CN111256961A - 评价暂堵球性能的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种评价暂堵球性能的装置及方法，所述装置包括：泵注模块、第一流体管汇、暂堵转向水平测试模块、缝口孔眼暂堵转向模拟模块、数据采集模块；泵注模块的输出端通过第一流体管汇与暂堵转向水平测试模块连接；暂堵转向水平测试模块的侧壁上设置多个孔眼，暂堵转向水平测试模块通过多个孔眼与缝口孔眼暂堵转向模拟模块的一输入端连接；缝口孔眼暂堵转向模拟模块的输出端与数据采集模块连接，数据采集模块用于采集缝口孔眼暂堵转向模拟模块输出的流体的第一流量，根据第一流量，对暂堵球的转向性能进行评价，采用本公开实施例提供的装置能够快速、准确、直观地得到缝口暂堵转向过程中暂堵球的封堵能力及转向性能。

Description

评价暂堵球性能的装置及方法

技术领域

本公开涉及油气增产改造领域，特别涉及一种评价暂堵球性能的装置及方法。

背景技术

油气田开发时，常需要对水平井进行分段压裂。在进行分段压裂时，需要通过桥塞暂时封闭当前压裂的层段。而分段压裂过程中井段中的套管可能发生变形，使得桥塞不能被泵送至预定位置，因此造成有些层段无法得到改造。对于套管变形的井段无法泵送桥塞的情况，一般是采用缝口暂堵转向工艺，在分段压裂的井段投入暂堵球，从而使得该暂堵球将该井段的缝口堵上，可以使套管变形井段及以上层段得到有效的改造。并且，对高密度射孔完成井，也可以通过暂堵转向工艺，使压裂段改造更加充分，能提高缝网的复杂程度。而缝口暂堵转向工艺对暂堵球有很高的性能要求，因此，在将暂堵球投入当前压裂的井段之前，需要对暂堵球的性能进行评价。

现有技术中主要是对暂堵球开展了粒径、溶解性、密度、抗压强度的评价。而缝口暂堵转向工艺的实现是基于储层非均质性和遵循流体向阻力最小方向流动的原则，实现将该井段的缝口堵上。现有技术中不能模拟地层渗透性能的差异，因此不能根据射孔孔眼和压裂裂缝的形态模拟缝口暂堵转向的过程，也即无法对暂堵球的转向性能进行评价。

发明内容

本公开实施例提供了一种评价暂堵球性能的装置及方法，用于解决目前无法对暂堵球的转向性能进行评价的问题。所述技术方案如下：

一方面，本公开提供了一种评价暂堵球性能的装置，所述装置包括：泵注模块、第一流体管汇、暂堵转向水平测试模块、缝口孔眼暂堵转向模拟模块和数据采集模块；

所述泵注模块的输出端通过所述第一流体管汇与所述暂堵转向水平测试模块的输入端连接，且所述泵注模块用于泵注待评价的暂堵球，以及泵注所述暂堵球所需的流体，将所述流体和所述暂堵球泵入所述暂堵转向水平测试模块；

所述暂堵转向水平测试模块的侧壁上设置多个孔眼，所述暂堵转向水平测试模块通过所述多个孔眼与所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块的一输入端连接，所述暂堵球随所述流体从所述孔眼进入所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块，且将所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块中的模拟缝口堵住；

所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块的输出端与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块用于采集所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块输出的流体的第一流量，根据所述第一流量，对所述暂堵球的性能进行评价。

进一步地，所述泵注模块包括：第一注入泵、第二注入泵和混合罐；所述第一流体管汇包括第一分支管、第二分支管、第一开关阀门和第二开关阀门；

所述混合罐的输出端分别与所述第一注入泵和所述第二注入泵的输入端连接；

所述第一注入泵的输出端通过所述第一分支管上的第一开关阀门与所述第一分支管的输入端连接；

所述第二注入泵的输出端通过所述第二分支管上的第二开关阀门与所述第二分支管的输入端连接；

所述第一分支管的输出端和所述第二分支管的输出端分别与所述暂堵转向水平测试模块的输入端连接。

进一步地，所述暂堵转向水平测试模块包括：暂堵转向测试筒和第一接头；

所述第一接头的一端与所述第一流体管汇的输出端连接，所述第一接头的另一端与所述暂堵转向测试筒的输入端连接，且所述暂堵转向测试筒上设置所述多个孔眼。

进一步地，所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块包括：多个压裂裂缝圆柱腔体、多个射孔孔眼锥形腔体、多个第二接头和多个第三接头；

每个压裂裂缝圆柱腔体中心为圆柱体，所述圆柱体的外部填充模拟地质特点的填充物，所述圆柱体的侧壁设置有裂缝，所述多个压裂裂缝圆柱腔体的一端通过所述多个第二接头与所述暂堵转向水平测试模块的侧壁上的多个第一孔眼连接，且所述每个压裂裂缝圆柱腔体与所述暂堵转向水平测试模块相互垂直，所述每个压裂裂缝圆柱腔体与所述数据采集模块连接；

每个射孔孔眼锥形腔体的中心为圆锥体，每个圆锥体的出口端设置第三开关阀门，所述多个射孔孔眼锥形腔体设置的多个第三开关阀门为不同耐压等级的安全阀门，所述多个射孔孔眼锥形腔体用于模拟射孔后未压裂的孔眼，所述多个射孔孔眼锥形腔体的一端通过所述多个第三接头与所述暂堵转向水平测试模块的侧壁上的多个第二孔眼连接，且所述每个射孔孔眼锥形腔体与所述暂堵转向水平测试模块相互垂直，所述每个射孔孔眼锥形腔体的另一端与所述数据采集模块连接。

进一步地，所述装置还包括：围压泵和第二流体管汇；

所述围压泵的输出端通过所述第二流体管汇上的第四开关阀门与所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块的另一输入端连接。

进一步地，所述装置还包括：废液罐和第三流体管汇；

所述废液罐通过所述第三流体管汇与所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块的输出端连接。

进一步地，所述数据采集模块包括：数据采集单元和第一测量仪；

所述数据采集单元与所述第一测量仪的输出端连接，所述第一测量仪的输入端与所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块的输出端连接。

进一步地，所述数据采集模块还包括：压力计和第二测量仪；

所述压力计的输入端和所述第二测量仪的输入端分别与所述第一流体管汇的输出端连接，所述压力计的输出端和所述第二测量仪的输出端分别与所述数据采集单元连接。

另一方面，本公开提供了一种评价暂堵球性能的方法，所述方法应用在评价暂堵球性能的装置中，所述方法包括：

泵注模块泵注待评价的暂堵球，以及泵注所述暂堵球所需的流体，通过所述第一流体管汇将所述流体和所述暂堵球泵入所述暂堵转向水平测试模块；

所述暂堵转向水平测试模块将所述暂堵球随所述流体从其上的多个孔眼流入所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块；

所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块通过所述暂堵球将所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块中的模拟缝口堵住；和/或，所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块通过所述流体将所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块中的模拟射孔后未压裂的孔眼撑开；

数据采集模块采集所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块输出的流体的第一流量，根据所述第一流量，对所述暂堵球的性能进行评价。

进一步地，所述数据采集模块采集所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块输出的流体的第一流量，根据所述第一流量，对所述暂堵球的性能进行评价，包括：

所述数据采集模块采集每个压裂裂缝圆柱腔体的模拟缝口输出的第一流量，以及采集每个射孔孔眼锥形腔体的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量；

所述数据采集模块根据所述每个压裂裂缝圆柱腔体的模拟缝口输出的第一流量对所述暂堵球的封堵性能及承压能力进行评价，以及根据所述每个射孔孔眼锥形腔体的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量对所述暂堵球的转向性能进行评价。

进一步地，所述泵注模块泵注待评价的暂堵球，以及泵注所述暂堵球所需的流体，通过所述第一流体管汇将所述流体和所述暂堵球泵入所述暂堵转向水平测试模块，包括：

第一注入泵泵注暂堵球，以及泵注所述暂堵球所需的流体，通过所述第一流体管汇将所述流体和所述暂堵球泵入所述暂堵转向水平测试模块；

在所述多个压裂裂缝圆柱腔体通过所述暂堵球将所述压裂裂缝圆柱腔体的模拟缝口堵住后，第二注入泵泵注所述流体。

进一步地，所述数据采集模块根据所述每个压裂裂缝圆柱腔体的模拟缝口输出的第一流量对所述暂堵球的封堵性能及承压能力进行评价，包括：

所述数据采集模块根据所述每个压裂裂缝圆柱腔体的模拟缝口输出的第一流量对所述暂堵球在不同相位上的封堵性能及承压能力进行评价，所述多个压裂裂缝圆柱腔体为相同填充介质、相同围压的压裂裂缝圆柱腔体，且所述多个压裂裂缝圆柱腔体分别设置在不同相位的孔眼上。

进一步地，所述数据采集模块根据所述每个压裂裂缝圆柱腔体的模拟缝口输出的第一流量对所述暂堵球的封堵性能及承压能力进行评价，包括：

所述数据采集模块根据所述每个压裂裂缝圆柱腔体的模拟缝口输出的第一流量对所述暂堵球在不同渗透率上的封堵性能及承压能力进行评价，所述多个压裂裂缝圆柱腔体为不同填充介质、相同围压的压裂裂缝圆柱腔体分别设置在相同相位的孔眼上。

进一步地，所述数据采集模块根据所述每个射孔孔眼锥形腔体的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量对所述暂堵球的转向性能进行评价包括：

所述数据采集模块根据所述每个射孔孔眼锥形腔体的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量对所述暂堵球的在不同相位上的转向性能进行评价，所述多个射孔孔眼锥形腔体为多个第三开关阀门为相同耐压等级的安全阀门的射孔孔眼锥形腔体，分别设置在不同相位的孔眼上。

进一步地，所述数据采集模块根据所述每个射孔孔眼锥形腔体的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量对所述暂堵球的转向性能进行评价包括：

所述数据采集模块根据所述每个射孔孔眼锥形腔体的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量对所述暂堵球的在不同耐压等级上的转向性能进行评价，所述多个射孔孔眼锥形腔体为多个第三开关阀门为不同耐压等级的安全阀门的射孔孔眼锥形腔体，分别设置在相同相位的孔眼上。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本公开将预定浓度、预定粒径的待评价暂堵球与预定量的流体泵入到暂堵转向水平测试模块中的暂堵转向测试筒中，由于流体遵循向阻力最小的方向流动的原则，会将暂堵球先带入渗透性最好的压裂裂缝圆柱腔体，当暂堵球将压裂裂缝圆柱腔体堵住后，根据数据采集模块确定的第一流量对暂堵球的转向性能进行判断，采用本公开实施例提供的装置能够快速、准确、直观地得到缝口暂堵转向过程中暂堵球的封堵性能、承压能力及暂堵球的转向性能。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本公开实施例提供的一种评价暂堵球性能的装置的结构示意图；

图2是根据本公开实施例提供的一种泵注模块的结构示意图；

图3是根据本公开实施例提供的一种暂堵转向水平测试模块的结构示意图；

图4是根据本公开实施例提供的一种缝口孔眼暂堵转向模拟模块的结构示意图；

图5是根据本公开实施例提供的一种压裂裂缝圆柱腔体的结构示意图；

图6是根据本公开实施例提供的一种围压泵的结构示意图；

图7是根据本公开实施例提供的一种数据采集模块的结构示意图；

图8是根据本公开实施例提供的一种评价暂堵球性能的方法流程图；

图9是根据本公开实施例提供的一种评价暂堵球性能的方法流程图；

图10是根据本公开实施例提供的一种评价暂堵球性能的方法流程图；

图11是根据本公开实施例提供的一种评价暂堵球性能的方法流程图。

1 泵注模块

2 第一流体管汇

3 暂堵转向水平测试模块

4 缝口孔眼暂堵转向模拟模块

5 数据采集模块

6 围压泵

7 第二流体管汇

8 废液罐

9 第三流体管汇

101 第一注入泵

102 第二注入泵

103 混合罐

201 第一分支管

202 第二分支管

203 第一开关阀门

204 第二开关阀门

301 暂堵转向测试筒

302 第一接头

303 第一孔眼

304 第二孔眼

401 压裂裂缝圆柱腔体

402 射孔孔眼锥形腔体

403 第二接头

404 第三接头

4011 圆柱体

4012 填充物

4013 圆柱腔体

4014 卡扣

4021 第三开关阀门

501 数据处理单元

502 第一测量仪

503 压力计

504 第二测量仪

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1是本公开提供的一种评价暂堵球性能的装置的结构示意图。参见图1，该评价暂堵球性能的装置包括：泵注模块1、第一流体管汇2、暂堵转向水平测试模块3、缝口孔眼暂堵转向模拟模块4和数据采集模块5；

泵注模块1的输出端通过第一流体管汇2与暂堵转向水平测试模块3的输入端连接，且泵注模块1用于泵注待评价的暂堵球，以及泵注暂堵球所需的流体，将流体和暂堵球泵入暂堵转向水平测试模块3；

暂堵转向水平测试模块3的侧壁上设置多个孔眼，暂堵转向水平测试模块3通过多个孔眼与缝口孔眼暂堵转向模拟模块4的一输入端连接，暂堵球随流体从孔眼进入缝口孔眼暂堵转向模拟模块4，且将缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中的模拟缝口堵住；

缝口孔眼暂堵转向模拟模块4的输出端与数据采集模块5连接，数据采集模块5用于采集缝口孔眼暂堵转向模拟模块4输出的流体的第一流量，根据第一流量，对暂堵球的转向性能进行评价。

数据采集模块5确定第一流量是否小于预设流量阈值；当第一流量小于预设流量阈值时，确定暂堵球的封堵性能好；当第一流量不小于预设流量阈值时，确定暂堵球的封堵性能差。在本公开实施例中，数据采集模块5还可以每隔一个采集周期采集一次缝口孔眼暂堵转向模拟模块3输出的流体的第一流量，得到m个采集周期的第一流量，确定m个采集周期的第一流量中小于预设流量阈值的第一流量的数量；当该数量大于预设数量时，确定暂堵球的封堵性能好；当该数量不大于预设数量时，确定暂堵球的封堵性能差。m为大于1的整数，且该预设数量可以根据m的大小进行设置并更改，在本公开实施例中，对预设数量不作具体限定；例如，m为5，则该预设数量可以为3；再如，m为10，则该预设数量可以为8。

暂堵球的数量和直径可以根据缝口孔眼暂堵转向模拟模块4的缝口孔眼大小进行设置并更改；当该缝口孔眼较大时，泵注模块1可以泵注较多数量的暂堵球；当该缝口孔眼较小时，泵注模块1可以泵注较少数量的暂堵球。并且，当该缝口孔眼较大时，泵注模块1可以泵注直径较大的暂堵球，当该缝口孔眼较小时，泵注模块1可以泵注直径较小的暂堵球。暂堵球的直径不大于第一流体管汇2的内径，并且，暂堵球的直径可以根据需要进行设置并更改，在本公开实施例中，对暂堵球的直径不作具体限定；例如，暂堵球的直径可以为5mm或者8mm等。该流体可以根据需要进行选择；例如，该流体可以为压裂液。

本公开将预定浓度、预定粒径的待评价暂堵球与预定量的流体泵入到暂堵转向水平测试模块3中的暂堵转向测试筒301中，由于流体遵循向阻力最小的方向流动的原则，会将暂堵球先带入渗透性最好的压裂裂缝圆柱腔体401，当暂堵球将所有压裂裂缝圆柱腔体401堵住后，根据数据采集模块5确定的第一流量对暂堵球的封堵性能进行判断，采用本公开实施例提供的装置能够快速、准确、直观地得到缝口暂堵转向过程中暂堵球的封堵性能。

在本公开实施例中，评价暂堵球性能的装置在对暂堵球的封堵性能进行评价时，泵注模块1以第一工作模式泵注暂堵球和流体。第一工作模式是低压大排量工作模式。另外，评价暂堵球性能的装置在对暂堵球的封堵性能进行评价之后，还能够对暂堵球的承压能力进行评价。当对暂堵球的承压能力进行评价时，泵注模块1由第一工作模式转入第二工作模式，以第二工作模式泵注流体。在对暂堵球的承压能力进行评价时，数据采集模块5还需要与泵注模块1的输出端连接。该采集模块每隔一个采集周期采集一次泵注模块1输出的流体的第一压力和缝口孔眼暂堵转向模拟模块4输出的流体的第一流量，确定第一流量大于预设流量阈值时的采集周期采集到的第一压力，第一压力即为暂堵球的最大承压值。其中，第二工作模式和第一工作模式不同。例如，第二工作模式可以为高压低排量工作模式。

评价暂堵球性能的装置在对暂堵球的封堵性能进行评价之后，还能够对暂堵球的转向能力进行评价。当对暂堵球的转向能力进行评价时，当暂堵球将所有压裂裂缝圆柱腔体401堵住后，泵注模块1由第一工作模式转入第二工作模式，以第二工作模式泵注流体，多个射孔孔眼锥形腔体402输出端的第三开关阀门4021可以根据需要设置耐压能力，该耐压能力可以根据不同的地层的耐压能力进行设置。当在暂堵球的承压能力内流体将第三开关阀门4021压裂开，即射孔孔眼锥形腔体402的输出端有流体流出，数据采集模块5采集到的第一流量发生变化，则说明暂堵球在该耐压能力的地层中的转向能力好；当在暂堵球的承压能力内流体不能将第三开关阀门4021压裂开，即射孔孔眼锥形腔体402的输出端没有流体流出，数据采集模块5采集到的第一流量不发生变化，则说明暂堵球在该耐压能力的地层中的转向能力不好。

由于泵注模块1需要两个不同的工作模式，因此，如图2所示，该泵注模块1可以包括：第一注入泵101、第二注入泵102和混合罐103；第一流体管汇2包括第一分支管201、第二分支管202、第一开关阀门203和第二开关阀门204；第一注入泵101的输出端通过第一分支管201上的第一开关阀门203与第一分支管201的输入端连接；第二注入泵102的输出端通过第二分支管202上的第二开关阀门204与第二分支管202的输出端连接；第一分支管201的输出端和第二分支管202的输出端分别与暂堵转向水平测试模块2的输入端连接。

第一注入泵101的工作模式为第一工作模式，而第二注入泵102的工作模式为第二工作模式。且第一注入泵101为低压大排量注入泵，该第一注入泵101可以为低压大排量螺杆泵，用于泵注携带有暂堵球的流体，模拟井筒流速和孔眼流量，使携带有暂堵球的流体充满暂堵转向水平测试模块3中的整个暂堵转向测试筒301。第二注入泵102为高压低排量注入泵，该第二注入泵102可以为高压低排量柱塞泵，用于推动暂堵转向测试筒301中的流体继续向缝口孔眼暂堵转向模拟模块4流入，增大暂堵转向测试筒301内的压强。

混合罐103中设置搅拌部，该搅拌部用于将流体与暂堵球进行混合搅拌，从而可以将暂堵球和流体充分混合。混合罐103的上端是封闭的，从而避免暂堵球泵出以及避免流体流出。当泵注模块1以第一工作模式泵注时，混合罐103中加入暂堵球和流体，混合罐103中的搅拌部将暂堵球和混合液充分混合；当泵注模块1以第二工作模式泵注时，混合罐103中只加入流体。

进一步地，如图3所示，暂堵转向水平测试模块3包括：暂堵转向测试筒301和第一接头302；第一接头302的一端与泵注模块1的输出端连接，第一接头302的另一端与暂堵转向测试筒301的输入端连接，且暂堵转向测试筒301上设置多个孔眼。

其中，暂堵转向测试筒301设置为水平方向上的，暂堵转向测试筒301的侧壁上设置有多个孔眼，孔眼可以以不同角度相位螺旋分布在暂堵转向测试筒301的侧壁上，暂堵转向测试筒301的长度、直径、多个孔眼的数量和多个孔眼的位置可以根据需要进行设置并更改，本公开实施例对此不作具体限定。例如，暂堵转向测试筒301的长度可以为0.5米、1米、1.5米，直径可以为20mm、30mm、40mm等，当暂堵转向测试筒301的长度为0.5米，直径为30mm时，暂堵转向测试筒301上可以分布8个孔眼，并且孔眼以60°相位角分布。第一接头302可以为丝扣接头或者螺丝等。

进一步地，如图4所示，缝口孔眼暂堵转向模拟模块4包括：多个压裂裂缝圆柱腔体401、多个射孔孔眼锥形腔体402、多个第二接头403和多个第三接头404；每个压裂裂缝圆柱腔体401的结构示意图如图5所示，每个压裂裂缝圆柱腔体401中心为圆柱体4011，圆柱体4011的外部填充模拟地质特点的填充物4012，圆柱体4011的侧壁设置有裂缝，多个压裂裂缝圆柱腔体401的一端通过多个第二接头403与暂堵转向水平测试模块3的侧壁上的多个第一孔眼303连接，且每个压裂裂缝圆柱腔体401与暂堵转向水平测试模块3相互垂直，每个压裂裂缝圆柱腔体401与数据采集模块5连接。

每个射孔孔眼锥形腔体402为圆锥体，每个圆锥体的出口端设置第三开关阀门4021，多个射孔孔眼锥形腔体设置的多个第三开关阀门4021可以为不同耐压等级的安全阀门，并且多个第三开关阀门4021的耐压等级可以根据需要进行设置并更改，例如，第三开关阀门4021可以为由弹簧控制的阀门，通过设置不同的弹簧弹力，设置不同耐压等级的阀门，用于模拟射孔后未压裂的孔眼，多个射孔孔眼锥形腔体402的一端通过多个第三接头404与暂堵转向水平测试模块3的侧壁上的多个第二孔眼304连接，且每个射孔孔眼锥形腔体402与暂堵转向水平测试模块3相互垂直，每个射孔孔眼锥形腔体402的另一端与数据采集模块5连接。

其中，暂堵转向水平测试模块3包括：暂堵转向测试筒301；因此，多个压裂裂缝圆柱腔体401的第一输入端通过多个第二接头403与暂堵转向测试筒301连接，且多个射孔孔眼锥形腔体402的第一输入端也通过多个第三接头404与暂堵转向测试筒301连接。多个第二接头403和多个第三接头404可以相同也可以不同，多个第二接头403和多个第三接头404可以为丝扣接头、螺丝等。

每个压裂裂缝圆柱腔体401中心为圆柱体，4011圆柱体的直径和长度可以根据需要进行设置并更改，本公开实施例对此不作具体限定，例如，圆柱体4011的直径可以为14-20mm的任一值，可以为14mm、15mm、17mm、18mm、19mm、20mm等，圆柱体4011的长度可以为1000mm，1500mm等。圆柱体4011的侧边设置有2-3条30-50mm长，0.05-0.1mm宽的长缝。本公开实施例对长缝的数量、长度和宽度不作具体限定，并且多条长缝的长度和宽度可以相同也可以不同，例如，圆柱体4011的侧边可以有两条长缝，长缝的长度分别为30mm和40mm，长缝的宽度可以都为0.05mm。

圆柱体的外部为可以充填模拟不同地质介质的圆柱腔体4013，最外边由两个半圆形的柱体组成，并且可以通过卡扣4014固定。相应的，压裂裂缝圆柱腔体401的外部填充第一地质介质。

压裂裂缝圆柱腔体401的数量可以为一个或者多个；当压裂裂缝圆柱腔体401的数量为多个时，缝口孔眼暂堵转向模拟模块4还包括多个第二接头403，且压裂裂缝圆柱腔体401的数量和第二接头403的数量相同。并且，一个压裂裂缝圆柱腔体401通过一个第二接头403与暂堵转向水平测试模块3的侧壁上的一个第一孔眼303连接。

多个压裂裂缝圆柱腔体401的结构相同，且多个压裂裂缝圆柱腔体401的外部均填充模拟地质介质。

每个射孔孔眼锥形腔体402为圆锥体，圆锥体的直径和长度可以根据需要进行设置并更改，本公开实施例对此不作具体限定，例如圆锥体的直径可以为11mm，长度可以为1000mm。每个射孔孔眼锥形腔体402的输出端设置第三开关阀门4021，第三开关阀门4021可以为不同耐压等级的安全阀门，并且第三开关阀门4021的耐压等级可以根据需要进行设置并更改，例如，第三开关阀门4021可以为由弹簧控制的阀门，通过设置不同的弹簧弹力，设置不同耐压等级的阀门。

在本公开实施例中，通过设置多个压裂裂缝圆柱腔体401，能够评价暂堵球在不同介质且不同相位下的转向性能。

每个压裂裂缝圆柱腔体401和每个射孔孔眼锥形腔体402的输出端都与数据采集模块5中的第一测量仪502连接，当第一注入泵101将流体和暂堵球泵入暂堵转向测试筒301后，根据流体向阻力最小方向流动的原则，暂堵球优先进入渗透想能较好的压裂裂缝圆柱腔体401，对裂缝进行暂堵，检测入口端的流量，压力及每个压裂裂缝圆柱腔体401和每个射孔孔眼锥形腔体402输出端的流量。待所有压裂裂缝圆柱腔体401的输出端不再有流体流出时，采用第二注入泵102，继续泵注，继续检测压力及出口端的流量，将数据传输至数据处理单元501。

本公开将预定浓度、预定粒径的暂堵球与预定量的流体加入到混合罐103中进行搅拌，先采用低压大排量的第一注入泵101泵注暂堵球和流体，由于流体遵循向阻力最小的方向流动的原则，会将暂堵球先带入渗透性最好的压裂裂缝圆柱腔体401，当暂堵球将压裂裂缝圆柱腔体401堵住后，第一测量仪502上的数据不再变化。此时，可以根据第一测量仪502的数据对暂堵球的封堵性能进行评价。

进一步地，当完成对暂堵球封堵性能的评价后，关闭第一注入泵101，打开高压低排量的第二注入泵102，继续向装置中泵注流体，实时通过压力计503检测装置内的压强，通过第二测量仪504测量流体中泵入的流体的流量。当第一测量仪502的数据再次发生变化，说明被暂堵球堵住的缝口被冲开，将此时的压力表503和第二测量仪504的数据输送给数据采集单元，此时，可以根据第压力计503的数据对暂堵球的承压能力进行评价。

进一步地，当完成对暂堵球封堵性能的评价后，关闭第一注入泵101，打开高压低排量的第二注入泵102，继续向装置中泵注流体，实时通过第一测量仪502观测射孔孔眼锥形腔体402的输出端的流体流量，第一测量仪502的数据再次发生变化，说明缝口孔眼暂堵转向模拟模块4完成转向，则可以得到暂堵球在该地层耐压强度下的转向能力。

需要说明的一点是，对暂堵球承压能力和转向性能的测试可以同时进行，即当完成对暂堵球封堵性能的评价后，关闭第一注入泵101，打开高压低排量的第二注入泵102，继续向装置中泵注流体，实时通过第一测量仪502观测射孔孔眼锥形腔体402的输出端的流体流量，第一测量仪502的数据再次发生变化，根据第一测量仪502的所连接的腔体的类型判断第一测量仪502的数据发生变化的原因，当数据是由于与圆柱形腔体连接的第一测量仪502测得时，则判断该暂堵球不适合该地层的压裂；当数据是由于与圆锥形腔体连接的第一测量仪502测得时，则判断该暂堵球适合该地层的压裂。

可选地，在本公开实施例中，缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中圆柱形腔体和圆锥形腔体中的圆柱体和圆锥体需要固定，相应的，如图6所示，该装置还包括：围压泵6和第二流体管汇7；围压泵6的输出端通过第二流体管汇7上的第四开关阀门701与缝口孔眼暂堵转向模拟模块4的另一输入端连接。

其中，围压泵6通过向缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中泵入流体，来改变缝口孔眼暂堵转向模拟模块4的内部压强，从而固定缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中的圆柱体和圆锥体，防止渗漏。

在本公开实施例中，缝口孔眼暂堵转向模拟模块4的输出端会输出流体，为了对流体重复利用，并防止环境污染，可以通过废液罐8收集该流体。相应的，该装置还包括：废液罐8和第三流体管汇9；废液罐8通过第三流体管汇9与缝口孔眼暂堵转向模拟模块4的输出端连接。

其中，缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中的压裂裂缝圆柱腔体401和射孔孔眼锥形腔体402的输出端通过第三流体管汇9与废液罐8连接，将排出到的流体收集起来，再次利用，防止污染。

进一步地，如图7所示，数据采集模块5包括：数据处理单元501和第一测量仪502；数据处理单元501与第一测量仪502的输出端连接，第一测量仪502的输入端与缝口孔眼暂堵转向模拟模块4的输出端连接。

由于缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中包括多个压裂裂缝圆柱腔体。缝口孔眼暂堵转向模拟模块4可能还包括射孔孔眼锥形腔体402。因此，数据采集模块5可以包括多个第一测量仪502，一个腔体与一个第一测量仪502连接。例如，缝口孔眼暂堵转向模拟模块4包括2个压裂裂缝圆柱腔体401，则数据采集模块5包括2个第一测量仪502，一个第一测量仪502与一个压裂裂缝圆柱腔体401连接，另一个第一测量仪502和另一个压裂裂缝圆柱腔体401连接。其中，第一测量仪402可以为天平或者流量计等。

第一测量仪502可以包括多个天平或流量计。缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中多个压裂裂缝圆柱腔体401和多个射孔孔眼锥形腔体402的输出端还与第一测量仪502连接，通过观察第一测量仪502的测量结果，判断多个压裂裂缝圆柱腔体401中的模拟缝口是否被堵住，当与多个压裂裂缝圆柱腔体401对应的第一测量仪502的数值不再变化时，说明多个压裂裂缝圆柱腔体401的缝口已经被堵住，此时，应关闭第一注入泵101，打开第二注入泵102继续泵入流体，直到与多个压裂裂缝圆柱腔体401对应的第一测量仪502的数值又开始变化时说明暂堵球被冲开。

由于评价暂堵球性能的装置还可以对暂堵球的承压能力进行评估。相应的，数据采集模块5还包括：压力计503和第二测量仪504；压力计503的输入端和第二测量仪504的输入端分别与泵注模块1的输出端连接，压力计503的输出端和第二测量仪504的输出端分别与数据采集单元连接。

其中，压力计503和第二测量仪504的输入端分别与泵注模块1的输出端连接，用于测量泵注模块1泵出的流体的流量，来计算流体的泵入流体的体积、流速和管内的压强。

本公开将预定浓度、预定粒径的暂堵球与预定量的流体加入到混合罐中进行搅拌，先采用低压大排量的第一注入泵泵注暂堵球和流体，由于流体遵循向阻力最小的方向流动的原则，会将暂堵球先带入渗透性最好的压裂裂缝圆柱腔体，当暂堵球将压裂裂缝圆柱腔体和堵住后，第一测量仪上的数据不再变化。此时，可以根据第一测量仪的数据对暂堵球的转向性能进行评价。

进一步地，当完成对暂堵球封堵性能的评价后，关闭第一注入泵，打开高压低排量的第二注入泵，继续向装置中泵注流体，实时通过压力计检测装置内的压强，通过第二测量仪测量流体中泵入的流体的流量。当第一测量仪的数据再次发生变化，说明被暂堵球堵住的缝口被冲开，将此时的压力表和第二测量仪的数据输送给数据采集单元，得到缝口暂堵转向的封堵效果及承压能力。

进一步地，当完成对暂堵球封堵性能的评价后，关闭第一注入泵，打开高压低排量的第二注入泵，继续向装置中泵注流体，实时通过第一测量仪观测射孔孔眼锥形腔体的输出端的流体流量，第一测量仪的数据再次发生变化，说明缝口孔眼暂堵转向模拟模块完成转向，则可以得到暂堵球在该地层耐压强度下的转向能力。

另外，本装置还连接围压泵，通过围压泵调节压裂裂缝圆柱腔体或射孔孔眼锥形腔体的围压，加固压裂裂缝圆柱腔体或射孔孔眼锥形腔体内的圆柱体或圆锥体。

采用本公开实施例提供的装置能够快速、准确、直观地得到缝口暂堵转向过程中暂堵球加量、浓度、粒径、排量对暂堵效果的影响，为水平井暂堵转向压裂中暂堵球的选择、暂堵球用量、泵注参数优化提供依据。

图8是根据本公开实施例提供的一种评价暂堵球性能的方法流程图。如图8所示，该评价暂堵球性能的方法包括以下步骤。

在步骤801中，泵注模块1泵注待评价的暂堵球，以及泵注暂堵球所需的流体，通过第一流体管汇2将流体和暂堵球泵入暂堵转向水平测试模块3。

在本步骤中，泵注模块1有两种工作模式，第一工作模式是低压大排量工作模式，此时开启第一注入泵101，向第一流体管汇2中泵注暂堵球和流体；第二工作模式为高压低排量工作模式，此时开启第二注入泵102，仅向第一流体管汇2中泵注流体。

在步骤802中，暂堵转向水平测试模块3将暂堵球随流体从其上的多个孔眼流入缝口孔眼暂堵转向模拟模块4。

在本步骤中，暂堵球随流体通过暂堵转向水平测试模块3后流入缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中。

在步骤803中，缝口孔眼暂堵转向模拟模块4通过暂堵球将缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中的模拟缝口堵住；和/或，缝口孔眼暂堵转向模拟模块4通过暂堵球将缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中的模拟射孔后未压裂的孔眼撑开。

在本步骤中，当对暂堵球进行封堵性能和承压能力进行测试时，缝口孔眼暂堵转向模拟模块4通过暂堵球将缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中的模拟缝口堵住；当对暂堵球的转向性能进行测试时，缝口孔眼暂堵转向模拟模块4通过暂堵球将缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中的模拟射孔后未压裂的孔眼撑开。

其中，模拟缝口通过多个压裂裂缝圆柱腔体401模拟，模拟射孔后未压裂的孔眼通过多个射孔孔眼锥形腔体402模拟。

实验过程中，需要确保***中通过每个孔眼的流体流量与现场施工时通过现场孔眼的流体流量相同，但***中第一注入泵101和第二注入泵102的泵注能力与现场施工时的注入泵的泵注能力有偏差，因此采用了相似准则，即根据孔眼单位时间内的流量相等的原理，根据第一注入泵101的泵注能力选择合适的孔眼数进行模拟。

其中，压裂裂缝圆柱腔体401和射孔孔眼锥形腔体402的总个数可以通过以下方法确定：首先，获取现场施工时实际施工井缝口暂堵转向压裂的孔眼数和泵注排量，根据孔眼数和泵注排量确定每个孔眼单位时间内的流量，再结合第一注入泵101的最大泵注能力，根据孔眼单位时间内的流量相等的原理，计算得到压裂裂缝圆柱腔体401和射孔孔眼锥形腔体402的总个数。例如，当实际施工井的孔眼直径为10mm，排量为4L/min，压力为80MPA，孔眼数量为48时，实验室中模拟孔眼的直径为10mm，排量为2L/min，压力为0.384MPA时，相应的，根据压力相似定理，实验室中模拟孔眼的个数应该为5。暂堵转向测试筒上的其他孔眼用堵头封堵。

压力相似定理公式如下，

其中，Δp为实际施工井中孔眼的压力；Δp'为实验室中模拟孔眼的压力；ρ为流体的密度；Q为实际施工井中流体的流量；Q'为实验室中暂堵转向测试筒301中流体的流量；d为实际施工井中井筒的直径；d'为实验室中暂堵转向测试筒301的直径；x为实际施工中炮眼直径与实验室中炮眼直径比值；y为实验室中压裂液密度与实际施工中压裂液密度比值；z为实验室排量与实际施工中排量比值；k为实验室中模拟炮眼与实际施工中炮眼数比值。

在步骤804中，数据采集模块5采集缝口孔眼暂堵转向模拟模块4输出的流体的第一流量，根据第一流量，对暂堵球的性能进行评价。

在本步骤中，数据采集模块5对暂堵球的性能进行评价，当选择的多个压裂裂缝圆柱腔体401中填充的模拟地质的介质为相同填充介质，并且，多个压裂裂缝圆柱腔体401连接不同相位的孔眼时，数据采集模块5可以对暂堵球在相同渗透率下，不同相位上的封堵性能进行评价；当选择的多个压裂裂缝圆柱腔体401中填充的模拟地质的介质为不同填充介质，并且，多个压裂裂缝圆柱腔体401连接同一相位的不同孔眼时，数据采集模块5可以对暂堵球在相同相位不同渗透率下，的封堵性能进行评价。当选择的腔体为至少一个压裂裂缝圆柱腔体401和多个射孔孔眼锥形腔体402时，可以对暂堵球的转向性能进行评价，当多个射孔孔眼锥形腔体402出口端的多个第三开关阀门4021为相同耐压等级的安全阀门，并且，多个射孔孔眼锥形腔体402连接在不同相位上的多个孔眼上时，对暂堵球在同一耐压程度的地质环境中，不同相位下的转向性能进行评价；当多个射孔孔眼锥形腔体402出口端的多个第三开关阀门4021为不同耐压等级的安全阀门，并且，多个射孔孔眼锥形腔体402连接在相同相位上的多个孔眼上时，对暂堵球在同一相位下不同耐压程度的地质环境中的转向性能进行评价。

本公开通过将预定浓度、预定粒径的暂堵球与预定量的流体加入到本装置中，通过泵注模块1将待评价的暂堵球和流体泵入第一流体管汇2中，进而暂堵球随流体进入暂堵转向水平测试模块3和缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中，通过数据采集模块5采集到的第一流量对待评价暂堵球的性能进行评价，能够快速、准确、直观地得到缝口暂堵转向过程中暂堵球加量、浓度、粒径、排量对暂堵效果的的影响，为水平井暂堵转向压裂中暂堵球优选、暂堵球用量、泵注参数优化提供依据。

图9是根据本公开实施例提供的一种评价暂堵球在不同相位上封堵性能的方法流程图。如图9所示，该评价暂堵球在不同相位上封堵性能的方法包括以下步骤。

在步骤901中，第一注入泵101泵注暂堵球，以及泵注暂堵球所需的流体，通过第一流体管汇2将流体和暂堵球泵入暂堵转向水平测试模块3。

在本步骤中，向混合罐103中加入待泵注的暂堵球以及泵注暂堵球所需要的流体，暂堵球和流体在混合罐103中混合均匀后，通过第一注入泵101泵入第一流体管汇2，其中第一注入泵101为低压大排量注入泵，第一注入泵101可以为低压大排量螺杆泵，用于泵注携带有暂堵球的流体，模拟井筒流速和孔眼流量，使携带有暂堵球的流体充满暂堵转向水平测试模块3中的整个暂堵转向测试筒301。

在步骤902中，暂堵转向水平测试模块3将暂堵球随流体从其上的多个孔眼流入缝口孔眼暂堵转向模拟模块4。

暂堵球随流体通过第一流体管汇22后，继续随流体进入暂堵转向水平测试模块3，通过暂堵转向水平测试模块3上的多个孔眼流入缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中。

在步骤903中，缝口孔眼暂堵转向模拟模块4通过暂堵球将缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中的模拟缝口堵住。

缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中，包括多个压裂裂缝圆柱腔体401，由于流体遵循向阻力最小的方向流动的原则，会将暂堵球先带入渗透性最好的一个压裂裂缝圆柱腔体401中，进而将模拟缝口堵住。

在步骤904中，数据采集模块5采集每个压裂裂缝圆柱腔体401的模拟缝口输出的第一流量。

数据采集模块5中的第一测量仪502实时测量每个压裂裂缝圆柱腔体401输出端输出的流体的第一流量；同时，第二测量仪504实时监测泵入的流体的流量，压力计503503实时监测第一流体管汇22中的压强，并将数据传输至数据处理单元501。

在步骤905中，数据采集模块5根据每个压裂裂缝圆柱腔体401的模拟缝口输出的第一流量对暂堵球在不同相位上的封堵性能进行评价。

数据模块5中的数据处理单元501对采集到的数据进行处理，数据采集模块5确定第一流量是否小于预设流量阈值；当第一流量小于预设流量阈值时，确定暂堵球的封堵性能好；当第一流量不小于预设流量阈值时，确定暂堵球的封堵性能差。在本公开实施例中，数据采集模块5还可以每隔一个采集周期采集一次缝口孔眼暂堵转向模拟模块43输出的流体的第一流量，得到m个采集周期的第一流量，确定m个采集周期的第一流量中小于预设流量阈值的第一流量的数量；当该数量大于预设数量时，确定暂堵球的封堵性能好；当该数量不大于预设数量时，确定暂堵球的封堵性能差。m为大于1的整数，且该预设数量可以根据m的大小进行设置并更改，在本公开实施例中，对预设数量不作具体限定；例如，m为5，则该预设数量可以为3；再如，m为10，则该预设数量可以为8。

其中，多个压裂裂缝圆柱腔体401为相同填充介质、相同围压的压裂裂缝圆柱腔体401，且多个压裂裂缝圆柱腔体401分别设置在不同相位的孔眼上。通过每个压裂裂缝圆柱腔体401输出的第一流量对暂堵球在不同相位上的封堵性能进行评价。

改变暂堵球的粒径、浓度等，重复步骤901-905，绘制暂堵球粒径、暂堵球浓度与暂堵球在不同相位下暂堵球封堵性能的变化曲线。

本公开通过将预定浓度、预定粒径的暂堵球与预定量的流体加入到本装置中，通过泵注模块1将待评价的暂堵球和流体泵入第一流体管汇2中，进而暂堵球随流体进入暂堵转向水平测试模块3和缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中，通过数据采集模块5采集到的第一流量对待评价暂堵球在不同相位上的封堵性能进行评价，能够快速、准确、直观地得到缝口暂堵转向过程中不同相位上暂堵球的封堵性能，为水平井暂堵转向压裂中暂堵球优选、暂堵球用量、泵注参数优化提供依据。

图10为根据本公开实施例提供的一种评价暂堵球在不同相位上承压能力的方法流程图。该方法在上述步骤901-905之后执行，如图10所示，该评价暂堵球在不同相位上承压能力的方法包括以下步骤。

在步骤1001中，关闭第一注入泵101，打开第二注入泵102，泵注流体。

当暂堵球将所有压裂裂缝圆柱腔体401堵住后，关闭第一注入泵101，向混合罐103中加入流体，打开第二注入泵102，继续向第一流体管汇2中泵注流体。其中，第二注入泵102为高压低排量注入泵，该第二注入泵102可以为高压低排量柱塞泵，用于推动暂堵转向测试筒301中的流体继续向缝口孔眼暂堵转向模拟模块4流入，增大暂堵转向测试筒301内的压强。

在步骤1002中，暂堵转向水平测试模块3将流体随流体从其上的多个孔眼流入缝口孔眼暂堵转向模拟模块4。

本步骤与步骤902相同，在此不再赘述。

在步骤1003中，缝口孔眼暂堵转向模拟模块4通过流体将被堵住的模拟缝口撑开。

当继续向缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中加入流体时，缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中的压强越来越大，当压强到达暂堵球所能承受的最大压力时，模拟缝口再次被撑开，以此时缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中的压强作为被测暂堵球的承压能力。

在步骤1004中，数据采集模块5采集缝口孔眼暂堵转向模拟模块4输出的流体的第一流量。

模拟缝口被堵住后，数据采集模块5采集到的多个压裂裂缝圆柱腔体401的第一流量不再变化，当模拟缝口再次被撑开后，数据采集模块5采集到的多个压裂裂缝圆柱腔体401的第一流量再次增大。

在步骤1005中，数据采集模块5根据每个压裂裂缝圆柱腔体401的模拟缝口输出的第一流量对暂堵球在不同相位上的承压能力进行评价。

在本步骤中，当检测到压裂裂缝圆柱腔体401的模拟缝口输出的第一流量再次增大时，数据采集模块5中的压力计503测量第一流体管汇2中的压强即为暂堵球所能承受的最大压强。

改变暂堵球的粒径、浓度等，重复步骤1001-1005，绘制暂堵球粒径、暂堵剂浓度与暂堵球在不同相位下暂堵球承压能力的变化曲线。

本公开通过将预定浓度、预定粒径的暂堵球与预定量的流体加入到本装置中，通过泵注模块1将待评价的暂堵球和流体泵入第一流体管汇2中，进而暂堵球随流体进入暂堵转向水平测试模块3和缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中，通过数据采集模块5采集到的第一流量对待评价暂堵球在不同相位上的承压能力进行评价，能够快速、准确、直观地得到缝口暂堵转向过程中不同相位上暂堵球的承压能力，为水平井暂堵转向压裂中暂堵球优选、暂堵球用量、泵注参数优化提供依据。

图11为根据本公开实施例提供的一种评价暂堵球在不同相位上转向性能的方法流程图。该方法可以在上述步骤901-905之后执行，如图11所示，该评价暂堵球在不同相位上转向性能的方法包括以下步骤。

在步骤1101中，关闭第一注入泵101，打开第二注入泵102，泵注流体。

本步骤与步骤1001相同，在此不再赘述。

在步骤1102中，暂堵转向水平测试模块3将流体随流体从其上的多个孔眼流入缝口孔眼暂堵转向模拟模块4。

本步骤与步骤902相同，在此不再赘述。

在步骤1103中，缝口孔眼暂堵转向模拟模块4通过流体将缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中的模拟射孔后未压裂的孔眼撑开。

缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中的射孔孔眼锥形腔体402中的一端设置有不同耐压等级的安全阀门，用来模拟不同耐压等级的地质，当射孔孔眼锥形腔体402中的压强达到了安全阀门的耐压强度时，安全阀门被撑开。

在步骤1104中，数据采集模块5采集每个射孔孔眼锥形腔体402的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量。

模拟缝口被堵住后，数据采集模块5采集到的多个压裂裂缝圆柱腔体401的第一流量不再变化，当模拟射孔后未压裂的孔眼被撑开后，数据采集模块5采集到的多个射孔孔眼锥形腔体402的第一流量增大。

在步骤1105中，数据采集模块5根据每个射孔孔眼锥形腔体402的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量对暂堵球的转向性能进行评价。

在本步骤中，当检测到射孔孔眼锥形腔体402的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量增大时，说明暂堵球在该耐压能力的地层中的转向能力好；当在暂堵球的承压能力内流体不能将第三开关阀门4021压裂开，即射孔孔眼锥形腔体402的输出端没有流体流出，数据采集模块5采集到的第一流量不发生变化，则说明暂堵球在该耐压能力的地层中的转向能力不好。

改变暂堵球的粒径、浓度等，重复步骤1101-1105，绘制暂堵球粒径、暂堵剂浓度与暂堵球在不同相位下暂堵球转向性能的变化曲线。

本公开通过将预定浓度、预定粒径的暂堵球与预定量的流体加入到本装置中，通过泵注模块将待评价的暂堵球和流体泵入第一流体管汇中，进而暂堵球随流体进入暂堵转向水平测试模块3和缝口孔眼暂堵转向模拟模块4中，通过数据采集模块5采集到的第一流量对待评价暂堵球在不同相位上的转向性能进行评价，能够快速、准确、直观地得到缝口暂堵转向过程中不同相位上暂堵球的转向性能，为水平井暂堵转向压裂中暂堵球优选、暂堵球用量、泵注参数优化提供依据。

需要说明的一点是，本方法还可以对不同渗透率下的暂堵球的性能进行测试，当对不同渗透率下暂堵球的性能进行测试时，选用多个不同填充介质的压裂裂缝圆柱腔体，并将多个压裂裂缝圆柱腔体连接同一相位上的多个孔眼，重复上述步骤，即可对不同渗透率下暂堵球进行评价。

以上仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种评价暂堵球性能的装置，其特征在于，所述装置包括：泵注模块(1)、第一流体管汇(2)、暂堵转向水平测试模块(3)、缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)和数据采集模块(5)；

所述泵注模块(1)的输出端通过所述第一流体管汇(2)与所述暂堵转向水平测试模块(3)的输入端连接，且所述泵注模块(1)用于泵注待评价的暂堵球，以及泵注所述暂堵球所需的流体，将所述流体和所述暂堵球泵入所述暂堵转向水平测试模块(3)；

所述暂堵转向水平测试模块(3)的侧壁上设置多个孔眼，所述暂堵转向水平测试模块(3)通过所述多个孔眼与所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)的一输入端连接，所述暂堵球随所述流体从所述孔眼进入所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)，且将所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)中的模拟缝口堵住；

所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)的输出端与所述数据采集模块(5)连接，所述数据采集模块(5)用于采集所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)输出的流体的第一流量，根据所述第一流量，对所述暂堵球的性能进行评价。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述泵注模块(1)包括：第一注入泵(101)和第二注入泵(102)和混合罐(103)；所述第一流体管汇(2)包括第一分支管(201)、第二分支管(202)、第一开关阀门(203)、第二开关阀门(204)；

所述混合罐(103)的输出端分别与所述第一注入泵(101)和所述第二注入泵(102)的输入端连接；

所述第一注入泵(101)的输出端通过所述第一分支管(201)上的第一开关阀门(203)与所述第一分支管(201)的输入端连接；

所述第二注入泵(102)的输出端通过所述第二分支管(202)上的第二开关阀门(204)与所述第二分支管(202)的输入端连接；

所述第一分支管(201)的输出端和所述第二分支管(202)的输出端分别与所述暂堵转向水平测试模块(2)的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述暂堵转向水平测试模块(3)包括：暂堵转向测试筒(301)和第一接头(302)；

所述第一接头(302)的一端与所述第一流体管汇(2)的输出端连接，所述第一接头(302)的另一端与所述暂堵转向测试筒(301)的输入端连接，且所述暂堵转向测试筒(301)上设置所述多个孔眼。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)包括：多个压裂裂缝圆柱腔体(401)、多个射孔孔眼锥形腔体(402)、多个第二接头(403)和多个第三接头(404)；

每个压裂裂缝圆柱腔体(401)中心为圆柱体，所述圆柱体的外部填充模拟地质特点的填充物，所述圆柱体的侧壁设置有裂缝，所述多个压裂裂缝圆柱腔体(401)的一端通过所述多个第二接头(403)与所述暂堵转向水平测试模块(3)的侧壁上的多个第一孔眼(303)连接，且所述每个压裂裂缝圆柱腔体(401)与所述暂堵转向水平测试模块(3)相互垂直，所述每个压裂裂缝圆柱腔体(401)与所述数据采集模块(5)连接；

每个射孔孔眼锥形腔体(402)的中心为圆锥体，每个圆锥体的出口端设置第三开关阀门(4021)，所述多个射孔孔眼锥形腔体(402)设置的多个第三开关阀门(4021)为不同耐压等级的安全阀门，所述多个射孔孔眼锥形腔体(402)用于模拟射孔后未压裂的孔眼，所述多个射孔孔眼锥形腔体(402)的一端通过所述多个第三接头(404)与所述暂堵转向水平测试模块(3)的侧壁上的多个第二孔眼(304)连接，且所述每个射孔孔眼锥形腔体(402)与所述暂堵转向水平测试模块(3)相互垂直，所述每个射孔孔眼锥形腔体(402)的另一端与所述数据采集模块(5)连接。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：围压泵(6)和第二流体管汇(7)；

所述围压泵(6)的输出端通过所述第二流体管汇(7)上的第四开关阀门(701)与所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)的另一输入端连接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：废液罐(8)和第三流体管汇(9)；

所述废液罐(8)通过所述第三流体管汇(9)与所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)的输出端连接。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据采集模块(5)包括：数据处理单元(501)和第一测量仪(502)；

所述数据处理单元(501)与所述第一测量仪(502)的输出端连接，所述第一测量仪(502)的输入端与所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)的输出端连接。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述数据采集模块(5)还包括：压力计(503)和第二测量仪(504)；

所述压力计(503)的输入端和所述第二测量仪(504)的输入端分别与所述第一流体管汇(2)的输出端连接，所述压力计(503)的输出端和所述第二测量仪(504)的输出端分别与所述数据处理单元(501)连接。

9.一种评价暂堵球性能的方法，其特征在于，所述方法应用在权利要求1-8任一所述的评价暂堵球性能的装置中，所述方法包括：

泵注模块(1)泵注待评价的暂堵球，以及泵注所述暂堵球所需的流体，通过所述第一流体管汇(2)将所述流体和所述暂堵球泵入所述暂堵转向水平测试模块(3)；

所述暂堵转向水平测试模块(3)将所述暂堵球随所述流体从其上的多个孔眼流入所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)；

所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)通过所述暂堵球将所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)中的模拟缝口堵住；和/或，所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)通过所述流体将所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)中的模拟射孔后未压裂的孔眼撑开；

数据采集模块(5)采集所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)输出的流体的第一流量，根据所述第一流量，对所述暂堵球的性能进行评价。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述数据采集模块(5)采集所述缝口孔眼暂堵转向模拟模块(4)输出的流体的第一流量，根据所述第一流量，对所述暂堵球的性能进行评价，包括：

所述数据采集模块(5)采集每个压裂裂缝圆柱腔体(401)的模拟缝口输出的第一流量，以及采集每个射孔孔眼锥形腔体(402)的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量；

所述数据采集模块(5)根据所述每个压裂裂缝圆柱腔体(401)的模拟缝口输出的第一流量对所述暂堵球的封堵性能及承压能力进行评价，以及根据所述每个射孔孔眼锥形腔体(402)的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量对所述暂堵球的转向性能进行评价。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述泵注模块(1)泵注待评价的暂堵球，以及泵注所述暂堵球所需的流体，通过所述第一流体管汇(2)将所述流体和所述暂堵球泵入所述暂堵转向水平测试模块(3)，包括：

第一注入泵(101)泵注暂堵球，以及泵注所述暂堵球所需的流体，通过所述第一流体管汇(2)将所述流体和所述暂堵球泵入所述暂堵转向水平测试模块(3)；

在所述多个压裂裂缝圆柱腔体(401)通过所述暂堵球将所述压裂裂缝圆柱腔体(401)的模拟缝口堵住后，第二注入泵(102)泵注所述流体。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述数据采集模块(5)根据所述每个压裂裂缝圆柱腔体(401)的模拟缝口输出的第一流量对所述暂堵球的封堵性能及承压能力进行评价，包括：

所述数据采集模块(5)根据所述每个压裂裂缝圆柱腔体(401)的模拟缝口输出的第一流量对所述暂堵球在不同相位上的封堵性能及承压能力进行评价，所述多个压裂裂缝圆柱腔体(401)为相同填充介质、相同围压的压裂裂缝圆柱腔体，且所述多个压裂裂缝圆柱腔体(401)分别设置在不同相位的孔眼上。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述数据采集模块(5)根据所述每个压裂裂缝圆柱腔体(401)的模拟缝口输出的第一流量对所述暂堵球的封堵性能及承压能力进行评价，包括：

所述数据采集模块(5)根据所述每个压裂裂缝圆柱腔体(401)的模拟缝口输出的第一流量对所述暂堵球在不同渗透率上的封堵性能及承压能力进行评价，所述多个压裂裂缝圆柱腔体(401)为不同填充介质、相同围压的压裂裂缝圆柱腔体(401)分别设置在相同相位的孔眼上。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述数据采集模块(5)根据所述每个射孔孔眼锥形腔体(402)的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量对所述暂堵球的转向性能进行评价包括：

所述数据采集模块(5)根据所述每个射孔孔眼锥形腔体(402)的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量对所述暂堵球的在不同相位上的转向性能进行评价，所述多个射孔孔眼锥形腔体(402)为多个第三开关阀门(4021)为相同耐压等级的安全阀门的射孔孔眼锥形腔体(402)，分别设置在不同相位的孔眼上。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述数据采集模块(5)根据所述每个射孔孔眼锥形腔体(402)的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量对所述暂堵球的转向性能进行评价包括：

所述数据采集模块(5)根据所述每个射孔孔眼锥形腔体(402)的模拟射孔后未压裂的孔眼输出的第一流量对所述暂堵球的在不同耐压等级上的转向性能进行评价，所述多个射孔孔眼锥形腔体(402)为多个第三开关阀门(4021)为不同耐压等级的安全阀门的射孔孔眼锥形腔体(402)，分别设置在相同相位的孔眼上。

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