【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气压裂装置领域，尤其涉及一种近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统。
技术介绍
1、非常规油气是产量接替的重要领域，水力压裂技术是改造非常规储层的关键增产技术，目前压裂设计中较为关注的是压裂段、簇、孔的设计优化。密切割压裂设计应用广泛，然而现场实际监测表明段内多簇裂缝的非均匀扩展，甚至产生无效射孔簇，严重影响了储层动用程度和工程经济效益。由于缝间干扰和流量动态分配效应，多个射孔簇之间存在竞争起裂与扩展过程，目前现场和室内实验难以清晰地认识多裂缝竞争扩展机理，严重制约了非常规储层的压裂工程设计。
2、目前水力压裂实验系统难以实现裂缝形态的可视化，一般通过压裂后对岩石开展人工剖切进行观察，流体流动和裂缝扩展过程无法观测，这是制约分段多簇压裂设计的难题。
3、因此，如何开发一款近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，实现可视化地捕捉多裂缝竞争起裂与扩展特征，有助于非常规储层压裂段、簇、孔优化设计，成为本领域人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，实现可视化地捕捉多裂缝竞争起裂与扩展特征，有助于非常规储层压裂段、簇、孔优化设计。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术一种近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，包括注液装置、压裂液流动装置、射孔簇间距调节装置、射孔径调节装置和裂缝扩展可视化
4、所述压裂液流动装置包括主流动通道和分支流动通道，多个所述分支流动通道两两一组，间隔设置有多组，且每两组所述分支流动通道之间均通过所述射孔簇间距调节装置相连通，
5、两个所述主流动通道分别设置在多组所述分支流动通道的首尾两端，且所述分支流动通道通过射孔径调节装置分别与所述主流动通道、射孔簇间距调节装置相连通；
6、所述注液装置通过高压管线与其中一个所述主流动通道相连通，用于实现压裂液的连续稳定供给；
7、所述裂缝扩展可视化装置用于实时捕捉所述分支流动通道内裂缝扩展及压裂液流动的信息，且所述裂缝扩展可视化装置的数量与所述分支流动通道的数量相匹配。
8、优选的，所述分支流动通道包括透明壳体和岩板试件，所述岩板试件安装在所述透明壳体内，且同组中的两块所述岩板试件相互靠近的一侧均开设有多个圆柱形孔。
9、优选的，所述透明壳体远离所述圆柱形孔的一侧还设置有排气阀。
10、优选的，所述分支流动通道还包括围压控制系统，所述围压控制系统通过压力管线向所述岩板试件施加围压。
11、优选的，所述射孔径调节装置包括模拟井筒、压力流量传感器和四通接头，多个所述模拟井筒间隔设置在所述透明壳体靠近所述圆柱形孔的一侧，所述模拟井筒的一端固定在所述岩板试件的圆柱形孔内，其位于所述圆柱形孔内部的外壁上呈螺旋状开设多个孔眼，每个所述模拟井筒所开设孔眼的孔径大小各异，多个所述模拟井筒依据孔眼孔径的大小从低到高依次排布设置，所述模拟井筒的另一端通过四通接头分别与所述主流动通道、射孔簇间距调节装置及同组中另一处于同等高度的所述模拟井筒相互连通，所述压力流量传感器配置在所述模拟井筒内部，用于检测裂压液的流速与压力大小，且所述压力流量传感器与所述裂缝扩展可视化装置电连接。
12、优选的，所述射孔径调节装置还包括液压升降台，所述液压升降台设置在所述透明壳体的底部，并用于控制所述透明壳体的升降高度。
13、优选的，所述裂缝扩展可视化装置包括dic高速相机、图像采集分析装置和三脚架，所述dic高速相机安装在所述三脚架的顶部，并用于捕捉所述岩板试件的裂缝扩展及压裂液的流动信息，所述图像采集分析装置用于采集并分析所述dic高速相机和压力流量传感器的测量数据，所述dic高速相机、压力流量传感器均与所述图像采集分析装置电连接。
14、优选的，所述注液装置包括压裂液储罐和泵送系统，所述压裂液储罐、泵送系统和位于首位的主流动通道依次通过高压管线相连通。
15、优选的，位于末位的所述主流动通道的出液端连接有泄压阀。
16、优选的，所述射孔簇间距调节装置包括第一套筒和第二套筒，所述第一套筒、所述第二套筒通过滑轨滑块机构套设连接，且所述第一套筒与第二套筒的接口处密封设置。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
18、1）液压升降台的设置，通过精确控制液压升降台32的工作状态，可实现具有不同孔眼大小的模拟井筒31与主流动通道11或射孔簇间距调节装置2之间的相互连通，进而模拟出不同射孔径条件下裂缝的起裂与扩展过程，为簇、孔的优化设计提供有力的实验支持；
19、2）射孔簇间距调节装置的设置，起到传输压裂液的作用，同时，用于调节两组分支流动通道间的间距大小，以模拟不同射孔簇间距对裂缝起裂与扩展的影响，通过调整第一套筒和第二套筒间的距离，可以灵活地改变分支流动通道间的相对位置，从而研究射孔簇间距对压裂效果的影响；
20、3）裂缝扩展可视化装置的设置，旨在精细捕捉裂缝竞争扩展和压裂液流动的过程，为分段多簇压裂过程的研究提供实验支持，采用dic高速相机，实现裂缝扩展和流体流动过程的清晰可视化和高效记录。
21、总的来说，本专利技术通过控制液压升降台，实现了模拟井筒与主流动通道或射孔簇间距调节装置的相互连通，能够模拟不同射孔径条件下的裂缝起裂与扩展过程，为簇、孔优化设计提供有力支持，同时，射孔簇间距调节装置可调节分支流动通道间距，用以模拟不同射孔簇间距对裂缝起裂与扩展的影响，此外，裂缝扩展可视化装置采用dic高速相机，能够清晰记录裂缝扩展和流体流动过程。
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1.一种近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：包括注液装置、压裂液流动装置（1）、射孔簇间距调节装置（2）、射孔径调节装置（3）和裂缝扩展可视化装置（4），
2.根据权利要求1所述的一种近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：所述分支流动通道（12）包括透明壳体（121）和岩板试件，所述岩板试件安装在所述透明壳体（121）内，且同组中的两块所述岩板试件相互靠近的一侧均开设有多个圆柱形孔。
3.根据权利要求2所述的近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：所述透明壳体（121）远离所述圆柱形孔的一侧还设置有排气阀（5）。
4.根据权利要求2所述的近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：所述分支流动通道（12）还包括围压控制系统，所述围压控制系统通过压力管线向所述岩板试件施加围压。
5.根据权利要求2所述的一种近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：所述射孔径调节装置（3）包括模拟井筒（31）、压力流量传感器和四通接头，多个所述
6.根据权利要求5所述的一种近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：所述射孔径调节装置（3）还包括液压升降台（32），所述液压升降台（32）设置在所述透明壳体（121）的底部，并用于控制所述透明壳体（121）的升降高度。
7.根据权利要求2所述的近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：所述裂缝扩展可视化装置（4）包括DIC高速相机（41）、图像采集分析装置（42）和三脚架（43），所述DIC高速相机（41）安装在所述三脚架（43）的顶部，并用于捕捉所述岩板试件的裂缝扩展及压裂液的流动信息，所述图像采集分析装置（42）用于采集并分析所述DIC高速相机（41）和压力流量传感器的测量数据，所述DIC高速相机（41）、压力流量传感器均与所述图像采集分析装置（42）电连接。
8.根据权利要求1所述的近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：所述注液装置包括压裂液储罐和泵送系统，所述压裂液储罐、泵送系统和位于首位的主流动通道（11）依次通过高压管线相连通。
9.根据权利要求1所述的近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：位于末位的所述主流动通道（11）的出液端连接有泄压阀（6）。
10.根据权利要求5所述的近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：所述射孔簇间距调节装置（2）包括第一套筒（21）和第二套筒（22），所述第一套筒（21）、所述第二套筒（22）通过滑轨滑块机构套设连接，且所述第一套筒（21）与第二套筒（22）的接口处密封设置。
...【技术特征摘要】
1.一种近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：包括注液装置、压裂液流动装置（1）、射孔簇间距调节装置（2）、射孔径调节装置（3）和裂缝扩展可视化装置（4），
2.根据权利要求1所述的一种近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：所述分支流动通道（12）包括透明壳体（121）和岩板试件，所述岩板试件安装在所述透明壳体（121）内，且同组中的两块所述岩板试件相互靠近的一侧均开设有多个圆柱形孔。
3.根据权利要求2所述的近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：所述透明壳体（121）远离所述圆柱形孔的一侧还设置有排气阀（5）。
4.根据权利要求2所述的近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：所述分支流动通道（12）还包括围压控制系统，所述围压控制系统通过压力管线向所述岩板试件施加围压。
5.根据权利要求2所述的一种近井筒射孔簇内多孔眼竞争起裂与扩展可视化实验系统，其特征在于：所述射孔径调节装置（3）包括模拟井筒（31）、压力流量传感器和四通接头，多个所述模拟井筒（31）间隔设置在所述透明壳体（121）靠近所述圆柱形孔的一侧，所述模拟井筒（31）的一端固定在所述岩板试件的圆柱形孔内，其位于所述圆柱形孔内部的外壁上呈螺旋状开设多个孔眼，每个所述模拟井筒（31）所开设孔眼的孔径大小各异，多个所述模拟井筒（31）依据孔眼孔径的大小从低到高依次排布设置，所述模拟井筒（31）的另一端通过四通接头分别与所述主流动通道（11）、射孔簇间距调节装置（2）及同组中另一处于同等高度的所述模拟井筒（31）相互连通，所述压力流量传感器配置在所述模拟井筒（31）内部，用于检测...
【专利技术属性】
技术研发人员：李金波，王素玲，董康兴，郭政，谢明晨，郭书魁，姜雪鹏，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：
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