CN110924933A - 一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，属于非常规油气藏增产改造技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、打印出可视化模拟页岩岩样，制作模拟井筒；b、将可视化模拟页岩岩样置于可视化压裂腔体中，再将模拟井筒装入裸眼井筒中；c、通过液压室向可视化压裂腔体施加三向应力，开启高清摄录相机记录压裂缝网在不同注入条件下的裂缝起裂、扩展和延伸状态，采集排量和压力数据；d、测试结果数据分析，得到不同压裂模式、不同施工参数条件下的裂缝起裂、扩展和延伸形态及尺寸参数。本发明模拟结果能用于指导压裂方案设计优化、现场施工决策调整和压后量化评估，整个实验方法简单，易操作。
Description
技术领域
本发明涉及到非常规油气藏增产改造技术领域，尤其涉及一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法。
背景技术
天然气是目前世界上最清洁的能源，我国天然气资源量丰富，特别是页岩气资源。页岩气的高效开发不仅有力减缓了我国对天然气清洁能源的供应紧张局面，同时还在很大程度上降低了我国能源的对外依存度。截至目前，我国页岩气的开发历程已有数年之久，其中滑溜水、大规模、大排量、水平井分段压裂等是页岩气开发的主体技术，但是，针对如何准确有效评价不同压裂模式，如单井压裂、多井拉链、多井同步，施工参数，如排量区间、射孔参数、液体性能等对形成的人工裂缝的精细影响，以及如何有效对压裂裂缝进行精准诊断，仍是当前制约我国南方页岩气高效精细开发的关键问题。因此，在实验室条件下开展基于裂缝可视化的压裂模式评价、压裂缝网诊断研究对优化压裂方案设计、提高现场措施，针对性指导压后量化评估具有重要意义。目前，实验室对压裂裂缝可视化研究主要有三类方法：一是应用可固化的压裂液进行压裂模拟，实验结束后取出已固化的压裂裂缝；二是应用CT扫描构建裂缝形态，该方法在实验前后均需对岩样进行CT扫描，并应用扫描结果进行裂缝形态的构建；三是应用核磁共振成像构建压裂裂缝形态，即压裂后岩样进行白油饱和，然后进行核磁共振成像，其显示的即为白油所饱和的裂缝形态。以上述为代表的现有方法或技术，仍然存在缺陷。方法一中的压裂液由于添加了固化剂，其粘度较高，难以模拟滑溜水等低粘流体对裂缝形态的影响；另外，从岩体中取出固化后裂缝较困难，部分细小裂缝易损坏丢失；方法二的主要缺陷在于试样受CT扫描尺寸制约、CT扫描面多量大、存在辐射、裂缝精度受扫描面的数量影响；方法三的主要缺陷在于在饱和白油的过程中可能导致新的裂缝产生，影响评价精度，且成本高，不利于推广。
公开号为CN 102590456A，公开日为2012年07月18日的中国专利文献公开了一种模拟页岩储层水平井体积压裂的装置，其特征在于，其包括模拟储层腔体、数据采集控制面板、计算机、在模拟储层腔体内设置的水平井筒，所述的数据采集控制面板与计算机相连；所述模拟储层腔体包括上盖和矩形腔，所述上盖通过螺栓密封设置在矩形腔上；在模拟储层腔体的一侧壁上贯通设置有若干个进液孔，所述进液孔在模拟储层腔体的一侧壁上呈同一水平直线设置，所述水平井筒穿过其中一个进液孔设置在模拟储层腔体内，其余进液孔封堵备用；水平井筒筒壁上分段间隔设有射孔孔眼，水平井筒一端为进液口，水平井筒的另一端封闭；在模拟储层腔体内壁上设置有多条供给源管，所述多条供给源管均与模拟储层腔体外壁上设置的供给源进液口相连，在供给源进液口处设置有阀门，在供给源管上设置均匀设置有孔眼；在模拟储层腔体内填充有介质；在模拟储层腔体内上、中、下分布三层压力传感器，每层均匀分布30～40只压力传感器；每只压力传感器均通过电缆与数据采集控制面板相连；所述装置还包括储液罐和气罐，在储液罐外设加热套，加热套上设有温度传感器，所述温度传感器与数据采集控制面板连接，所述储液罐的出料口通过柱塞泵与管线相连，在所述管线上设置有流量计和压力表，所述流量计和压力表分别与数据采集控制面板连接；所述气罐的出气口与气体管道相连，在气体管道上设置有气体流量计，所述气体流量计与数据采集控制面板连接；当模拟页岩储层压裂缝扩展时，供给源进液口处的阀门关闭设置，所述储液罐通过管线与水平井筒的进液口相连通。
该专利文献公开的模拟页岩储层水平井体积压裂的装置，能够优化压裂施工参数和裂缝参数，解决页岩储层压裂的问题。但是，不能满足对不同压裂模式及施工参数条件下的裂缝形态量化要求，模拟结果精准性欠佳，不能有效用于指导压裂方案设计优化和压后量化评估。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，本发明模拟结果能用于指导压裂方案设计优化、现场施工决策调整和压后量化评估，整个实验方法简单，易操作。
本发明通过下述技术方案实现：
一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、根据拟将模拟的页岩区块的储层力学参数，选用高强光敏树脂作为3D打印原材料，先打印出半透明的可视化模拟页岩岩样，然后再对半透明的可视化模拟页岩岩样进行抛光处理，并在可视化模拟页岩岩样内部按照五点法选配裸眼井筒，采用不锈钢材料制作与裸眼井筒相适配的模拟井筒；
b、将3D打印好的可视化模拟页岩岩样置于可视化实验装置的可视化压裂腔体中，再将模拟井筒装入可视化模拟页岩岩样的裸眼井筒中；
c、将模拟井筒与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体的三轴液压动力端分别与液压室连接，可视化压裂腔体和多级流体注入端与第一恒速恒压泵连接，液压室与第二恒速恒压泵均连接，通过液压室向可视化压裂腔体施加三向应力，启动第一恒速恒压泵，向模拟井筒注入压裂流体，开启高清摄录相机记录压裂缝网在不同注入条件下的裂缝起裂、扩展和延伸状态，采集排量和压力数据；
d、测试结果数据分析，由高清摄录相机记录的数据结合可视化模拟页岩岩样及可视化压裂腔体得到水力裂缝的扩展途径坐标R(ti,xi,yi,zi)和泵注参数T(ti,qi,pi,μi)，最后得到不同压裂模式、不同施工参数条件下的裂缝起裂、扩展和延伸形态及尺寸参数。
所述可视化实验装置包括可视化模拟页岩岩样、综合控制台和高清摄录相机，高清摄录相机与综合控制台电连接，还包括可视化压裂腔体、第一恒速恒压泵、第二恒速恒压泵、液压室、多级流体注入端、模拟井筒和集液罐，可视化压裂腔体上设置有坐标刻度，可视化压裂腔体与集液罐连接，可视化模拟页岩岩样置于可视化压裂腔体中，可视化压裂腔体的三轴液压动力端分别与液压室连接，可视化模拟页岩岩样和可视化压裂腔体均通过模拟井筒与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体和多级流体注入端均与第一恒速恒压泵连接，液压室与第二恒速恒压泵均连接，第一恒速恒压泵和第二恒速恒压泵均通过控制线路与综合控制台连接。
所述可视化压裂腔体通过第一管道与第一恒速恒压泵连接，第一管道上设置有第一压力表和第一开关阀门。
所述可视化压裂腔体包括第一可视化侧面板、可视化上面板、第一液压侧面板、第一密封活塞、第二液压侧面板、第二密封活塞、第三液压侧面板、第三密封活塞和第二可视化侧面板，第一可视化侧面板上开有中心孔眼、右下孔眼、左下孔眼、右上孔眼和左上孔眼，第一液压侧面板通过第一密封活塞驱动，第二液压侧面板通过第二密封活塞驱动，第三液压侧面板通过第三密封活塞驱动。
所述多级流体注入端包括低粘流体中间容器、中粘流体中间容器和高粘流体中间容器，低粘流体中间容器通过第二管道与第一恒速恒压泵连接，第二管道上设置有第二开关阀门，中粘流体中间容器通过第三管道与第一恒速恒压泵连接，第三管道上设置有第三开关阀门，高粘流体中间容器通过第四管道与第一恒速恒压泵连接，第四管道上设置有第四开关阀门。
所述可视化压裂腔体通过第五管道与集液罐连接，第五管道上设置有第二压力表和第五开关阀门。
所述液压室包括第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸，第一液压缸的进口端通过第一进液管线与第二恒速恒压泵连接，第一液压缸的出口端通过第一出液管线与第二液压侧面板相接，第一出液管线上设置有第三压力表和第六开关阀门，第一进液管线上设置有第七开关阀门，第二液压缸的进口端通过第二进液管线与第二恒速恒压泵连接，第二液压缸的出口端通过第二出液管线与第一液压侧面板相接，第二进液管线上设置有第八开关阀门，第二出液管线上设置有第四压力表和第十开关阀门，第三液压缸的进口端通过第三进液管线与第二恒速恒压泵连接，第三液压缸的出口端通过第三出液管线与第三液压侧面板相接，第三进液管线上设置有第九开关阀门，第三出液管线上设置有第五压力表和第十一开关阀门。
所述步骤c中，向可视化压裂腔体施加三向应力是指通过第一液压缸向第二液压侧面板施加6MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载，通过第二液压缸向第一液压侧面板施加4MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载，通过第三液压缸向第三液压侧面板施加5MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载。
所述第一恒速恒压泵的泵压量程为0-30MPa，误差小于0.01MPa，第一恒速恒压泵的流量为0-20ml/min，误差小于0.01ml/min；第二恒速恒压泵的泵压量程为0-30MPa，误差小于0.01MPa，第二恒速恒压泵的流量为0-20ml/min，误差小于0.01ml/min。
所述可视化模拟页岩岩样内设置有中心裸眼井筒、右下裸眼井筒、左下裸眼井筒、右上裸眼井筒和左上裸眼井筒，中心裸眼井筒与第一可视化侧面板上的中心孔眼相对应，右下裸眼井筒与第一可视化侧面板上的右下孔眼相对应，左下裸眼井筒与第一可视化侧面板上的左下孔眼相对应，右上裸眼井筒与第一可视化侧面板上的右上孔眼相对应，左上裸眼井筒与第一可视化侧面板上的左上孔眼相对应。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
一、本发明，“a、根据拟将模拟的页岩区块的储层力学参数，选用高强光敏树脂作为3D打印原材料，先打印出半透明的可视化模拟页岩岩样，然后再对半透明的可视化模拟页岩岩样进行抛光处理，并在可视化模拟页岩岩样内部按照五点法选配裸眼井筒，采用不锈钢材料制作与裸眼井筒相适配的模拟井筒；b、将3D打印好的可视化模拟页岩岩样置于可视化实验装置的可视化压裂腔体中，再将模拟井筒装入可视化模拟页岩岩样的裸眼井筒中；c、将模拟井筒与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体的三轴液压动力端分别与液压室连接，可视化压裂腔体和多级流体注入端与第一恒速恒压泵连接，液压室与第二恒速恒压泵均连接，通过液压室向可视化压裂腔体施加三向应力，启动第一恒速恒压泵，向模拟井筒注入压裂流体，开启高清摄录相机记录压裂缝网在不同注入条件下的裂缝起裂、扩展和延伸状态，采集排量和压力数据；d、测试结果数据分析，由高清摄录相机记录的数据结合可视化模拟页岩岩样及可视化压裂腔体得到水力裂缝的扩展途径坐标R(ti,xi,yi,zi)和泵注参数T(ti,qi,pi,μi)，最后得到不同压裂模式、不同施工参数条件下的裂缝起裂、扩展和延伸形态及尺寸参数”，较现有技术而言，模拟结果能用于指导压裂方案设计优化、现场施工决策调整和压后量化评估，整个实验方法简单，易操作。
二、本发明，可视化实验装置包括可视化模拟页岩岩样、综合控制台和高清摄录相机，高清摄录相机与综合控制台电连接，还包括可视化压裂腔体、第一恒速恒压泵、第二恒速恒压泵、液压室、多级流体注入端、模拟井筒和集液罐，可视化压裂腔体上设置有坐标刻度，可视化压裂腔体与集液罐连接，可视化模拟页岩岩样置于可视化压裂腔体中，可视化压裂腔体的三轴液压动力端分别与液压室连接，可视化模拟页岩岩样和可视化压裂腔体均通过模拟井筒与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体和多级流体注入端均与第一恒速恒压泵连接，液压室与第二恒速恒压泵均连接，第一恒速恒压泵和第二恒速恒压泵均通过控制线路与综合控制台连接，整个可视化实验装置结构简单，易于操作，能够模拟页岩在水力压裂过程中裂缝起裂、扩展、延伸的形态变化，满足对不同压裂模式及施工参数条件下的裂缝形态量化要求，模拟结果能用于指导压裂方案设计优化、现场施工决策调整和压后量化评估，对页岩气优质开发、提速增效具有重要意义。
三、本发明，可视化压裂腔体包括第一可视化侧面板、可视化上面板、第一液压侧面板、第一密封活塞、第二液压侧面板、第二密封活塞、第三液压侧面板、第三密封活塞和第二可视化侧面板，第一可视化侧面板上开有中心孔眼、右下孔眼、左下孔眼、右上孔眼和左上孔眼，第一液压侧面板通过第一密封活塞驱动，第二液压侧面板通过第二密封活塞驱动，第三液压侧面板通过第三密封活塞驱动，较现有技术而言，采用整个液压侧面板作为承压板，液压油通过密封活塞直接作用在液压侧面板上，使得可视化模拟页岩岩样受力更加均匀，加载更加平稳。
四、本发明，通过模拟可视化模拟页岩岩样及可视化压裂腔体，真正实现了压裂裂缝起裂、扩展及延伸的全过程动态监测及观察，模拟结果形象具体，裂缝形态直观，且可根据坐标网格动态量化、描述及评价；不仅可用以模拟可视化模拟页岩岩样，亦可根据需要模拟其它岩样，只需将人造岩样的力学参数进行事先测定即可，具有一定的通用性。
五、本发明，既可模拟单井压裂模式、多井拉链模式、多井同步模式，又可模拟不同排量区间、射孔参数及液体性能条件下裂缝形态的细微变化，普适性好，且不存在安全隐患，实验成本低廉，具有可重复性和良好的推广性。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明：
图1为本发明可视化实验装置的结构示意图；
图2为本发明可视化压裂腔体的俯视图；
图3为本发明可视化压裂腔体的侧视图；
图4为本发明可视化模拟页岩岩样的结构示意图；
图中标记：1、可视化模拟页岩岩样，2、综合控制台，3、高清摄录相机，4、可视化压裂腔体，5、第一恒速恒压泵，6、第二恒速恒压泵，7、液压室，8、集液罐，9、模拟井筒，10、第一压力表，11、第一开关阀门，12、第一可视化侧面板，13、可视化上面板，14、第一液压侧面板，15、第一密封活塞，16、第二液压侧面板，17、第二密封活塞，18、第三液压侧面板，19、第三密封活塞，20、第二可视化侧面板，21、中心孔眼，22、右下孔眼，23、左下孔眼，24、右上孔眼，25、左上孔眼，26、低粘流体中间容器，27、中粘流体中间容器，28、高粘流体中间容器，29、第二开关阀门，30、第三开关阀门，31、第四开关阀门，32、第二压力表，33、第五开关阀门，34、第一液压缸，35、第二液压缸，36、第三液压缸，37、第三压力表，38、第六开关阀门，39、第七开关阀门，40、第八开关阀门，41、第四压力表，42、第十开关阀门，43、第九开关阀门，44、第五压力表，45、第十一开关阀门，46、中心裸眼井筒，47、右下裸眼井筒，48、左下裸眼井筒，49、右上裸眼井筒，50、左上裸眼井筒。
具体实施方式
实施例1
参见图1和图4，一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，包括以下步骤：
a、根据拟将模拟的页岩区块的储层力学参数，选用高强光敏树脂作为3D打印原材料，先打印出半透明的可视化模拟页岩岩样1，然后再对半透明的可视化模拟页岩岩样1进行抛光处理，并在可视化模拟页岩岩样1内部按照五点法选配裸眼井筒，采用不锈钢材料制作与裸眼井筒相适配的模拟井筒9；
b、将3D打印好的可视化模拟页岩岩样1置于可视化实验装置的可视化压裂腔体4中，再将模拟井筒9装入可视化模拟页岩岩样1的裸眼井筒中；
c、将模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，通过液压室7向可视化压裂腔体4施加三向应力，启动第一恒速恒压泵5，向模拟井筒9注入压裂流体，开启高清摄录相机3记录压裂缝网在不同注入条件下的裂缝起裂、扩展和延伸状态，采集排量和压力数据；
d、测试结果数据分析，由高清摄录相机记录的数据结合可视化模拟页岩岩样及可视化压裂腔体得到水力裂缝的扩展途径坐标R(ti,xi,yi,zi)和泵注参数T(ti,qi,pi,μi)，最后得到不同压裂模式、不同施工参数条件下的裂缝起裂、扩展和延伸形态及尺寸参数。
“a、根据拟将模拟的页岩区块的储层力学参数，选用高强光敏树脂作为3D打印原材料，先打印出半透明的可视化模拟页岩岩样1，然后再对半透明的可视化模拟页岩岩样1进行抛光处理，并在可视化模拟页岩岩样1内部按照五点法选配裸眼井筒，采用不锈钢材料制作与裸眼井筒相适配的模拟井筒9；b、将3D打印好的可视化模拟页岩岩样1置于可视化实验装置的可视化压裂腔体4中，再将模拟井筒9装入可视化模拟页岩岩样1的裸眼井筒中；c、将模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，通过液压室7向可视化压裂腔体4施加三向应力，启动第一恒速恒压泵5，向模拟井筒9注入压裂流体，开启高清摄录相机3记录压裂缝网在不同注入条件下的裂缝起裂、扩展和延伸状态，采集排量和压力数据；d、测试结果数据分析，由高清摄录相机3记录的数据结合可视化模拟页岩岩样1及可视化压裂腔体4得到水力裂缝的扩展途径坐标R(ti,xi,yi,zi)和泵注参数T(ti,qi,pi,μi)，最后得到不同压裂模式、不同施工参数条件下的裂缝起裂、扩展和延伸形态及尺寸参数”，较现有技术而言，模拟结果能用于指导压裂方案设计优化、现场施工决策调整和压后量化评估，整个实验方法简单，易操作。
实施例2
参见图1和图4，一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，包括以下步骤：
a、根据拟将模拟的页岩区块的储层力学参数，选用高强光敏树脂作为3D打印原材料，先打印出半透明的可视化模拟页岩岩样1，然后再对半透明的可视化模拟页岩岩样1进行抛光处理，并在可视化模拟页岩岩样1内部按照五点法选配裸眼井筒，采用不锈钢材料制作与裸眼井筒相适配的模拟井筒9；
b、将3D打印好的可视化模拟页岩岩样1置于可视化实验装置的可视化压裂腔体4中，再将模拟井筒9装入可视化模拟页岩岩样1的裸眼井筒中；
c、将模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，通过液压室7向可视化压裂腔体4施加三向应力，启动第一恒速恒压泵5，向模拟井筒9注入压裂流体，开启高清摄录相机3记录压裂缝网在不同注入条件下的裂缝起裂、扩展和延伸状态，采集排量和压力数据；
d、测试结果数据分析，由高清摄录相机记录的数据结合可视化模拟页岩岩样及可视化压裂腔体得到水力裂缝的扩展途径坐标R(ti,xi,yi,zi)和泵注参数T(ti,qi,pi,μi)，最后得到不同压裂模式、不同施工参数条件下的裂缝起裂、扩展和延伸形态及尺寸参数。
所述可视化实验装置包括可视化模拟页岩岩样1、综合控制台2和高清摄录相机3，高清摄录相机3与综合控制台2电连接，还包括可视化压裂腔体4、第一恒速恒压泵5、第二恒速恒压泵6、液压室7、多级流体注入端、模拟井筒9和集液罐8，可视化压裂腔体4上设置有坐标刻度，可视化压裂腔体4与集液罐8连接，可视化模拟页岩岩样1置于可视化压裂腔体4中，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化模拟页岩岩样1和可视化压裂腔体4均通过模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端均与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，第一恒速恒压泵5和第二恒速恒压泵6均通过控制线路与综合控制台2连接。
可视化实验装置包括可视化模拟页岩岩样1、综合控制台2和高清摄录相机3，高清摄录相机3与综合控制台2电连接，还包括可视化压裂腔体4、第一恒速恒压泵5、第二恒速恒压泵6、液压室7、多级流体注入端、模拟井筒9和集液罐8，可视化压裂腔体4上设置有坐标刻度，可视化压裂腔体4与集液罐8连接，可视化模拟页岩岩样1置于可视化压裂腔体4中，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化模拟页岩岩样1和可视化压裂腔体4均通过模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端均与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，第一恒速恒压泵5和第二恒速恒压泵6均通过控制线路与综合控制台2连接，整个可视化实验装置结构简单，易于操作，能够模拟页岩在水力压裂过程中裂缝起裂、扩展、延伸的形态变化，满足对不同压裂模式及施工参数条件下的裂缝形态量化要求，模拟结果能用于指导压裂方案设计优化、现场施工决策调整和压后量化评估，对页岩气优质开发、提速增效具有重要意义。
实施例3
参见图1-图4，一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，包括以下步骤：
a、根据拟将模拟的页岩区块的储层力学参数，选用高强光敏树脂作为3D打印原材料，先打印出半透明的可视化模拟页岩岩样1，然后再对半透明的可视化模拟页岩岩样1进行抛光处理，并在可视化模拟页岩岩样1内部按照五点法选配裸眼井筒，采用不锈钢材料制作与裸眼井筒相适配的模拟井筒9；
b、将3D打印好的可视化模拟页岩岩样1置于可视化实验装置的可视化压裂腔体4中，再将模拟井筒9装入可视化模拟页岩岩样1的裸眼井筒中；
c、将模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，通过液压室7向可视化压裂腔体4施加三向应力，启动第一恒速恒压泵5，向模拟井筒9注入压裂流体，开启高清摄录相机3记录压裂缝网在不同注入条件下的裂缝起裂、扩展和延伸状态，采集排量和压力数据；
d、测试结果数据分析，由高清摄录相机记录的数据结合可视化模拟页岩岩样及可视化压裂腔体得到水力裂缝的扩展途径坐标R(ti,xi,yi,zi)和泵注参数T(ti,qi,pi,μi)，最后得到不同压裂模式、不同施工参数条件下的裂缝起裂、扩展和延伸形态及尺寸参数。
所述可视化实验装置包括可视化模拟页岩岩样1、综合控制台2和高清摄录相机3，高清摄录相机3与综合控制台2电连接，还包括可视化压裂腔体4、第一恒速恒压泵5、第二恒速恒压泵6、液压室7、多级流体注入端、模拟井筒9和集液罐8，可视化压裂腔体4上设置有坐标刻度，可视化压裂腔体4与集液罐8连接，可视化模拟页岩岩样1置于可视化压裂腔体4中，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化模拟页岩岩样1和可视化压裂腔体4均通过模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端均与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，第一恒速恒压泵5和第二恒速恒压泵6均通过控制线路与综合控制台2连接。
所述可视化压裂腔体4通过第一管道与第一恒速恒压泵5连接，第一管道上设置有第一压力表10和第一开关阀门11。
所述可视化压裂腔体4包括第一可视化侧面板12、可视化上面板13、第一液压侧面板14、第一密封活塞15、第二液压侧面板16、第二密封活塞17、第三液压侧面板18、第三密封活塞19和第二可视化侧面板20，第一可视化侧面板12上开有中心孔眼21、右下孔眼22、左下孔眼23、右上孔眼24和左上孔眼25，第一液压侧面板14通过第一密封活塞15驱动，第二液压侧面板16通过第二密封活塞17驱动，第三液压侧面板18通过第三密封活塞19驱动。
实施例4
参见图1-图4，一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，包括以下步骤：
a、根据拟将模拟的页岩区块的储层力学参数，选用高强光敏树脂作为3D打印原材料，先打印出半透明的可视化模拟页岩岩样1，然后再对半透明的可视化模拟页岩岩样1进行抛光处理，并在可视化模拟页岩岩样1内部按照五点法选配裸眼井筒，采用不锈钢材料制作与裸眼井筒相适配的模拟井筒9；
b、将3D打印好的可视化模拟页岩岩样1置于可视化实验装置的可视化压裂腔体4中，再将模拟井筒9装入可视化模拟页岩岩样1的裸眼井筒中；
c、将模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，通过液压室7向可视化压裂腔体4施加三向应力，启动第一恒速恒压泵5，向模拟井筒9注入压裂流体，开启高清摄录相机3记录压裂缝网在不同注入条件下的裂缝起裂、扩展和延伸状态，采集排量和压力数据；
d、测试结果数据分析，由高清摄录相机记录的数据结合可视化模拟页岩岩样及可视化压裂腔体得到水力裂缝的扩展途径坐标R(ti,xi,yi,zi)和泵注参数T(ti,qi,pi,μi)，最后得到不同压裂模式、不同施工参数条件下的裂缝起裂、扩展和延伸形态及尺寸参数。
所述可视化实验装置包括可视化模拟页岩岩样1、综合控制台2和高清摄录相机3，高清摄录相机3与综合控制台2电连接，还包括可视化压裂腔体4、第一恒速恒压泵5、第二恒速恒压泵6、液压室7、多级流体注入端、模拟井筒9和集液罐8，可视化压裂腔体4上设置有坐标刻度，可视化压裂腔体4与集液罐8连接，可视化模拟页岩岩样1置于可视化压裂腔体4中，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化模拟页岩岩样1和可视化压裂腔体4均通过模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端均与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，第一恒速恒压泵5和第二恒速恒压泵6均通过控制线路与综合控制台2连接。
所述可视化压裂腔体4通过第一管道与第一恒速恒压泵5连接，第一管道上设置有第一压力表10和第一开关阀门11。
所述可视化压裂腔体4包括第一可视化侧面板12、可视化上面板13、第一液压侧面板14、第一密封活塞15、第二液压侧面板16、第二密封活塞17、第三液压侧面板18、第三密封活塞19和第二可视化侧面板20，第一可视化侧面板12上开有中心孔眼21、右下孔眼22、左下孔眼23、右上孔眼24和左上孔眼25，第一液压侧面板14通过第一密封活塞15驱动，第二液压侧面板16通过第二密封活塞17驱动，第三液压侧面板18通过第三密封活塞19驱动。
所述多级流体注入端包括低粘流体中间容器26、中粘流体中间容器27和高粘流体中间容器28，低粘流体中间容器26通过第二管道与第一恒速恒压泵5连接，第二管道上设置有第二开关阀门29，中粘流体中间容器27通过第三管道与第一恒速恒压泵5连接，第三管道上设置有第三开关阀门30，高粘流体中间容器28通过第四管道与第一恒速恒压泵5连接，第四管道上设置有第四开关阀门31。
所述可视化压裂腔体4通过第五管道与集液罐8连接，第五管道上设置有第二压力表32和第五开关阀门33。
可视化压裂腔体4包括第一可视化侧面板12、可视化上面板13、第一液压侧面板14、第一密封活塞15、第二液压侧面板16、第二密封活塞17、第三液压侧面板18、第三密封活塞19和第二可视化侧面板20，第一可视化侧面板12上开有中心孔眼21、右下孔眼22、左下孔眼23、右上孔眼24和左上孔眼25，第一液压侧面板14通过第一密封活塞15驱动，第二液压侧面板16通过第二密封活塞17驱动，第三液压侧面板18通过第三密封活塞19驱动，较现有技术而言，采用整个液压侧面板作为承压板，液压油通过密封活塞直接作用在液压侧面板上，使得可视化模拟页岩岩样1受力更加均匀，加载更加平稳。
实施例5
参见图1-图4，一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，包括以下步骤：
a、根据拟将模拟的页岩区块的储层力学参数，选用高强光敏树脂作为3D打印原材料，先打印出半透明的可视化模拟页岩岩样1，然后再对半透明的可视化模拟页岩岩样1进行抛光处理，并在可视化模拟页岩岩样1内部按照五点法选配裸眼井筒，采用不锈钢材料制作与裸眼井筒相适配的模拟井筒9；
b、将3D打印好的可视化模拟页岩岩样1置于可视化实验装置的可视化压裂腔体4中，再将模拟井筒9装入可视化模拟页岩岩样1的裸眼井筒中；
c、将模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，通过液压室7向可视化压裂腔体4施加三向应力，启动第一恒速恒压泵5，向模拟井筒9注入压裂流体，开启高清摄录相机3记录压裂缝网在不同注入条件下的裂缝起裂、扩展和延伸状态，采集排量和压力数据；
d、测试结果数据分析，由高清摄录相机记录的数据结合可视化模拟页岩岩样及可视化压裂腔体得到水力裂缝的扩展途径坐标R(ti,xi,yi,zi)和泵注参数T(ti,qi,pi,μi)，最后得到不同压裂模式、不同施工参数条件下的裂缝起裂、扩展和延伸形态及尺寸参数。
所述可视化实验装置包括可视化模拟页岩岩样1、综合控制台2和高清摄录相机3，高清摄录相机3与综合控制台2电连接，还包括可视化压裂腔体4、第一恒速恒压泵5、第二恒速恒压泵6、液压室7、多级流体注入端、模拟井筒9和集液罐8，可视化压裂腔体4上设置有坐标刻度，可视化压裂腔体4与集液罐8连接，可视化模拟页岩岩样1置于可视化压裂腔体4中，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化模拟页岩岩样1和可视化压裂腔体4均通过模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端均与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，第一恒速恒压泵5和第二恒速恒压泵6均通过控制线路与综合控制台2连接。
所述可视化压裂腔体4通过第一管道与第一恒速恒压泵5连接，第一管道上设置有第一压力表10和第一开关阀门11。
所述可视化压裂腔体4包括第一可视化侧面板12、可视化上面板13、第一液压侧面板14、第一密封活塞15、第二液压侧面板16、第二密封活塞17、第三液压侧面板18、第三密封活塞19和第二可视化侧面板20，第一可视化侧面板12上开有中心孔眼21、右下孔眼22、左下孔眼23、右上孔眼24和左上孔眼25，第一液压侧面板14通过第一密封活塞15驱动，第二液压侧面板16通过第二密封活塞17驱动，第三液压侧面板18通过第三密封活塞19驱动。
所述多级流体注入端包括低粘流体中间容器26、中粘流体中间容器27和高粘流体中间容器28，低粘流体中间容器26通过第二管道与第一恒速恒压泵5连接，第二管道上设置有第二开关阀门29，中粘流体中间容器27通过第三管道与第一恒速恒压泵5连接，第三管道上设置有第三开关阀门30，高粘流体中间容器28通过第四管道与第一恒速恒压泵5连接，第四管道上设置有第四开关阀门31。
所述可视化压裂腔体4通过第五管道与集液罐8连接，第五管道上设置有第二压力表32和第五开关阀门33。
所述液压室7包括第一液压缸34、第二液压缸35和第三液压缸36，第一液压缸34的进口端通过第一进液管线与第二恒速恒压泵6连接，第一液压缸34的出口端通过第一出液管线与第二液压侧面板16相接，第一出液管线上设置有第三压力表37和第六开关阀门38，第一进液管线上设置有第七开关阀门39，第二液压缸35的进口端通过第二进液管线与第二恒速恒压泵6连接，第二液压缸35的出口端通过第二出液管线与第一液压侧面板14相接，第二进液管线上设置有第八开关阀门40，第二出液管线上设置有第四压力表41和第十开关阀门42，第三液压缸36的进口端通过第三进液管线与第二恒速恒压泵6连接，第三液压缸36的出口端通过第三出液管线与第三液压侧面板18相接，第三进液管线上设置有第九开关阀门43，第三出液管线上设置有第五压力表44和第十一开关阀门45。
通过模拟可视化模拟页岩岩样1及可视化压裂腔体4，真正实现了压裂裂缝起裂、扩展及延伸的全过程动态监测及观察，模拟结果形象具体，裂缝形态直观，且可根据坐标网格动态量化、描述及评价；不仅可用以模拟可视化模拟页岩岩样1，亦可根据需要模拟其它岩样，只需将人造岩样的力学参数进行事先测定即可，具有一定的通用性。
实施例6
参见图1-图4，一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，包括以下步骤：
a、根据拟将模拟的页岩区块的储层力学参数，选用高强光敏树脂作为3D打印原材料，先打印出半透明的可视化模拟页岩岩样1，然后再对半透明的可视化模拟页岩岩样1进行抛光处理，并在可视化模拟页岩岩样1内部按照五点法选配裸眼井筒，采用不锈钢材料制作与裸眼井筒相适配的模拟井筒9；
b、将3D打印好的可视化模拟页岩岩样1置于可视化实验装置的可视化压裂腔体4中，再将模拟井筒9装入可视化模拟页岩岩样1的裸眼井筒中；
c、将模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，通过液压室7向可视化压裂腔体4施加三向应力，启动第一恒速恒压泵5，向模拟井筒9注入压裂流体，开启高清摄录相机3记录压裂缝网在不同注入条件下的裂缝起裂、扩展和延伸状态，采集排量和压力数据；
d、测试结果数据分析，由高清摄录相机记录的数据结合可视化模拟页岩岩样及可视化压裂腔体得到水力裂缝的扩展途径坐标R(ti,xi,yi,zi)和泵注参数T(ti,qi,pi,μi)，最后得到不同压裂模式、不同施工参数条件下的裂缝起裂、扩展和延伸形态及尺寸参数。
所述可视化实验装置包括可视化模拟页岩岩样1、综合控制台2和高清摄录相机3，高清摄录相机3与综合控制台2电连接，还包括可视化压裂腔体4、第一恒速恒压泵5、第二恒速恒压泵6、液压室7、多级流体注入端、模拟井筒9和集液罐8，可视化压裂腔体4上设置有坐标刻度，可视化压裂腔体4与集液罐8连接，可视化模拟页岩岩样1置于可视化压裂腔体4中，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化模拟页岩岩样1和可视化压裂腔体4均通过模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端均与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，第一恒速恒压泵5和第二恒速恒压泵6均通过控制线路与综合控制台2连接。
所述可视化压裂腔体4通过第一管道与第一恒速恒压泵5连接，第一管道上设置有第一压力表10和第一开关阀门11。
所述可视化压裂腔体4包括第一可视化侧面板12、可视化上面板13、第一液压侧面板14、第一密封活塞15、第二液压侧面板16、第二密封活塞17、第三液压侧面板18、第三密封活塞19和第二可视化侧面板20，第一可视化侧面板12上开有中心孔眼21、右下孔眼22、左下孔眼23、右上孔眼24和左上孔眼25，第一液压侧面板14通过第一密封活塞15驱动，第二液压侧面板16通过第二密封活塞17驱动，第三液压侧面板18通过第三密封活塞19驱动。
所述多级流体注入端包括低粘流体中间容器26、中粘流体中间容器27和高粘流体中间容器28，低粘流体中间容器26通过第二管道与第一恒速恒压泵5连接，第二管道上设置有第二开关阀门29，中粘流体中间容器27通过第三管道与第一恒速恒压泵5连接，第三管道上设置有第三开关阀门30，高粘流体中间容器28通过第四管道与第一恒速恒压泵5连接，第四管道上设置有第四开关阀门31。
所述可视化压裂腔体4通过第五管道与集液罐8连接，第五管道上设置有第二压力表32和第五开关阀门33。
所述液压室7包括第一液压缸34、第二液压缸35和第三液压缸36，第一液压缸34的进口端通过第一进液管线与第二恒速恒压泵6连接，第一液压缸34的出口端通过第一出液管线与第二液压侧面板16相接，第一出液管线上设置有第三压力表37和第六开关阀门38，第一进液管线上设置有第七开关阀门39，第二液压缸35的进口端通过第二进液管线与第二恒速恒压泵6连接，第二液压缸35的出口端通过第二出液管线与第一液压侧面板14相接，第二进液管线上设置有第八开关阀门40，第二出液管线上设置有第四压力表41和第十开关阀门42，第三液压缸36的进口端通过第三进液管线与第二恒速恒压泵6连接，第三液压缸36的出口端通过第三出液管线与第三液压侧面板18相接，第三进液管线上设置有第九开关阀门43，第三出液管线上设置有第五压力表44和第十一开关阀门45。
所述步骤c中，向可视化压裂腔体4施加三向应力是指通过第一液压缸34向第二液压侧面板16施加6MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载，通过第二液压缸35向第一液压侧面板14施加4MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载，通过第三液压缸36向第三液压侧面板18施加5MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载。
实施例7
参见图1-图4，一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，包括以下步骤：
a、根据拟将模拟的页岩区块的储层力学参数，选用高强光敏树脂作为3D打印原材料，先打印出半透明的可视化模拟页岩岩样1，然后再对半透明的可视化模拟页岩岩样1进行抛光处理，并在可视化模拟页岩岩样1内部按照五点法选配裸眼井筒，采用不锈钢材料制作与裸眼井筒相适配的模拟井筒9；
b、将3D打印好的可视化模拟页岩岩样1置于可视化实验装置的可视化压裂腔体4中，再将模拟井筒9装入可视化模拟页岩岩样1的裸眼井筒中；
c、将模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，通过液压室7向可视化压裂腔体4施加三向应力，启动第一恒速恒压泵5，向模拟井筒9注入压裂流体，开启高清摄录相机3记录压裂缝网在不同注入条件下的裂缝起裂、扩展和延伸状态，采集排量和压力数据；
d、测试结果数据分析，由高清摄录相机记录的数据结合可视化模拟页岩岩样及可视化压裂腔体得到水力裂缝的扩展途径坐标R(ti,xi,yi,zi)和泵注参数T(ti,qi,pi,μi)，最后得到不同压裂模式、不同施工参数条件下的裂缝起裂、扩展和延伸形态及尺寸参数。
所述可视化实验装置包括可视化模拟页岩岩样1、综合控制台2和高清摄录相机3，高清摄录相机3与综合控制台2电连接，还包括可视化压裂腔体4、第一恒速恒压泵5、第二恒速恒压泵6、液压室7、多级流体注入端、模拟井筒9和集液罐8，可视化压裂腔体4上设置有坐标刻度，可视化压裂腔体4与集液罐8连接，可视化模拟页岩岩样1置于可视化压裂腔体4中，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化模拟页岩岩样1和可视化压裂腔体4均通过模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端均与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，第一恒速恒压泵5和第二恒速恒压泵6均通过控制线路与综合控制台2连接。
所述可视化压裂腔体4通过第一管道与第一恒速恒压泵5连接，第一管道上设置有第一压力表10和第一开关阀门11。
所述可视化压裂腔体4包括第一可视化侧面板12、可视化上面板13、第一液压侧面板14、第一密封活塞15、第二液压侧面板16、第二密封活塞17、第三液压侧面板18、第三密封活塞19和第二可视化侧面板20，第一可视化侧面板12上开有中心孔眼21、右下孔眼22、左下孔眼23、右上孔眼24和左上孔眼25，第一液压侧面板14通过第一密封活塞15驱动，第二液压侧面板16通过第二密封活塞17驱动，第三液压侧面板18通过第三密封活塞19驱动。
所述多级流体注入端包括低粘流体中间容器26、中粘流体中间容器27和高粘流体中间容器28，低粘流体中间容器26通过第二管道与第一恒速恒压泵5连接，第二管道上设置有第二开关阀门29，中粘流体中间容器27通过第三管道与第一恒速恒压泵5连接，第三管道上设置有第三开关阀门30，高粘流体中间容器28通过第四管道与第一恒速恒压泵5连接，第四管道上设置有第四开关阀门31。
所述可视化压裂腔体4通过第五管道与集液罐8连接，第五管道上设置有第二压力表32和第五开关阀门33。
所述液压室7包括第一液压缸34、第二液压缸35和第三液压缸36，第一液压缸34的进口端通过第一进液管线与第二恒速恒压泵6连接，第一液压缸34的出口端通过第一出液管线与第二液压侧面板16相接，第一出液管线上设置有第三压力表37和第六开关阀门38，第一进液管线上设置有第七开关阀门39，第二液压缸35的进口端通过第二进液管线与第二恒速恒压泵6连接，第二液压缸35的出口端通过第二出液管线与第一液压侧面板14相接，第二进液管线上设置有第八开关阀门40，第二出液管线上设置有第四压力表41和第十开关阀门42，第三液压缸36的进口端通过第三进液管线与第二恒速恒压泵6连接，第三液压缸36的出口端通过第三出液管线与第三液压侧面板18相接，第三进液管线上设置有第九开关阀门43，第三出液管线上设置有第五压力表44和第十一开关阀门45。
所述步骤c中，向可视化压裂腔体4施加三向应力是指通过第一液压缸34向第二液压侧面板16施加6MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载，通过第二液压缸35向第一液压侧面板14施加4MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载，通过第三液压缸36向第三液压侧面板18施加5MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载。
所述第一恒速恒压泵5的泵压量程为0-30MPa，误差小于0.01MPa，第一恒速恒压泵5的流量为5ml/min，误差小于0.01ml/min；第二恒速恒压泵6的泵压量程为0-30MPa，误差小于0.01MPa，第二恒速恒压泵6的流量为3ml/min，误差小于0.01ml/min。
实施例8
参见图1-图4，一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，包括以下步骤：
a、根据拟将模拟的页岩区块的储层力学参数，选用高强光敏树脂作为3D打印原材料，先打印出半透明的可视化模拟页岩岩样1，然后再对半透明的可视化模拟页岩岩样1进行抛光处理，并在可视化模拟页岩岩样1内部按照五点法选配裸眼井筒，采用不锈钢材料制作与裸眼井筒相适配的模拟井筒9；
b、将3D打印好的可视化模拟页岩岩样1置于可视化实验装置的可视化压裂腔体4中，再将模拟井筒9装入可视化模拟页岩岩样1的裸眼井筒中；
c、将模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，通过液压室7向可视化压裂腔体4施加三向应力，启动第一恒速恒压泵5，向模拟井筒9注入压裂流体，开启高清摄录相机3记录压裂缝网在不同注入条件下的裂缝起裂、扩展和延伸状态，采集排量和压力数据；
d、测试结果数据分析，由高清摄录相机记录的数据结合可视化模拟页岩岩样及可视化压裂腔体得到水力裂缝的扩展途径坐标R(ti,xi,yi,zi)和泵注参数T(ti,qi,pi,μi)，最后得到不同压裂模式、不同施工参数条件下的裂缝起裂、扩展和延伸形态及尺寸参数。
所述可视化实验装置包括可视化模拟页岩岩样1、综合控制台2和高清摄录相机3，高清摄录相机3与综合控制台2电连接，还包括可视化压裂腔体4、第一恒速恒压泵5、第二恒速恒压泵6、液压室7、多级流体注入端、模拟井筒9和集液罐8，可视化压裂腔体4上设置有坐标刻度，可视化压裂腔体4与集液罐8连接，可视化模拟页岩岩样1置于可视化压裂腔体4中，可视化压裂腔体4的三轴液压动力端分别与液压室7连接，可视化模拟页岩岩样1和可视化压裂腔体4均通过模拟井筒9与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体4和多级流体注入端均与第一恒速恒压泵5连接，液压室7与第二恒速恒压泵6均连接，第一恒速恒压泵5和第二恒速恒压泵6均通过控制线路与综合控制台2连接。
所述可视化压裂腔体4通过第一管道与第一恒速恒压泵5连接，第一管道上设置有第一压力表10和第一开关阀门11。
所述可视化压裂腔体4包括第一可视化侧面板12、可视化上面板13、第一液压侧面板14、第一密封活塞15、第二液压侧面板16、第二密封活塞17、第三液压侧面板18、第三密封活塞19和第二可视化侧面板20，第一可视化侧面板12上开有中心孔眼21、右下孔眼22、左下孔眼23、右上孔眼24和左上孔眼25，第一液压侧面板14通过第一密封活塞15驱动，第二液压侧面板16通过第二密封活塞17驱动，第三液压侧面板18通过第三密封活塞19驱动。
所述多级流体注入端包括低粘流体中间容器26、中粘流体中间容器27和高粘流体中间容器28，低粘流体中间容器26通过第二管道与第一恒速恒压泵5连接，第二管道上设置有第二开关阀门29，中粘流体中间容器27通过第三管道与第一恒速恒压泵5连接，第三管道上设置有第三开关阀门30，高粘流体中间容器28通过第四管道与第一恒速恒压泵5连接，第四管道上设置有第四开关阀门31。
所述可视化压裂腔体4通过第五管道与集液罐8连接，第五管道上设置有第二压力表32和第五开关阀门33。
所述液压室7包括第一液压缸34、第二液压缸35和第三液压缸36，第一液压缸34的进口端通过第一进液管线与第二恒速恒压泵6连接，第一液压缸34的出口端通过第一出液管线与第二液压侧面板16相接，第一出液管线上设置有第三压力表37和第六开关阀门38，第一进液管线上设置有第七开关阀门39，第二液压缸35的进口端通过第二进液管线与第二恒速恒压泵6连接，第二液压缸35的出口端通过第二出液管线与第一液压侧面板14相接，第二进液管线上设置有第八开关阀门40，第二出液管线上设置有第四压力表41和第十开关阀门42，第三液压缸36的进口端通过第三进液管线与第二恒速恒压泵6连接，第三液压缸36的出口端通过第三出液管线与第三液压侧面板18相接，第三进液管线上设置有第九开关阀门43，第三出液管线上设置有第五压力表44和第十一开关阀门45。
所述步骤c中，向可视化压裂腔体4施加三向应力是指通过第一液压缸34向第二液压侧面板16施加6MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载，通过第二液压缸35向第一液压侧面板14施加4MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载，通过第三液压缸36向第三液压侧面板18施加5MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载。
所述第一恒速恒压泵5的泵压量程为0-30MPa，误差小于0.01MPa，第一恒速恒压泵5的流量为20ml/min，误差小于0.01ml/min；第二恒速恒压泵6的泵压量程为0-30MPa，误差小于0.01MPa，第二恒速恒压泵6的流量为20ml/min，误差小于0.01ml/min。
所述可视化模拟页岩岩样1内设置有中心裸眼井筒46、右下裸眼井筒47、左下裸眼井筒48、右上裸眼井筒49和左上裸眼井筒50，中心裸眼井筒46与第一可视化侧面板12上的中心孔眼21相对应，右下裸眼井筒47与第一可视化侧面板12上的右下孔眼22相对应，左下裸眼井筒48与第一可视化侧面板12上的左下孔眼23相对应，右上裸眼井筒49与第一可视化侧面板12上的右上孔眼24相对应，左上裸眼井筒50与第一可视化侧面板12上的左上孔眼25相对应。
既可模拟单井压裂模式、多井拉链模式、多井同步模式，又可模拟不同排量区间、射孔参数及液体性能条件下裂缝形态的细微变化，普适性好，且不存在安全隐患，实验成本低廉，具有可重复性和良好的推广性。
Claims (10)
1.一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、根据拟将模拟的页岩区块的储层力学参数，选用高强光敏树脂作为3D打印原材料，先打印出半透明的可视化模拟页岩岩样(1)，然后再对半透明的可视化模拟页岩岩样(1)进行抛光处理，并在可视化模拟页岩岩样(1)内部按照五点法选配裸眼井筒，采用不锈钢材料制作与裸眼井筒相适配的模拟井筒(9)；
b、将3D打印好的可视化模拟页岩岩样(1)置于可视化实验装置的可视化压裂腔体(4)中，再将模拟井筒(9)装入可视化模拟页岩岩样(1)的裸眼井筒中；
c、将模拟井筒(9)与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体(4)的三轴液压动力端分别与液压室(7)连接，可视化压裂腔体(4)和多级流体注入端与第一恒速恒压泵(5)连接，液压室(7)与第二恒速恒压泵(6)均连接，通过液压室(7)向可视化压裂腔体(4)施加三向应力，启动第一恒速恒压泵(5)，向模拟井筒(9)注入压裂流体，开启高清摄录相机(3)记录压裂缝网在不同注入条件下的裂缝起裂、扩展和延伸状态，采集排量和压力数据；
d、测试结果数据分析，由高清摄录相机记录的数据结合可视化模拟页岩岩样及可视化压裂腔体得到水力裂缝的扩展途径坐标R(ti,xi,yi,zi)和泵注参数T(ti,qi,pi,μi)，最后得到不同压裂模式、不同施工参数条件下的裂缝起裂、扩展和延伸形态及尺寸参数。
2.根据权利要求1所述的一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，其特征在于：所述可视化实验装置包括可视化模拟页岩岩样(1)、综合控制台(2)和高清摄录相机(3)，高清摄录相机(3)与综合控制台(2)电连接，还包括可视化压裂腔体(4)、第一恒速恒压泵(5)、第二恒速恒压泵(6)、液压室(7)、多级流体注入端、模拟井筒(9)和集液罐(8)，可视化压裂腔体(4)上设置有坐标刻度，可视化压裂腔体(4)与集液罐(8)连接，可视化模拟页岩岩样(1)置于可视化压裂腔体(4)中，可视化压裂腔体(4)的三轴液压动力端分别与液压室(7)连接，可视化模拟页岩岩样(1)和可视化压裂腔体(4)均通过模拟井筒(9)与多级流体注入端的出口连接，可视化压裂腔体(4)和多级流体注入端均与第一恒速恒压泵(5)连接，液压室(7)与第二恒速恒压泵(6)均连接，第一恒速恒压泵(5)和第二恒速恒压泵(6)均通过控制线路与综合控制台(2)连接。
3.根据权利要求2所述的一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，其特征在于：所述可视化压裂腔体(4)通过第一管道与第一恒速恒压泵(5)连接，第一管道上设置有第一压力表(10)和第一开关阀门(11)。
4.根据权利要求2所述的一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，其特征在于：所述可视化压裂腔体(4)包括第一可视化侧面板(12)、可视化上面板(13)、第一液压侧面板(14)、第一密封活塞(15)、第二液压侧面板(16)、第二密封活塞(17)、第三液压侧面板(18)、第三密封活塞(19)和第二可视化侧面板(20)，第一可视化侧面板(12)上开有中心孔眼(21)、右下孔眼(22)、左下孔眼(23)、右上孔眼(24)和左上孔眼(25)，第一液压侧面板(14)通过第一密封活塞(15)驱动，第二液压侧面板(16)通过第二密封活塞(17)驱动，第三液压侧面板(18)通过第三密封活塞(19)驱动。
5.根据权利要求2所述的一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，其特征在于：所述多级流体注入端包括低粘流体中间容器(26)、中粘流体中间容器(27)和高粘流体中间容器(28)，低粘流体中间容器(26)通过第二管道与第一恒速恒压泵(5)连接，第二管道上设置有第二开关阀门(29)，中粘流体中间容器(27)通过第三管道与第一恒速恒压泵(5)连接，第三管道上设置有第三开关阀门(30)，高粘流体中间容器(28)通过第四管道与第一恒速恒压泵(5)连接，第四管道上设置有第四开关阀门(31)。
6.根据权利要求2所述的一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，其特征在于：所述可视化压裂腔体(4)通过第五管道与集液罐(8)连接，第五管道上设置有第二压力表(32)和第五开关阀门(33)。
7.根据权利要求4所述的一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，其特征在于：所述液压室(7)包括第一液压缸(34)、第二液压缸(35)和第三液压缸(36)，第一液压缸(34)的进口端通过第一进液管线与第二恒速恒压泵(6)连接，第一液压缸(34)的出口端通过第一出液管线与第二液压侧面板(16)相接，第一出液管线上设置有第三压力表(37)和第六开关阀门(38)，第一进液管线上设置有第七开关阀门(39)，第二液压缸(35)的进口端通过第二进液管线与第二恒速恒压泵(6)连接，第二液压缸(35)的出口端通过第二出液管线与第一液压侧面板(14)相接，第二进液管线上设置有第八开关阀门(40)，第二出液管线上设置有第四压力表(41)和第十开关阀门(42)，第三液压缸(36)的进口端通过第三进液管线与第二恒速恒压泵(6)连接，第三液压缸(36)的出口端通过第三出液管线与第三液压侧面板(18)相接，第三进液管线上设置有第九开关阀门(43)，第三出液管线上设置有第五压力表(44)和第十一开关阀门(45)。
8.根据权利要求7所述的一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，其特征在于：所述步骤c中，向可视化压裂腔体(4)施加三向应力是指通过第一液压缸(34)向第二液压侧面板(16)施加6MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载，通过第二液压缸(35)向第一液压侧面板(14)施加4MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载，通过第三液压缸(36)向第三液压侧面板(18)施加5MPa的压力，以3ml/min的排量进行加载。
9.根据权利要求2所述的一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，其特征在于：所述第一恒速恒压泵(5)的泵压量程为0-30MPa，误差小于0.01MPa，第一恒速恒压泵(5)的流量为0-20ml/min，误差小于0.01ml/min；第二恒速恒压泵(6)的泵压量程为0-30MPa，误差小于0.01MPa，第二恒速恒压泵(6)的流量为0-20ml/min，误差小于0.01ml/min。
10.根据权利要求4所述的一种动态模拟页岩压裂缝网可视化实验方法，其特征在于：所述可视化模拟页岩岩样(1)内设置有中心裸眼井筒(46)、右下裸眼井筒(47)、左下裸眼井筒(48)、右上裸眼井筒(49)和左上裸眼井筒(50)，中心裸眼井筒(46)与第一可视化侧面板(12)上的中心孔眼(21)相对应，右下裸眼井筒(47)与第一可视化侧面板(12)上的右下孔眼(22)相对应，左下裸眼井筒(48)与第一可视化侧面板(12)上的左下孔眼(23)相对应，右上裸眼井筒(49)与第一可视化侧面板(12)上的右上孔眼(24)相对应，左上裸眼井筒(50)与第一可视化侧面板(12)上的左上孔眼(25)相对应。
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