CN211115944U - 一种生产井裂缝模拟*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种生产井裂缝模拟***。所述***可包括：壳体、第一和第二盖板、第一和第二岩板、支撑剂，壳体具有贯通腔体且该腔体具有第一、第二开口；第一盖板覆盖在第一开口上并包括M组孔道，每组孔道包括第一外孔道和第一测压孔道；第二盖板覆盖在第二开口上并包括N组孔道，每组孔道包括第二外孔道和第二测压孔道；第一岩板位于腔体内一侧且与第一盖板连接，并设有M个第一内孔道；第二岩板位于腔体内另一侧且与第二盖板连接，并设有N个第二内孔道；支撑剂设在腔体与第一、第二岩板围成的铺置带中。本实用新型有益效果包括：装置结构、简便，设计科学合理；能够实现对生产井中气液流体的模拟；能够为气井动态压力场预测提供实验支撑。

Description

一种生产井裂缝模拟***

技术领域

本实用新型涉及非常规油气藏增产改造技术领域，特别地，涉及一种生产井裂缝模拟***。

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、井筒气液两相流与地层渗流耦合的试井模型来进行的；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，例如，尚无一种能够用于水力裂缝-天然裂缝多尺度裂缝条件下缝内流动干扰物理模拟实验的生产井裂缝模拟装置。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型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，本实用新型的目的之一在于提供一种生产井裂缝模拟***装置，以用来模拟天然裂缝发育和生产井中的气液两相情况。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种生产井裂缝模拟***。所述***可包括：壳体、第一盖板、第二盖板、第一岩板、第二岩板，其中，壳体具有贯通的腔体且该腔体在壳体外表面上形成了相互面对的第一、第二开口，壳体上还设置有将外界和腔体连通且相互面对的入口通道和出口通道，入口通道和出口通道的轴线都垂直于所述腔体的轴线；第一盖板覆盖在所述第一开口之上，第一盖板上设置有沿第一方向分布的M组孔道，每组孔道都包括贯通盖板两个板面的第一外孔道和第一测压孔道，M为大于1的整数，第一方向为所述入口通道至出口通道的方向；第二盖板覆盖在所述第二开口之上，第二盖板上设置有沿第一方向分布的N组孔道，每组孔道都包括贯通盖板两个板面的第二外孔道和第二测压孔道，N为大于1的整数；第一岩板位于所述腔体内一侧且其一个板面与第一盖板覆盖在第一开口上的板面相连接，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、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；第二岩板位于所述腔体内另一侧且其一个板面与第二盖板覆盖在第二开口上的板面相连接，第二岩板和第一岩板互相面对，第二岩板上设置有N个沿第一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、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；所述腔体与第一、第二岩板围成了铺置带，所述壳体的入口通道和出口通道与所述铺置带连通。

根据本实用新型的一个示例性实施例，所述***还可包括设置在所述铺置带中的支撑剂。

根据本实用新型的一个示例性实施例，所述第一盖板和壳体之间可以通过若干个第一固定件进行连接，所述第二盖板和壳体之间可以通过若干个第二固定件进行连接。

根据本实用新型的一个示例性实施例，所述第一盖板和第一岩板之间通过若干个第三固定件进行连接，所述第二盖板与第二岩板之间通过若干个第四固定件进行连接。

根据本实用新型的一个示例性实施例，所述***还可包括能够放置所述壳体的底座、以及用于支撑底座的升降机构，升降机构包括至少两根连接在底座底面不同位置的升降柱。

根据本实用新型的一个示例性实施例，所述第一、第二岩板与邻近的所述壳体腔体壁之间都可通过密封件进行密封。

根据本实用新型的一个示例性实施例，所述第一岩板和第二岩板互相面对的两个板面都可为人为刻蚀粗糙面。

根据本实用新型的一个示例性实施例，所述***还可包括加热单元，加热单元能够对所述壳体进行加热。

根据本实用新型的一个示例性实施例，所述加热单元包括加热套，所述壳体能够设置在所述加热套之内。

根据本实用新型的一个示例性实施例，所述M和N的数量可相同。

根据本实用新型的一个示例性实施例，所述第一外孔道和第一内孔道的孔径可相同，所述第二外孔道和第二内孔道的孔径可相同。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果可包括：装置结构、简便，设计科学合理；能够实现对生产井中气液流体的模拟；能够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，本实用新型的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本实用新型的生产井裂缝模拟***缝高-缝宽平面的一个剖视示意图；

图2示出了本实用新型第一盖板的一个俯视图；

图3示出了本实用新型壳体的一个俯视图；

图4示出了本实用新型的底座和支撑柱的示意图；

主要附图标记说明：

10-壳体，11-腔体，12-入口通道，13-出口通道，14-沟槽，15-壳体连接孔道；20-第一盖板，21-第一外孔道，22-第一测压孔道，23-盖板连接孔道；30-第二盖板，31-第二外孔道，32-第二测压孔道；40-第一岩板，41-第一内孔道；50-第二岩板，51-第二内孔道；60-铺置带；71-第一固定件，72-第二固定件，73-第三固定件，74-第四固定件；80-底座；90-支撑柱。

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实用新型的生产井裂缝模拟***。本实用新型的第一、第二、第三和第四不表示先后顺序，仅用于相互区别。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述生产井裂缝模拟***能够模拟人工支撑裂缝。

如图1所示，所述生产井裂缝模拟***可包括：

壳体10、第一盖板20、第二盖板30、第一岩板40和第二岩板50。

壳体10可具有一个贯通的腔体11，该腔体在壳体外表面上形成了相互面对的第一、第二开口。如图3所示，10壳体上还可设置有将外界和腔体连通且相互面对的入口通道12和出口通道13，入口通道12和出口通道13的轴线都垂直于腔体11的轴线。壳体10的材质可为钢材，例如06Cr19Ni10。入口通道12和出口通道13可分别构成生产井模拟***的进入端和排出端；如图3所示，壳体10在沿长度方向两端面中心开设孔道，以形成模拟生产井裂缝模拟***的流体进入通道(即入口通道12)和流体流出通道(即出口通道13)，仅作为一个示例说明，所述孔道尺寸均可为8mm(孔径)×50mm(长度)。

第一盖板20覆盖在壳体10的第一开口之上，第一盖板20可通过若干个第一固定件71与壳体10连接，第一固定件可包括紧固螺栓，紧固螺栓的数量可根据具体情况来确定。第一盖板20上可设置有沿第一方向分布的M组孔道，每组孔道都包括贯通第一盖板20两个板面的第一外孔道21和第一测压孔道22。M为大于1整数，具体可根据需求来设置，例如3～10，再如5。第一方向为所述入口通道12至出口通道13的方向。

第二盖板30覆盖在壳体10的第二开口之上，第二盖板30也可通过若干个第二固定件72与壳体10连接，第二固定件72可包括紧固螺栓，第二紧固螺栓72的数量可根据具体情况来确定。第二盖板上可设置有沿第一方向分布的N组孔道，每组孔道都包括贯通第二盖板30两个板面的第二外孔道31和第二测压孔道32，N为大于1整数，具体可根据需求来设置，例如5。如图1所示，所述第一、第二盖板上沿长度方向可均开设5组共10个孔道，每个孔道尺寸可以为5mm(孔径)×30mm(长度)。

第一岩板40位于所述腔体11内的一侧且其一个板面与第一盖板20覆盖在第一开口上的板面相连接。第一岩板40上设置有M个沿第一方向分布且能够分别对应各个第一外孔道21的第一内孔道41，第一内孔道41贯通第一岩板40的两个板面，成对应关系的第一外孔道21、第一内孔道41的轴线在同一直线上。第一岩板40与其邻近或接触的腔体壁之间可进行密封，例如通过密封胶，再例如动态密封胶。第一盖板20和第一岩板40之间可通过若干个第三固定件73连接，第三固定件73可包括紧固螺栓，第三紧固螺栓73的数量可根据具体情况来确定。

第二岩板50位于所述腔体11内的另一侧且其一个板面与第二盖板30覆盖在第二开口上的板面相连接。第一、第二岩板分别分布在腔体11的两侧且两者的板面互相面对。第二岩板50上设置有N个沿第一方向分布且能够分别对应各个第二外孔道31的第二内孔道51，第二内孔道51贯通第二岩板的两个板面，成对应关系的第二外孔道31、第二内孔道51的轴线在同一直线上。第二岩板50与其邻近或接触的腔体壁之间可进行密封，例如通过密封胶，再例如动态密封胶。第二盖板30和第二岩板50之间可通过若干个第四固定件74连接，第四固定件74可包括紧固螺栓，第三紧固螺栓74的数量可根据具体情况来确定。

第一、第二岩板和腔体围成了铺置带60。所述壳体的入口通道12和出口通道13与所述铺置带60连通。

在本实施例中，所述***还可包括支撑剂，支撑剂可设置在铺置带60中。

在本实施例中，第一、第二岩板可用于模拟地层条件下生产井主裂缝左右均存在压裂裂缝时对其的影响。

在本实施例中，所述第一、第二岩板互相面对的两个板面可以为人为刻蚀粗糙面。

在本实施例中，成对应关系的第一外孔道21、第一内孔道41可共同构成了第一管路连接孔道；成对应关系的第二外孔道31、第二内孔道51可共同构成了第二管路连接孔道。连接第一管路连接孔道的管线和连接第二管路连接孔道的管线都可为耐高压管线，管线上还可设置有调节阀门，例如开关阀门。该耐压管线外径可为5mm，内径可为3mm，最大承压可为5MPa。

在本实施例中，第一盖板20和第二盖板30可以相同或相似，两个盖板2上外孔道、测压孔的设置可以相同，也可以不同，具体可根据实际情况来确定。

图2示出了第一盖板的一个俯视示意图(此时盖板未安装在壳体上，水平放置)，如图2所示，第一盖板20上还可开设有多个贯通盖板的盖板连接孔道23。

图3示出了壳体10的一个俯视示意图(此时盖板未安装在壳体上，壳体的一个开口朝上)，如图3所示，壳体10上还可设有对应各个盖板连接孔道23的多个壳体连接孔道15。在第一盖板20覆盖在壳体10的第一开口上时，第一盖板20上的各个孔道23与壳体上各个孔道15可一一互相面对，第一固定件71可***到成对应关系的孔道23和孔道15内，以连接第一盖板20和壳体10。同理，第二盖板30和壳体另一面上也可设置有相应的连接孔道，并可通过第二固定件72进行连接，第二固定件72可包括紧固螺栓。

在本实施例中，图3所示腔体开口可以与第一盖板连接。如图3所示，壳体10与第一盖板20的接触表面上可开设沟槽14，壳体10与第一盖板20之间可通过在放置在沟槽14内的密封垫圈来实现密封。同理，壳体10上与第二盖板的接触表面也均可开设沟槽，壳体10与第二盖板20之间可通过在放置在该沟槽内的密封垫圈来实现密封。

在本实施例中，生产井裂缝模拟***还可包括如图4所示的底座80及支撑柱90。壳体10可放置于底座80上，底座80可由多根支撑柱90进行支撑，支撑柱90可为液压式全自动升降柱，支撑柱90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，所述***还可包括加热单元，加热单元能够对所述壳体10进行加热。加热单元可包括加热套，加热套最高加热温度可以为150℃。

在本实施例中，所述***还可包括压力监测单元可包括入口压力计、出口压力计。

其中，所述入口压力计能够监测流入所述生成产井裂缝模拟***流体的压力；第一入口压力计可设置在壳体10的入口通道12内或与入口通道12连接的管线上。

所述出口压力计能够监测从所述生成产井裂缝模拟***流出流体的压力；出口端压力计可设置在壳体10的出口通道13或与出口通道13连接的管线上。

在本实施例中，所述压力监测单元还可包括多个第一压力传感器、第二压力传感器，用于测试模拟缝间干扰下生产井沿缝长方向压力变化情况。

其中，所述第一压力传感器设置在所述第一测压孔道22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22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32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32的数量相同。

在本实施例中，仅作为一个示例说明，所述壳体10、第一盖板20、第二盖板30尺寸均可为550mm×340mm×50mm，所述壳体10的腔体腔尺寸可为450mm×240mm×30mm，壳体10上沟槽14的尺寸可以为10mm×500mm×290mm。

综上所述，本实用新型的生产井裂缝模拟***的优点可包括：

(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，本实用新型通过在生产井裂缝模拟***盖板表面(缝高-缝长面)开设孔道，能够用于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，本实用新型可通过液压式全自动升降柱来快速调整生产井裂缝模拟***相对高度，有利于实现水平井段箱体差异或不同布井布缝模式时的模拟。

(3)本实用新型能够用于缝内气液两相流动与缝间窜流的模拟，可以为气井动态压力场预测技术提供实验支撑。

(4)本实用新型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，可以用于揭示影响井间干扰的主控因素。

(5)本实用新型的装置结构设计科学合理，实验操作方便，装置各组成部件具有满足实验测试要求的耐压及密封性。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本实用新型，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，可对本实用新型的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种生产井裂缝模拟***，其特征在于，所述***包括壳体、第一盖板、第二盖板、第一岩板和第二岩板，其中，

壳体具有贯通的腔体且该腔体在壳体外表面上形成了相互面对的第一开口和第二开口，壳体上还设置有将外界和腔体连通且相互面对的入口通道和出口通道，入口通道和出口通道的轴线都垂直于所述腔体的轴线；

第一盖板覆盖在所述第一开口之上，第一盖板上设置有沿第一方向分布的M组孔道，每组孔道都包括贯通盖板两个板面的第一外孔道和第一测压孔道，M为大于1的整数，第一方向为所述入口通道至出口通道的方向；

第二盖板覆盖在所述第二开口之上，第二盖板上设置有沿第一方向分布的N组孔道，每组孔道都包括贯通盖板两个板面的第二外孔道和第二测压孔道，N为大于1的整数；

第一岩板位于所述腔体内一侧且其一个板面与第一盖板覆盖在第一开口上的板面相连接，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、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；

第二岩板位于所述腔体内另一侧且其一个板面与第二盖板覆盖在第二开口上的板面相连接，第二岩板和第一岩板互相面对，第二岩板上设置有N个沿第一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、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；

所述腔体与第一、第二岩板围成了铺置带，所述壳体的入口通道和出口通道与铺置带连通。

2.根据权利要求1所述的生产井裂缝模拟***，其特征在于，所述***还包括设置在所述铺置带中的支撑剂。

3.根据权利要求1所述的生产井裂缝模拟***，其特征在于，所述第一盖板和壳体之间通过若干个第一固定件进行连接，所述第二盖板和壳体之间通过若干个第二固定件进行连接。

4.根据权利要求1所述的生产井裂缝模拟***，其特征在于，所述第一盖板和第一岩板之间通过若干个第三固定件进行连接，所述第二盖板与第二岩板之间通过若干个第四固定件进行连接。

5.根据权利要求1所述的生产井裂缝模拟***，其特征在于，所述***还包括能够放置所述壳体的底座、以及用于支撑底座的升降机构，升降机构包括至少两根连接在底座底面不同位置的升降柱。

6.根据权利要求1所述的生产井裂缝模拟***，其特征在于，所述第一、第二岩板与邻近的所述壳体腔体壁之间都通过密封件进行密封。

7.根据权利要求1所述的生产井裂缝模拟***，其特征在于，所述第一岩板和第二岩板互相面对的两个板面都为人为刻蚀粗糙面。

8.根据权利要求1所述的生产井裂缝模拟***，其特征在于，所述***还包括加热单元，加热单元能够对所述壳体进行加热。

9.根据权利要求8所述的生产井裂缝模拟***，其特征在于，所述加热单元包括加热套，所述壳体能够设置在所述加热套之内。

10.根据权利要求1所述的生产井裂缝模拟***，其特征在于，所述M和N的数量相同。

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