【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种储层岩石增产改造实验系统，特别是涉及一种高温高压高应力压裂酸化实验装置系统及方法，属于油气田开发领域。
技术介绍
1、随着石油勘探开发技术的迅猛发展，越来越多的低渗透、物性差、非均质性强的砂岩或碳酸盐岩油气藏被发现。若直接开发这些油气藏，单井产量极低，达不到工业油气流的标准，即，不符合经济开发的要求。因此，必须进行油气藏增产改造。压裂酸化是低渗碳酸盐岩储层油气井投产和增产的有效措施。它通过酸液与人工(天然)裂缝壁面岩石发生化学反应，形成沟槽状或凹凸不平的高渗流通道，从而改善油气井的渗流状况，使油气井获得增产。故而有效的模拟酸盐压裂反应实验对实现高效酸化压裂，控制适当的酸岩反应速率和提酸压井的改造效果等方面都具有及其重要意义。
2、目前，室内实验装置与方法取得了多项成果，发展了众多的酸压装置，其中压裂装置结构较简单，以柱状体岩心为主，采用筒形环状围压结构，通过增加轴向力以及对岩心柱面泵入油压实现围压模拟，该方法没有对水平主应力进行区别，未能够对岩心构造真实的三向围压应力状态。同时，针对大型储层岩样压裂未能有有效的措施控制酸性压裂液的渗流流出对设备的影响，无法模拟非常规油气地质非均质复杂应力状态；并且大部分试验都未能实施高温环境下的测试。最终导致数值模拟与现场施工最终的导流能力以及产量评估差异大，故无法为非常规储层开发的增产改造研究提供有效的室内实验设备支持。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术的目的是提供一种高温高压高应力压裂酸化实验装置系统及方
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种高温高压高应力压裂酸化实验装置，其中包括岩样、真三轴围压装置、真三轴机架、压裂泵注系统、声发射系统和数字传感器及控制系统，专利技术出一种可以模拟非均质储层岩石在不同的三轴高分层应力、水平应力以及高温作用下对酸压裂缝几何形态的影响，其结果更加接近真实，具有较强的指导意义。
4、所述真三轴围压装置由三个液压加载缸、液压加载板和一个氮气压力罐组成，所述压力加载板8放置于压力室中与岩样直接相连。
5、所述真三轴机架为框架式结构，包括底座3、箱体5、上端盖1、承载板7和支撑柱4等；底座3、加载板8、承载板7及挡板10共同组成压力室用于盛放岩样；
6、所述底座开设有压裂液流出通道。
7、所述岩样上方钻有井筒，其外封有一层耐高温、耐高压和耐高酸橡胶材料。
8、所述声发射系统装有八个探头分别安装在岩样外侧，利用声发射前置放大器放大信号，最终在数字系统中模拟处理信号。
9、一种高温高压高应力压裂酸化实验方法，步骤如下：
10、s1、组装箱体，通过紧定螺钉将箱体的底板、侧板连接成立方箱体；
11、s2、切割土方，得到立方岩样，并在岩样一面进行垂直钻孔；
12、s3、在岩样钻出孔内预埋井筒管柱；
13、s4、在井筒管柱与孔壁之间的空隙中浇筑密封胶，将井筒管柱进行固结；
14、s5、在井筒管柱上套接压头，确保压头与岩样紧密贴合，将压头与井筒管柱焊接；
15、s6、在压头边缘涂覆密封胶；
16、s7、在模具箱底部中心放置垫块，在垫块上布置导流板，将前述步骤准备好的岩样放置在立方箱体之中；
17、s8、在岩样与箱体之间的空隙中注入耐高温、耐高压和耐高酸的密封胶，烘干达到凝胶固结状态；
18、s9、在真三轴压力室中涂上防酸涂层材料，待其达到干燥凝固状态；
19、s10、在实验开始前将岩样加热，使其达到预定温度；
20、s11、将密封加热好后的岩样放入真三轴压力室内进行三轴应力围压加载；
21、s12、配制酸液，并给酸液预加指定温度，通过增压泵注入岩样中进行酸化压裂，同时打开声发射系统进行数据采集；
22、s13、试验进行到有酸液从预留通道流出及可停止；
23、s14、分析声发射的数据，得到岩样裂缝的分布情况，检测酸化对岩样腐蚀的不均匀刻度裂缝。
24、根据权利要求所述的一种高温高压高应力压裂酸化实验装置系统及方法，其特征在于，所述s8中密封胶为耐高温、耐高压和耐高酸橡胶材料氟橡胶。
25、根据权利要求所述的一种高温高压高应力压裂酸化实验装置系统及方法，其特征在于，在所述s9中岩样压力室内壁上涂有一层防酸材料为特氟龙。
26、根据权利要求所述的一种高温高压高应力压裂酸化实验装置系统及方法，其特征在于，所述酸化压裂过程是在高温条件下完成的。
27、本专利技术专利的优点：
28、1、可以实现储层岩样压裂后保持密封状态，有效的避免了酸液泵出对设备及周边环境的影响，同时还可以研究重复压裂对复杂缝网的影响。
29、2、通过提前加热的方式实现了有效模拟高温对压裂施工过程中的影响，其结果更加贴合工程实际。
30、3、该实验装置系统能够通过改变压裂液性质，泵入系统参数，应力加载系统参数，实现非均质储层垂向分层应力差，水平向水平应力差，研究各种不同应力组合状态下压裂裂缝几何形态。
31、4、该实验装置采用有效的防酸涂层材料，可以避免酸压过程中的意外泄露，提高了实验的安全性能。
32、5、使用这种密封方法，可以解决压裂过程中的绕渗和边界效应，解除边角位置的应力集中，保证试验路径的压力保持、渗流流向，维持人工裂缝缝内净压力，防止裂缝壁面发生闭合，可以有效开展压裂后酸化和导流等增渗实验研究。
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1.高温高压高应力压裂酸化实验装置，其特征在于：包括岩样、真三轴围压装置、真三轴机架、压裂泵注系统、声发射系统和数字传感器及控制系统，所述真三轴围压装置由三个液压加载缸、液压加载板和一个氮气压力罐组成，所述压力加载板8放置于压力室中与岩样直接相连；所述真三轴机架为框架式结构，包括底座3、箱体5、上端盖1、承载板7和支撑柱4等；底座3、加载板8、承载板7及挡板10共同组成压力室用于盛放岩样；所述底座3开设有压裂液流出通道13；所述岩样12外封有一层耐高温、耐高压和耐高酸橡胶材料，并且在实验开始前要对其进行提前加热，使其到达高温状态；所述真三轴压力室中涂上防酸涂层材料特氟龙，可以防止酸压试验对设备的损伤；所述声发射系统装有八个探头分别安装在岩样外侧，利用声发射前置放大器放大信号，最终在数字系统中模拟处理信号。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压高应力压裂酸化实验装置系统及方法，其特征在于：所述装置包括上端盖1利用紧定螺母6拧紧对Z轴方向进行固定；螺纹杆2安装在箱体螺纹孔内与承载板7相连；底座3和支撑柱4固定连接用于机架装置的支撑；液压轴向载荷加载板8两端留有声发射传感器
3.根据权利要求2所述的一种高温高压高应力压裂酸化实验装置系统及方法，其特征在于：该实验装置系统能够通过改变压裂液性质，泵入系统参数，应力加载系统参数，实现非均质储层垂向分层应力差，水平向水平应力差，研究各种不同应力组合状态下压裂裂缝几何形态。
4.根据权利要求1所述的一种高温高压高应力压裂酸化实验装置系统及方法，其特征在于：岩样外层封有一层耐高温、耐高压和耐高酸橡胶材料可以实现储层岩样压裂后保持密封状态，有效的避免了酸液泵出对设备及周边环境的影响，同时还可以研究重复压裂对复杂缝网的影响。
5.根据权利要求1所述的一种高温高压高应力压裂酸化实验装置系统及方法，其特征在于：通过提前加热的方式实现了有效模拟高温对压裂施工过程中的影响，其结果更加贴合工程实际。
6.根据权利要求1所述的一种高温高压高应力压裂酸化实验装置系统及方法，其特征在于：该实验装置采用有效的防酸涂层材料，可以避免酸压过程中的意外泄露，提高了实验的安全性能。
7.根据权利要求1所述的一种高温高压高应力压裂酸化实验装置系统及方法，其特征在于：包括
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1.高温高压高应力压裂酸化实验装置，其特征在于：包括岩样、真三轴围压装置、真三轴机架、压裂泵注系统、声发射系统和数字传感器及控制系统，所述真三轴围压装置由三个液压加载缸、液压加载板和一个氮气压力罐组成，所述压力加载板8放置于压力室中与岩样直接相连；所述真三轴机架为框架式结构，包括底座3、箱体5、上端盖1、承载板7和支撑柱4等；底座3、加载板8、承载板7及挡板10共同组成压力室用于盛放岩样；所述底座3开设有压裂液流出通道13；所述岩样12外封有一层耐高温、耐高压和耐高酸橡胶材料，并且在实验开始前要对其进行提前加热，使其到达高温状态；所述真三轴压力室中涂上防酸涂层材料特氟龙，可以防止酸压试验对设备的损伤；所述声发射系统装有八个探头分别安装在岩样外侧，利用声发射前置放大器放大信号，最终在数字系统中模拟处理信号。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压高应力压裂酸化实验装置系统及方法，其特征在于：所述装置包括上端盖1利用紧定螺母6拧紧对z轴方向进行固定；螺纹杆2安装在箱体螺纹孔内与承载板7相连；底座3和支撑柱4固定连接用于机架装置的支撑；液压轴向载荷加载板8两端留有声发射传感器安装预制弹簧孔；所述岩样为立方岩样12，箱体5为圆柱形，箱体内部为真三轴压力室...
【专利技术属性】
技术研发人员：易良平，章亚兰，李小刚，杨兆中，钟鹏，朱静怡，张昊天，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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