测试装置可包括：
气藏模拟***100、液相注入***200、生产井裂缝模拟***300、压裂井裂缝模拟***400、两相流量计量***500、温度模拟***600、温度压力监测***700、数据采集***800及控制***900。其中，
气藏模拟***可包括空气压缩机110，与空气压缩机出气口连接的管线上设置有气体注入开关阀门120。空气压缩机110出口通过耐高压连接管线依次连接气体注入开关阀门120、耐高压三通转换接头及生产井裂缝模拟***的入口通道。
液相注入***200可包括清水罐210、恒流恒压泵230、储液罐240。清水罐210的出液端设置有清水罐开关阀门220，储液罐240出液口上设置有储液罐开关阀门250。清水罐210出口端依次连接清水罐开关阀门220、恒流恒压泵230吸入端，所述恒流恒压泵230排出端通过耐高压管线连接储液罐240进液端，所述储液罐240出液端分别与气藏模拟***管路上的耐高压三通转换接头、压裂井裂缝模拟***进液端(也可称为入口通道)连接。
生产井裂缝模拟***和压裂井裂缝模拟***之间可通过管线进行连接，，如图5中的第一外孔道310和第二外孔道412之间的连接管线，该管线上还可设有调节阀门。
两相流量计量***500可包括第一、第二两相流量计量单元。每个两相流量计量单元都可包括气液分离器，与气液分离器气体排出端依次连接气体流量计、泄压水槽，与气液分离器液体排出端依次连接液体流量计、安全泄压阀及残液计量罐。
如图5所示，第一两相流量计量单元510设置在生产井裂缝模拟***的出口通道之外，并包括第一气液分离器511、第一气体流量计512、第一液体流量计513、第一气体排出液槽514、第一泄压阀515、第一残液计量槽516。
第二两相流量计量单元520设置在第一压裂井裂缝模拟单元的出口通道之外，并包括第二气液分离器521、第二气体流量计522、第二液体流量计524、第二泄压阀525、第二残液计量槽526、第二气体排出液槽523。
温度模拟***600可包括壳体加热套，即如图5所示的第一加热套610、第二加热套620。所述加热套最高加热温度150℃。
温度压力监测***700可包括温度监测单元710、压力测量单元720。其中，
如图5所示，温度监测单元710可包括第一温度传感器711、第二温度传感器712。所述温度传感器测量精度可为1℃以内。
压力测量单元720可包括：第一入口压力计721、第一出口压力计722、第二入口压力计723、第二出口压力计724。所述压力计测量范围0～10MPa，压测量精度可在0.01MPa以内。即生产井、压裂井裂缝模拟***的进液端位置和出液段位置均装有压力计。所述生产井、压裂井模拟裂缝***进液孔道与耐高压管线可通过双母接头连接，所述耐高压管线与双母接头内腔上端面采用铜垫圈端面密封。
如图5所示，压力监测单元730可包括：第一压力传感器731、第二压力传感器732。所述压力传感器测量精度可在0.01MPa以内。每个第一测压孔道320中都可设置有一个第一压力传感器831；每个第二测压孔道中都可设置有一个第二压力传感器。
数据采集***800可包括数据采集器，如图5所示，数据采集***可与可分别与两相流量计量***、监测***连接。控制***900可以与气藏模拟***、液相注入***和数据采集***连接。
综上所述，本发明的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置优点可包括：
(1)相较于目前室内实验在用的缝内气液两相流流动模拟装置，本发明装置能够实现生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟系之间的连通，可以实现对真实储层环境天然裂缝发育程度的模拟。
(2)相较于常用的裂缝缝内气液两相流流动模拟装置，本发明能够通过液压式全自动升降柱可快速调整生产井、压裂井裂缝模拟***的相对高度，或改变两者之间的相对位置，以实现水平井段箱体差异或不同布井布缝模式时的模拟。
(3)相较于常用的裂缝缝内气液两相流流动模拟装置，本发明的装置可通过采用现场实际生产制度折算生产井缝内气体流速及井间连通后缝间窜流折算液相注入速度，并作为气液两相注入速度，可实现缝内气液两相流动与缝间窜流的模拟，为气井动态压力场预测技术提供实验支撑。
(4)本发明的装置可有效模拟不同储层温度、天然页岩岩板、天然裂缝发育程度、布井方式、布缝方式、支撑剂类型与铺砂量、生产制度等条件下缝间流动干扰情况，进而评价上述因素综合作用下压裂井与生产井的缝内压力分布、生产井在不同生产制度(缝内含水率)条件下的变化情况，揭示影响井间干扰的主控因素。
(5)本发明的装置结构设计及测试方法科学合理，实验操作方便，装置各组成***具有满足实验测试要求的耐压及密封性，实验过程中通过数据采集器可实时采集关键数据并通过计算机控制***分析。
(6)本发明的装置关键组成压力温度监测***包含的温度传感器、缝内压力传感器及压力计、气体流量计为高精度数据采集仪器，可确保测试实验数据的准确性。
尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。
Claims (16)
1.一种多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述装置包括：
气藏模拟***、液相注入***、生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***、两相流量计量***、温度模拟***和监测***，其中，
所述气藏模拟***包括气体压缩机并通过管线与生产井裂缝模拟***的流体进入端连接，以提供用于模拟的气体；
所述液相注入***通过管线分别与生产井裂缝模拟***和压裂井裂缝模拟***的流体进入端连接，以提供用于模拟的液体；
所述生产井裂缝模拟***包括第一半封闭壳体、第一盖板、第一岩板，其中，第一半封闭壳体具有第一腔体且该腔体在壳体外表面上形成了一个开口，第一腔体的底部开设有沿第一方向分布的M组孔道，每组孔道都包括贯通半封闭壳体的第一外孔道和第二测压孔道，第一半封闭壳体上还设置有将外界和第一腔体连通且相互面对的第一入口通道和第一出口通道，第一入口、出口通道的轴线都垂直于第一腔体的开口方向，第一入口通道构成生产井裂缝模拟***的流体进入端，第一方向为第一入口通道至第一出口通道的方向；第一盖板覆盖在第一半封闭壳体的开口之上；第一岩板设置在第一腔体中且其一个板面与第一腔体的底面相连接，第一岩板上设置有M个沿第一方向分布且能够对应各个第一外孔道的第一内孔道，第一内孔道贯通第一岩板的两个板面，成对应关系的第一外孔道和第一内孔道的轴线在同一直线上且共同构成了第一管路连接孔道；第一岩板、第一盖板和部分第一腔体围成了第一铺置带，第一入口通道和第一出口通道与第一铺置带连通；
所述压裂井裂缝模拟***包括第二半封闭壳体、第二盖板、第二岩板，其中，第二半封闭壳体具有第二腔体且该腔体在壳体外表面上形成了一个开口，第二腔体的底部开设有沿第二方向分布的M组孔道，每组孔道都包括贯通第二半封闭壳体的第二外孔道和第二测压孔道，第二半封闭壳体上还设置有将外界和第二腔体连通且相互面对的第二入口通道和第二出口通道，第二入口、出口通道的轴线都垂直于第二腔体的开口方向，第二入口通道构成压裂井裂缝模拟***的流体进入端，第二方向为第二入口通道至第二出口通道的方向；第二盖板覆盖在第二半封闭壳体的开口之上；第二岩板设置在第二腔体中且其一个板面与第二腔体的底面相连接，第二岩板上设置有M个沿第二方向分布且能够对应各个第二外孔道的第二内孔道，第二内孔道贯通第二岩板的两个板面，成对应关系的第二外孔道和第二内孔道的轴线在同一直线上且共同构成了第二管路连接孔道；第二岩板、第二盖板和部分第二腔体围成了第二铺置带，第二入口通道和第二出口通道与第二铺置带连通；
所述两相流量计量***分别与生产井裂缝模拟***和压裂井裂缝模拟***的流体排出端连接，以计量生产井裂缝模拟***和压裂井裂缝模拟***排出流体中气液两相的流量值；
所述温度模拟***能够调整生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***的温度，以用于模拟不同储层埋深条件下的温度大小；
所述监测***包括压力监测单元和温度监测单元，所述压力监测单元能够监测生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***中的压力值，所述温度监测单元能够监测生产井裂缝模拟***、压裂井裂缝模拟***的温度值。
2.根据权利要求1所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述液相注入***包括沿液体流动方向依次设置的第一储液罐、第一液相调节阀门、泵、第二储液罐和第二液相调节阀门。
3.根据权利要求1所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述生产井裂缝模拟***还包括设置在所述第一铺置带中的支撑剂，所述压裂井裂缝模拟***还包括设置在所述第二铺置带中的支撑剂。
4.根据权利要求1所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述M个第一管路连接孔道与M个第二管路连接孔道能够一一对应，所述装置还包括M根连通管线，每根连通管线将各个成对应关系的第一、第二管路连接孔道连接。
5.根据权利要求4所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述装置还包括M个调节阀门，其中，每个调节阀门都设置在一根所述连通管线上。
6.根据权利要求1所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述生产井裂缝模拟***还包括能够放置所述第一半封闭壳体的第一底座、以及用于支撑第一底座的第一升降机构，第一升降机构包括至少两根连接在第一底座底面不同位置的升降柱；
所述压裂井裂缝模拟***还包括能够放置所述第二半封闭壳体的第二底座、以及用于支撑第二底座的第二升降机构，第二升降机构包括至少两根连接在第二底座底面不同位置的升降柱。
7.根据权利要求1所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述第一盖板与第一半封闭壳体之间、以及第二盖板和第二半封闭壳体之间都通过固定件连接。
8.根据权利要求1所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述第一岩板与第一腔体的腔体壁之间通过密封胶进行密封，所述第二岩板与第二腔体的腔体壁之间也通过密封胶进行密封。
9.根据权利要求1所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述第一岩板朝向第一半封闭壳体开口的板面、以及第二岩板朝向第二半封闭壳体开口的板面都为人为刻蚀粗糙面。
10.根据权利要求1所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述温度模拟***包括第一壳体加热套、第二壳体加热套，其中，
所述第一壳体加热套能够对所述第一半封闭壳体进行加热；
所述第二壳体加热套能够对所述第二半封闭壳体进行加热。
11.根据权利要求1所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述压力监测单元包括第一入口压力计、第一出口压力计、第二入口压力计、第二出口压力计，其中，
所述第一入口压力计能够监测流入所述生产井裂缝模拟***流体的压力；
所述第一出口压力计能够监测从所述生产井裂缝模拟***流出流体的压力；
所述第二入口压力计能够监测流入所述压裂井裂缝模拟***流体的压力；
所述第二出口压力计能够监测从所述压裂井裂缝模拟***流出流体的压力。
12.根据权利要求5所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述压力监测***包括M个第一压力传感器、M个第二压力传感器，其中，
每个第一压力传感器都设置在一个所述第一传压孔道内；
每个第二压力传感器都设置在一个所述第二传压孔道内。
13.根据权利要求1所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述第一、第二盖板上都设置有一个或多个可视化窗口。
14.根据权利要求1所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述装置还包括数据采集***和控制***，其中，
所述数据采集***分别与两相流量计量***、监测***连接，以采集两相流量计量***和监测***监测到的数值；
所述控制***分别与气藏模拟***和液相注入***连接，以控制气藏模拟***提供气体的流速和液相注入***提供液体的流速。
15.根据权利要求14所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述数据采集***与控制***连接。
16.根据权利要求1所述的多尺度裂缝两相流动模拟评测装置，其特征在于，所述压裂井裂缝模拟***还包括设置在第二出口通道上的调节阀门。
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