本实用新型专利技术公开了一种不同压裂工艺下煤储层裂缝形态变化模拟测试装置，包括水力压裂模拟系统、样品缸系统和作用在样品缸系统外围的应力加载系统与CT扫描系统，水力压裂模拟系统的高压管线与样品缸系统的上部加载体连接。本装置测试时间短、测试工作量小、操作方便、成本低、模拟效果好，可以对不同压裂工艺下裂缝的形态进行测试，为施工参数的优化提供指导，具有较好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于煤层气开发
，尤其设及一种不同压裂工艺下煤储层裂缝 形态变化模拟测试装置。
技术介绍
我国煤层气资源地质储量丰富，煤层气的开发不仅可W弥补我国常规能源的不 足，而且可W减少常规化石燃料燃烧造成的环境污染。近年来，随着煤矿开采深度、开采强 度的增加，煤与瓦斯突出事故的强度和频度增加，加强煤矿瓦斯治理变得极其重要。地面煤 层气开发是目前降低煤层瓦斯含量的有效手段之一，可W大大降低煤层瓦斯含量，减少煤 与瓦斯突出事故的发生。 我国地质构造运动的复杂多样性，决定了煤层气开发前需对煤层气储层进行改 造。煤储层改造主要手段为水力压裂，通过高压流体的注入，在煤层中造缝，创造气体的产 出通道。因此，如何使裂缝导流能力最优，是有效进行水力压裂的关键。 水力压裂在地下进行，难W进行直观的裂缝形态观测，现阶段压裂过程裂缝形态 的监测主要是通过地震监测的方法，其存在监测的精度低的弊端。截至目前，对压裂后裂缝 形态的测试、研究一直缺乏行之有效的方法。迫切需要一种装置或工艺，可W对不同压裂工 艺下裂缝形态变化进行直观观测，进而根据裂缝形态变化对压裂工艺进行优化，为提高煤 层气水力压裂效果，实现煤层气高效开发提供重要依据。
技术实现思路
[000引本技术针对煤层气储层水力压裂过程中裂缝形态变化难W测试，施工参数优 化难的问题。提供了一种不同压裂工艺下煤储层裂缝形态变化模拟测试装置，通过该装置 可W对不同压裂工艺下裂缝的形态进行测试，为施工参数的优化提供指导。运对提高单井 产气量，促进煤层气行业快速发展具有重要意义。 为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：不同压裂工艺下煤储层裂缝形 态变化模拟测试装置，包括水力压裂模拟系统、样品缸系统和作用在样品缸系统外围的应 力加载系统与CT扫描系统，水力压裂模拟系统的高压管线与样品缸系统的上部加载体连 接。 所述样品缸系统包括样品壁16外围的承重板18、加载板15、承重板18与煤样之间 的连接板19,在连接板19上设计有出水孔17,在上部承重板18上连接高压管线5的一端，另 一端连接压裂模拟系统，在Ξ个加载板15上分别设计有应力加载系统的加载轴20,在承重 板18外围设计有CT扫描系统的CT扫描室13。[000引所述承重板18由Ξ块钢板通过相互垂直焊接而成。 所述的连接板19位于承重板18与煤样壁16之间，在连接板19上均匀分布16个出水 孔17。 所述的应力加载系统中，加载轴20与手动加压累22通过加载管线27进行连接，在 加载管线上设计有阀口 6、压力表8。 所述水力压裂模拟系统包括加压累3、水箱10、高压管线5,高压管线5从水箱10依 次经过加压累3、控制阀口 6、流量计7、压力表8,最后流经样品缸上部的加载板15C进入煤样 内部。其中压力、流量数据主要是通过计算机1进行记录。 所述计算机1通过电缆23与控制阀口6、流量计7、压力表8、CT扫描主机12进行连 接。 所述CT扫描系统包括CT扫描主机12、CT扫描室13。通过电缆23将扫描结果传输到 计算机1。 采用上述技术方案，水力压裂模拟系统主要是进行水力压裂过程的模拟。通过加 压累，可W将单一的水、气、水气混合物加压W后通过高压管线注入到煤样中，近似模拟实 际压裂过程。其中压裂过程中的流量、压力可W通过流量计、压力表进行记录，并将数据实 时传输到计算机，通过计算机实现对加压累的实时控制，高压管线从样品缸上部进入煤样 内部，为了确保样品缸内部良好的封闭性，在高压管线与样品缸壁之间采用密封材料进行 密封。 样品缸系统主要是进行样品的放置。该系统中为了实现样品Ξ个方向不同的加载 应力，设计了一个Ξ个面固定的承重板，而在其对应面设计有可W移动的加载板，运样可W 通过加载板的移动实现对煤样的加载。为了避免加载过程中加载板之间相互影响，设计加 载板的尺寸稍小于煤样的尺寸，有效避免了由于煤样受挤压，造成支撑板之间相互干扰。为 了便于压裂过程中压裂液的及时流出，在煤样与承重板之间设计了连接板，在连接板上设 计有流水孔。在压裂过程中，当压裂裂缝延伸到煤样边界时，压裂液会顺着流水孔流出，此 时既可W停止压裂。 应力加载系统主要是提供煤样周围所需要的加载应力。通过手动加压累进行加压 W后，将其加载应力作用在固定在加载板表面的加载轴上。随着手动加压累的加载，引起加 载轴的运动，进而推动加载板运动，引起煤样的压缩变形。其中加载压力的大小可W通过管 线上的压力表进行监测。在实际工作时，可W根据方案需要，分别进行Ξ个方向的加载，使 其加载应力分别达到实验方案要求。 应力CT扫描系统主要是对压裂后的煤样进行扫描，本技术可W对不同压裂工 艺、不同施工参数下的裂缝形态进行直观观测，为储层改造优化提供指导，具有W下优点： (2)加载装置的合理设计，可W实现Ξ个方向不同的加载应力，更接近于现场实际； 臀样品缸的合理设计，实现了煤样的有效加载，避免了加载板之间的相互影响;寧通过该装 置可W对不同压裂工艺、不同施工参数下的裂缝形态进行直观观测，为储层改造优化提供 指导。【附图说明】 图1是本技术的结构示意图。 图2是本技术承重板结构图。 图3是本技术样品缸结构图。 图4是本技术不含出水孔时样品缸结构图。【具体实施方式】 如图1~图4所示，本技术的不同压裂工艺下煤储层裂缝形态变化模拟测试装 置，包括水力压裂模拟系统、样品缸系统和作用在样品缸系统外围的应力加载系统与CT扫 描系统，水力压裂模拟系统的高压管线与样品缸系统的上部加载体连接。 样品缸系统包括样品壁16外围的承重板18、加载板15、承重板18与煤样之间的连 接板19,在连接板19上设计有出水孔17,在上部承重板18上连接高压管线5的一端，另一端 连接压裂模拟系统，在Ξ个加载板15上分别设计有应力加载系统的加载轴20,在承重当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
不同压裂工艺下煤储层裂缝形态变化模拟测试装置，其特征在于：包括水力压裂模拟系统、样品缸系统和作用在样品缸系统外围的应力加载系统与CT扫描系统，水力压裂模拟系统的高压管线与样品缸系统的上部加载体连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贾炳，倪小明，杜志刚，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：河南;41
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。