本實用新型屬于油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及模擬地層溫度下水力壓裂縫網(wǎng)支撐劑鋪置規(guī)律可視化裝置。

背景技術(shù)：

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，對石油的依賴與需求已越來越大，常規(guī)油藏的產(chǎn)量和儲采比都顯示出日益降低的趨勢，低滲油藏的勘探開發(fā)作為能源補充受到人們的重視。而水力壓裂在低滲油田的增產(chǎn)開發(fā)中起著非常重要的作用，壓裂形成的高導(dǎo)流能力裂縫不僅決定了油水井壓裂后的增產(chǎn)、增注能力，而且還會影響到油藏的無水期采收率和最終采收率。而在水力壓裂過程中，由于壓裂液攜砂能力、壓裂液濾失等因素的影響，支撐劑在裂縫中的輸送會大打折扣，導(dǎo)致部分已壓裂的裂縫空間沒有支撐劑充填。由于地應(yīng)力作用，在壓裂液返排后無支撐劑充填的裂縫又再次閉合，形成無效裂縫，使壓裂增產(chǎn)效果受到嚴重影響。因此，對支撐劑有效鋪置情況進行研究、預(yù)測是水力壓裂增產(chǎn)改造的關(guān)鍵所在。

迄今為止，國內(nèi)外學(xué)者對支撐劑在壓裂縫中的輸送規(guī)律研究主要集中在理論推導(dǎo)和室內(nèi)實驗兩個方面。然而，由于液體的流變性、流速、支撐劑濃度和密度等諸多因素都影響支撐劑的輸送規(guī)律，因此，通過室內(nèi)實驗研究支撐劑輸送規(guī)律是比較困難的。

目前主要的實驗裝置有：

2005年，Yajun Liu研制了考慮粗糖壁面的小型窄縫設(shè)備，高長寬。采用不光滑的平行板研究表明，當裂縫寬度接近支撐劑直徑時，水平運移速度顯著下降；當裂縫的壁面越粗糙時，壓裂液的指近現(xiàn)象就越明顯；用低粘度壓裂液驅(qū)替高粘度壓裂液，對支撐劑進入更深部裂縫有利。

2007年Eissa設(shè)計了一個高0.lm，長0.2m，寬3mm的小型窄縫模型，因為設(shè)備較小，故入口處并未考慮真實井底情形，僅在端部的中央各開了一個直徑3mm的入口和出口。實驗采用20和30lb/Mgal瓜膠，5lb/Mgal聚丙烯酞胺，10lb/Mgal Xanvis生物聚合物。支撐劑采用170-240目石英粉，支撐劑加量為2、4、6lb/gal?？紤]了濃度影響下的支撐劑對流現(xiàn)象。

2009年，Adam Dayan等人采用小型透明平行板模型研究表明，影響支撐劑在裂縫中鋪置的因素有：不均勻的裂縫高度增長，液體的濾失，裂縫的非均勻性等。采用平板模型研究顆粒的沉降規(guī)律有可觀的前景。需要對顆粒沉降和對流之間的耦合關(guān)系進行深入研究。

2010年，蔣廷學(xué)采用類似的窄縫實驗?zāi)M了活性水攜砂指進壓裂，但攜砂液模擬時并未加入支撐劑，而是釆用和前置液點度比為的染色溶液，其目的僅僅是在于觀察大點度比下的指進現(xiàn)象。

2012年，溫慶志，翟恒立等采用窄縫模型對活性水攜砂特征做了一定的研究，設(shè)備高，長，寬通過實驗?zāi)M了施工排量、縫寬、支撐劑粒徑、點度和砂比等參數(shù)的大體規(guī)律。其結(jié)果與國外理論推導(dǎo)尚有所出入，究其原因應(yīng)是觀測手段的限制

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種模擬地層溫度、真實還原地層條件的模擬地層溫度下水力壓裂縫網(wǎng)支撐劑鋪置規(guī)律可視化裝置。

本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：模擬地層溫度下水力壓裂縫網(wǎng)支撐劑鋪置規(guī)律可視化裝置，包括水灌、水浴鍋、攪拌機、螺桿泵、模擬井筒、可視平行板、進液管線、出液管線；

所述可視平行板包括兩塊玻璃板、加熱板、支撐架，所述支撐架上安裝有兩塊玻璃板，所述兩塊玻璃板之間具有間隙，所述兩塊玻璃板四個端面均通過硅膠密封，所述兩塊玻璃板左右端面上分別設(shè)置有出液口、進液口；所述加熱板通過螺釘安裝在玻璃板側(cè)面上；

所述模擬井筒安裝在兩塊玻璃板右端上，所述進液口與模擬井筒內(nèi)部相通，所述兩塊玻璃板與模擬井筒之間設(shè)置有耐熱硅膠；

所述水灌安裝在水浴鍋上，所述攪拌機設(shè)置在水灌上方，所述攪拌機的攪拌軸位于水罐內(nèi)；

所述螺桿泵的進口端通過進液管線與水灌下端連接，出口端通過出液管線與模擬井筒連接，所述進液管線上設(shè)置有進液閥。

進一步的是，所述兩塊玻璃板左端設(shè)置有圓筒、流量計、廢液灌，所述圓筒、流量計、廢液灌通過管線依次連接，所述圓筒通過螺釘與兩塊玻璃板左端連接，所述出液口與圓筒內(nèi)部相通，所述圓筒與兩塊玻璃板之間也設(shè)有耐熱硅膠。

進一步的是，所述模擬井筒內(nèi)設(shè)有模擬射孔板，所述模擬射孔板上設(shè)有不

同的孔，用于模擬地層的射孔，所述模擬射孔板位于進液口上。

進一步的是，所述加熱板側(cè)面上設(shè)有隔熱板。

進一步的是，所述兩塊玻璃板為鋁硅酸鹽玻璃板。

進一步的是，所述兩塊玻璃板上設(shè)有溫度顯示器。

本實用新型的有益效果：本實用新型本實用新型的模擬地層溫度下水力壓裂縫網(wǎng)中支撐劑鋪置規(guī)律可視化模擬裝置能夠?qū)崿F(xiàn)和記錄攜砂液在進入高溫的地層中后的支撐劑在地層中的沉降規(guī)律。能夠更加真實的模擬底層情況，更加真實的反應(yīng)支撐劑在地層中的運移規(guī)律，更好的指導(dǎo)現(xiàn)場壓裂施工，優(yōu)化施工參數(shù)。本實用新型的突出亮點為能夠模擬地層溫度，同時將壓裂液液加熱到進入地層的溫度，使得實驗更接近真實情況。這是其他實驗研究所不具備，也是支撐劑鋪置規(guī)律實驗中應(yīng)該考慮的條件。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實施例中可視平行板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中所示：1-水灌，2-攪拌機，3-螺桿泵，4-模擬井筒，5-可視平行板，6-進液閥，7-圓筒，8-流量計，9-出液管線，10-廢液灌，11-兩塊玻璃板，12-隔熱板，13-進液口，14-加熱板，15-溫度顯示器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對實用新型做進一步詳細的說明。

如圖1所示，本實用新型的模擬地層溫度下水力壓裂縫網(wǎng)支撐劑鋪置規(guī)律可視化裝置，包括水灌1、水浴鍋、攪拌機2、螺桿泵3、模擬井筒4、可視平行板5、進液管線、出液管線9；其中水浴鍋起到對水罐1加熱的作用，水灌1內(nèi)裝壓裂液，這樣水浴鍋、水灌1整體將壓裂液加熱到壓裂液進入井底的溫度，真實的模擬地層壓裂情況；

所述可視平行板5包括兩塊玻璃板11、加熱板14、支撐架，所述支撐架上安裝有兩塊玻璃板11，所述兩塊玻璃板11之間具有間隙，所述兩塊玻璃板11四個端面均通過硅膠密封，所述兩塊玻璃板11左右端面上分別設(shè)置有出液口、進液口13；所述加熱板14通過螺釘安裝在玻璃板11側(cè)面上；可視平行板5是采用兩塊耐溫耐壓的鋁硅酸鹽玻璃。在一面玻璃的外面加一層加熱板14，在外面加一層隔熱板12，將所有板都放在支撐架中，保持兩塊玻璃之間的間隙一定。將支撐架和兩塊玻璃板11、加熱板14、隔熱板12用螺釘和硅膠密封。加熱板14能夠夠?qū)蓧K玻璃板11進行加熱，而隔熱板12能夠防止加熱板14直接暴露在空氣中，存在安全隱患，同時隔熱板12能夠減少熱量散失。加熱板14的能加熱到800℃以上的高溫，而地層溫度一般會低于180℃，所以能夠滿足實驗需要。而耐熱的鋁硅酸鹽玻璃能夠長期在200℃的情況下長期工作。也能夠瞞住滿足實驗裝置，密封用的硅膠采用耐高溫300℃雙色電氣設(shè)備用硅膠條，能夠滿足實驗中的溫度。所以整個可視平行板5能夠滿足實驗所需要的180℃左右的溫度。同時所有的設(shè)備能夠在該溫度下正常工作。

所述模擬井筒4安裝在兩塊玻璃板11右端上，所述進液口13與模擬井筒4內(nèi)部相通，所述兩塊玻璃板11與模擬井筒4之間設(shè)置有耐熱硅膠；模擬井筒4和兩塊玻璃板11之間加耐熱硅膠用螺釘連接，

所述水灌1安裝在水浴鍋上，所述攪拌機2設(shè)置在水灌1上方，所述攪拌機2的攪拌軸位于水罐1內(nèi)；

所述螺桿泵3的進口端通過進液管線與水灌1下端連接，出口端通過出液管線9與模擬井筒4連接，所述進液管線上設(shè)置有進液閥6。這樣螺桿泵3、水灌1內(nèi)部、模擬井筒4內(nèi)腔通過進液管線、出液管線9相互連通。

為了便于廢液的排出，優(yōu)選的實施方式是，所述兩塊玻璃板11左端設(shè)置有圓筒7、流量計8、廢液灌10，所述圓筒7、流量計8、廢液灌10通過管線依次連接，所述圓筒7通過螺釘與兩塊玻璃板11左端連接，所述出液口與圓筒7內(nèi)部相通，所述圓筒7與兩塊玻璃板11之間也設(shè)有耐熱硅膠。

優(yōu)選的實施方式，所述模擬井筒4內(nèi)設(shè)有模擬射孔板，所述模擬射孔板上設(shè)有不同的孔，用于模擬地層的射孔，所述模擬射孔板位于進液口13上。壓裂液在模擬井筒4內(nèi)部經(jīng)過模擬射孔板上的不同的孔，再通過進液口13進入到兩塊玻璃板11的間隙內(nèi)。所述兩塊玻璃板11為鋁硅酸鹽玻璃板。

其中所述兩塊玻璃板11上設(shè)有溫度顯示器15?？娠@示兩塊玻璃板11的溫度，精確模擬地層溫度。

本實用新型的使用方法是：1、首先在水灌1中配制設(shè)定好的壓裂液。開啟攪拌機2進行攪拌。

2、使用水浴鍋加熱，對壓裂液進行加熱，使壓裂液達到進入地層的溫度。

3、打開可視平行板5上的加熱板14。調(diào)節(jié)溫度，使加熱板14溫度達到設(shè)定的地層溫度。等待5min后，是加熱板14對兩塊玻璃板11加熱。

4、先打開進液閥6，然后打開螺桿泵3。使壓裂打入可視平行板5中。關(guān)閉螺桿泵3。

5、在壓裂液中加入支撐劑，打開攪拌機2進行攪拌。

6、打開螺桿泵3，將攜砂液打入可視平行板5。

7、通過可視平行板5的玻璃面觀察砂粒在平行板中的運移規(guī)律。并用攝像頭記錄這一過程。

8、實驗結(jié)束后關(guān)閉螺桿3。關(guān)閉加熱板14和水浴鍋。

9、對實驗裝置進行清洗。