本實(shí)用新型涉及真三軸水力壓裂裂縫起裂和擴(kuò)展規(guī)律的物理模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)，尤其涉及一種水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

水力壓裂是油氣田增產(chǎn)改造的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著以頁巖氣和致密油為代表的非常規(guī)油氣資源的開采，水平井分段分簇壓裂技術(shù)已經(jīng)得到大規(guī)模應(yīng)用。近年來，又涌現(xiàn)出了多井同步壓裂等新技術(shù)，大大改善了儲(chǔ)層改造效果。水平井分段壓裂是指根據(jù)儲(chǔ)層的物性特征針對(duì)水平井段不同位置地層進(jìn)行分段壓裂，用多壓裂段數(shù)來增大裂縫與地層的接觸面積，獲得較高的初始產(chǎn)量和提高采收率。同步壓裂技術(shù)是指對(duì)多口水平井同時(shí)進(jìn)行壓裂施工，目的是利用井間連通的優(yōu)勢來增大水力裂縫的密度和復(fù)雜程度。真三軸水力壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是研究水力裂縫起裂和擴(kuò)展規(guī)律的有效手段。其是模擬油田水力壓裂過程，將流體通過高壓泵組注入巖樣中預(yù)制模擬井筒并在井筒底部產(chǎn)生憋壓，當(dāng)流體壓力超過巖石的抗張強(qiáng)度時(shí)，發(fā)生破裂并繼續(xù)擴(kuò)展。

目前，國內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)水力裂縫起裂擴(kuò)展規(guī)律進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究，但現(xiàn)有技術(shù)方案僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)單井單段壓裂的物理模擬，無法對(duì)水平井分段壓裂過程中段間裂縫干擾等相關(guān)問題開展實(shí)驗(yàn)研究。中國發(fā)明專利(CN 104563993 A)公布了一種頁巖水平井分段壓裂模擬實(shí)驗(yàn)方法。具體是在水平井筒內(nèi)充填無聲破碎劑漿體，利用分割件控制模擬的水平井分段數(shù)，通過無聲破碎劑漿體配制的先后順序控制充填段裂縫的起裂順序。無聲破碎劑漿體多使用經(jīng)高溫煅燒以氧化鈣為主體的無機(jī)化合物，摻入適量外加劑共同粉磨制成的具備高膨脹性能的非爆破性破碎用粉狀材料，在其失水膨脹固化過程中，形成高壓作用于巖樣，產(chǎn)生裂縫。

但是在目前的研究中主要存在以下兩點(diǎn)問題：1)發(fā)明專利(CN 104563993 A)中的方法所采用的無聲破碎劑漿體是以形成固體過程擠壓巖樣產(chǎn)生裂縫，即對(duì)裂縫的作用力僅集中在裂縫形成點(diǎn)，并不會(huì)隨裂縫擴(kuò)展而移動(dòng)，因此無法研究動(dòng)態(tài)作用力水力壓裂過程中流體作用下的對(duì)裂縫形成和擴(kuò)展規(guī)律的影響；2)并且目前針對(duì)分段壓裂或同步壓裂的研究較少，無法從理論實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出多條裂縫的縫間干擾對(duì)裂縫形成和擴(kuò)展形態(tài)的影響規(guī)律。因此目前的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與實(shí)際礦場水壓致裂的原理存在本質(zhì)的區(qū)別，實(shí)驗(yàn)結(jié)論無法為礦產(chǎn)實(shí)踐提供有效的指導(dǎo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種水平井分段壓裂或同步模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，能夠在模擬實(shí)際礦場水壓致裂的前提下研究流體作用力對(duì)裂縫形成和擴(kuò)展規(guī)律的影響，為礦產(chǎn)提供更加有效的指導(dǎo)；在實(shí)現(xiàn)分段壓裂模擬時(shí)減少可注液管的移動(dòng)距離，節(jié)約實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)安裝所需空間；實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)裂縫擴(kuò)展規(guī)律并研究水平井分段壓裂的段間裂縫干擾現(xiàn)象和同步壓裂產(chǎn)生的井間裂縫干擾增加裂縫復(fù)雜程度的作用機(jī)理。

本實(shí)用新型提供一種水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用于對(duì)立方體人工巖樣進(jìn)行壓裂模擬，包括：壓裂模擬組件、應(yīng)力加載裝置和裂縫監(jiān)測裝置，壓裂模擬組件包括模擬井筒和注液管；模擬井筒位于人工巖樣內(nèi)部，模擬井筒的筒底封閉，且模擬井筒的筒口位于人工巖樣的外部；模擬井筒的筒壁上開設(shè)有至少兩個(gè)沿模擬井筒軸向排列的模擬射孔。

注液管一端封閉，另一端與供液管線連接，注液管的外徑與模擬井筒的內(nèi)徑相匹配，以使注液管套設(shè)在模擬井筒內(nèi)，注液管的管壁上開設(shè)有至少兩個(gè)沿注液管軸向排列的出液孔，相鄰出液孔之間的孔距與模擬射孔之間的孔距不相同。

注液管在模擬井筒內(nèi)沿軸向移動(dòng)時(shí)，至多一個(gè)出液孔與模擬射孔位置相對(duì)并連通，以使流入注液管內(nèi)的壓裂液通過與出液孔相連通的模擬射孔進(jìn)入人工巖樣。

應(yīng)力加載裝置為三個(gè)，每個(gè)應(yīng)力加載裝置對(duì)應(yīng)一個(gè)與人工巖樣的外立面垂直的方向，且不同壓裂模擬組件所對(duì)應(yīng)的方向彼此垂直。

裂縫監(jiān)測裝置的傳感器安設(shè)在人工巖樣的表面。

可選的，壓裂模擬組件為一個(gè)時(shí)，完成水平井分段壓裂模擬實(shí)驗(yàn)；壓裂模擬組件為兩個(gè)時(shí)，完成水平井同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)壓裂模擬組件均設(shè)置在人工巖樣的同一外立面?zhèn)龋總€(gè)壓裂模擬組件均包括一根模擬井筒與一根注液管。

可選的，模擬井筒的筒壁上開設(shè)有由模擬井筒的筒底至筒口依次設(shè)置的第一級(jí)壓裂段模擬射孔、第二級(jí)壓裂段模擬射孔和第三級(jí)壓裂段模擬射孔。注液管的管壁上開設(shè)有由注液管的管底至管口依次設(shè)置的第一級(jí)壓裂段出液孔、第二級(jí)壓裂段出液孔和第三級(jí)壓裂段出液孔。

可選的，每個(gè)壓裂模擬組件還包括位置調(diào)節(jié)裝置，位置調(diào)節(jié)裝置包括螺紋接頭、平板、絲杠和四個(gè)支撐柱，螺紋接頭具有內(nèi)螺紋孔，且螺紋接頭具有和注液管端部連接的端面。

支撐柱對(duì)稱固定在平板上，絲杠一端固定在平板上，絲杠另一端和螺紋接頭的內(nèi)螺紋孔旋合。

可選的，絲杠端部的活動(dòng)范圍位于螺紋接頭的內(nèi)螺紋孔之內(nèi)。

可選的，人工巖樣表面設(shè)有頂板，位置調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在頂板上，頂板上還設(shè)有用于使模擬井筒穿過的中心孔。

可選的，注液管的管口還設(shè)有轉(zhuǎn)接頭，轉(zhuǎn)接頭與螺紋接頭抵接。

可選的，第一級(jí)壓裂段出液孔、第二級(jí)壓裂段出液孔和第三級(jí)壓裂段出液孔的兩側(cè)均設(shè)有密封圈。

可選的，裂縫監(jiān)測裝置為聲發(fā)射裂縫監(jiān)測裝置。

可選的，兩個(gè)壓裂模擬組件分別為第一壓裂模擬組件和第二壓裂模擬組件，第一壓裂模擬組件的第一模擬井筒和第二壓裂模擬組件的第二模擬井筒上具有相同數(shù)量和間距的模擬射孔。

本實(shí)用新型提供一種水平井分段壓裂或同步模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過以液體為壓裂介質(zhì)，能夠在模擬實(shí)際礦場水壓致裂的前提下研究流體作用力對(duì)裂縫形成和擴(kuò)展規(guī)律的影響，為礦產(chǎn)提供更加有效的指導(dǎo)；通過合理設(shè)計(jì)模擬射孔孔眼距離和出液孔孔眼位置，在實(shí)現(xiàn)分段壓裂模擬時(shí)減少可注液管的移動(dòng)距離，節(jié)約實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)安裝所需空間；通過分段設(shè)置模擬射孔，兩個(gè)模擬井筒同步壓裂，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)裂縫擴(kuò)展規(guī)律并研究水平井分段壓裂的段間裂縫干擾現(xiàn)象和同步壓裂產(chǎn)生的井間裂縫干擾增加裂縫復(fù)雜程度的作用機(jī)理。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬井筒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬井筒和人工巖樣的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的注液管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的位置調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的螺紋接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實(shí)用新型提供的圖6的右視圖；

圖8是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的頂板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的分段壓裂模擬實(shí)驗(yàn)中注液管與模擬井筒相對(duì)位置示意圖；

圖10是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)的第一種位置關(guān)系示意圖；

圖11是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)的第二種位置關(guān)系示意圖；

圖12是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)的第三種位置關(guān)系示意圖；

圖13是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)的第四種位置關(guān)系示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-壓裂模擬組件； 2-人工巖樣；

11-模擬井筒； 12-注液管；

13-應(yīng)力加載裝置； 14-裂縫監(jiān)測裝置；

15-供液管線； 16-位置調(diào)節(jié)裝置；

111-模擬射孔； 112-第一模擬井筒；

113-第二模擬井筒； 121-出液孔；

122-轉(zhuǎn)接頭； 123-密封圈；

161-螺紋接頭； 162-平板；

163-絲杠； 164-支撐柱；

21-頂板； 211-中心孔；

1111-第一級(jí)壓裂段模擬射孔； 1112-第二級(jí)壓裂段模擬射孔；

1113-第三級(jí)壓裂段模擬射孔； 1211-第一級(jí)壓裂段出液孔；

1212-第二級(jí)壓裂段出液孔； 1213-第三級(jí)壓裂段出液孔。

具體實(shí)施方式

圖1是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬井筒的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬井筒和人工巖樣的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的注液管的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的位置調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的螺紋接頭的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是本實(shí)用新型提供的圖6的右視圖，圖8是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的頂板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖9是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的注液管相對(duì)于模擬井筒位置示意圖，圖10是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)的第一種位置關(guān)系示意圖，圖11是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)的第二種位置關(guān)系示意圖，圖12是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)的第三種位置關(guān)系示意圖，圖13是本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)的第四種位置關(guān)系示意圖。

如圖1-13所示，本實(shí)用新型提供一種水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用于對(duì)立方體人工巖樣2進(jìn)行壓裂模擬，包括：壓裂模擬組件1、應(yīng)力加載裝置13和裂縫監(jiān)測裝置14，壓裂模擬組件1包括模擬井筒11和注液管12；模擬井筒11位于人工巖樣2內(nèi)部，模擬井筒11的筒底封閉，且模擬井筒11的筒口位于人工巖樣2的外部；模擬井筒11的筒壁上開設(shè)有至少兩個(gè)沿模擬井筒11軸向排列的模擬射孔111。

注液管12一端封閉，另一端與供液管線15連接，注液管12的外徑與模擬井筒11的內(nèi)徑相匹配，以使注液管12套設(shè)在模擬井筒11內(nèi)，注液管12的管壁上開設(shè)有至少兩個(gè)沿注液管12軸向排列的出液孔121，相鄰出液孔121之間的孔距與模擬射孔111之間的孔距不相同。

注液管12在模擬井筒11內(nèi)沿軸向移動(dòng)時(shí)，至多一個(gè)出液孔121與模擬射孔111位置相對(duì)并連通，以使流入注液管12內(nèi)的壓裂液通過與出液孔121相連通的模擬射孔111進(jìn)入人工巖樣2。

應(yīng)力加載裝置13為三個(gè)，每個(gè)應(yīng)力加載裝置13對(duì)應(yīng)一個(gè)與人工巖樣2的外立面垂直的方向，且不同壓裂模擬組件1所對(duì)應(yīng)的方向彼此垂直。

裂縫監(jiān)測裝置14的傳感器安設(shè)在人工巖樣2的表面。

需要說明的是，該水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過在人工巖樣2外立面設(shè)置壓裂模擬組件1，真實(shí)模擬在此方向的壓裂過程。壓裂模擬實(shí)驗(yàn)開始后，三個(gè)應(yīng)力加載裝置13分別從不同的方向?qū)θ斯r樣2外部加載應(yīng)力，應(yīng)力加載裝置13優(yōu)選為液壓活塞。同時(shí)壓裂液通過高壓泵經(jīng)過供液管線15注入注液管12內(nèi)，通過注液管12的管壁上的出液孔121流經(jīng)模擬井筒11的模擬射孔111進(jìn)入人工巖樣2，應(yīng)力加載裝置13和高壓壓裂液體對(duì)人工巖樣2同時(shí)作用，內(nèi)外同時(shí)加壓使人工巖樣2內(nèi)部產(chǎn)生憋壓，當(dāng)壓裂液體的壓力超過巖體的抗張強(qiáng)度時(shí)，在巖體內(nèi)部發(fā)生破裂。壓裂液體會(huì)隨著裂縫延展流動(dòng)，即壓裂作用力會(huì)隨著裂縫延伸，因此裂縫不斷擴(kuò)展。通過裂縫監(jiān)測裝置14監(jiān)測裂縫的形成和擴(kuò)展形態(tài)。壓裂液優(yōu)選使用水體，能更加真實(shí)模擬實(shí)際礦場的作業(yè)環(huán)境。

在上述基本實(shí)驗(yàn)過程基礎(chǔ)上，還可通過調(diào)節(jié)注液管12在模擬井筒11內(nèi)的伸入位置，調(diào)整不同出液孔121與模擬射孔111相互對(duì)應(yīng)，完成分段壓裂模擬實(shí)驗(yàn)。并且，還可通過在每個(gè)壓裂模擬組件1中優(yōu)選設(shè)置兩個(gè)壓裂模擬組件1，即設(shè)置兩組模擬井筒11和注液管12，分別研究這兩組模擬井筒11和注液管12形成的裂縫之間的互相影響，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬井筒11同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)。通過分段壓裂模擬實(shí)驗(yàn)和同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘鎸?shí)模擬油氣井壓裂過程，為礦產(chǎn)實(shí)踐提供有效的指導(dǎo)。

優(yōu)選的，上述的人工巖樣2為300mm×300mm×300mm的立方體。模擬井筒11的總長度為250mm，外徑為15mm，內(nèi)徑為10mm。注液管12總長度為250mm，外徑為9mm，內(nèi)徑為2mm。供液管線15外徑為3mm，內(nèi)徑為1mm。模擬射孔111和出液孔121的孔徑均為2mm。

具體的，壓裂模擬組件1為一個(gè)時(shí)，完成水平井分段壓裂模擬實(shí)驗(yàn)；壓裂模擬組件1為兩個(gè)，完成水平井同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)壓裂模擬組件1均設(shè)置在人工巖樣2的同一外立面?zhèn)龋總€(gè)壓裂模擬組件1均包括一根模擬井筒11與一根注液管12。

需要說明的是，當(dāng)每個(gè)壓裂模擬組件1均包括一個(gè)模擬井筒11與一個(gè)注液管12，即可完成分段壓裂模擬實(shí)驗(yàn)。當(dāng)設(shè)置兩個(gè)壓裂模擬組件1時(shí)，所包括兩個(gè)模擬井筒11與兩個(gè)注液管12，既可以通過單組注液完成分段壓裂模擬實(shí)驗(yàn)，也可以通過兩組同時(shí)注液，完成同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)，研究兩口井間裂縫的縫間干擾以及增加裂縫復(fù)雜程度的作用機(jī)理。

具體的，模擬井筒11的筒壁上開設(shè)有由模擬井筒11的筒底至筒口依次設(shè)置的第一級(jí)壓裂段模擬射孔1111、第二級(jí)壓裂段模擬射孔1112和第三級(jí)壓裂段模擬射孔1113；注液管12的管壁上開設(shè)有由注液管12的管底至管口依次設(shè)置的第一級(jí)壓裂段出液孔1211、第二級(jí)壓裂段出液孔1212和第三級(jí)壓裂段出液孔1213。

需要說明的是，通過分別設(shè)置第一級(jí)壓裂段模擬射孔1111、第二級(jí)壓裂段模擬射孔1112、第三級(jí)壓裂段模擬射孔1113和第一級(jí)壓裂段出液孔1211、第二級(jí)壓裂段出液孔1212、第三級(jí)壓裂段出液孔1213，可完成三級(jí)壓裂模擬實(shí)驗(yàn)。如圖9所示，當(dāng)進(jìn)行第一級(jí)壓裂模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，注液管12相對(duì)于模擬井筒11的位置如圖中由上至下第一根注液管12的位置，此時(shí)僅第一級(jí)壓裂段模擬射孔1111與第一級(jí)壓裂段出液孔1211相對(duì)應(yīng)連通，其余孔均錯(cuò)位設(shè)置，故注入的壓裂液僅能通過第一級(jí)壓裂段模擬射孔1111進(jìn)入人工巖樣2。當(dāng)進(jìn)行第二級(jí)壓裂模擬實(shí)驗(yàn)，注液管12相對(duì)于模擬井筒11的位置如圖中由上至下第二根注液管12的位置，此時(shí)注液管12相對(duì)于模擬井筒11向外移動(dòng)一段距離，致使僅有第二級(jí)壓裂段模擬射孔1112與第二級(jí)壓裂段出液孔1212相對(duì)應(yīng)連通，其余孔均錯(cuò)位設(shè)置，故注入的壓裂液僅能通過第二級(jí)壓裂段模擬射孔1112進(jìn)入人工巖樣2。當(dāng)進(jìn)行第三級(jí)壓裂模擬實(shí)驗(yàn)，與第二級(jí)壓裂模擬實(shí)驗(yàn)類似，注液管12相對(duì)于模擬井筒11的位置如圖中由上至下第三根注液管12的位置，此時(shí)注液管12相對(duì)于模擬井筒11向外繼續(xù)移動(dòng)一段距離，致使僅有第三級(jí)壓裂段模擬射孔1113與第三級(jí)壓裂段出液孔1213相對(duì)應(yīng)連通，其余孔均錯(cuò)位設(shè)置，故注入的壓裂液僅能通過第三級(jí)壓裂段模擬射孔1113進(jìn)入人工巖樣2。通過分段壓裂模擬實(shí)驗(yàn)，可研究模擬井筒11不同壓裂段之間的裂縫干擾現(xiàn)象和水力裂縫的擴(kuò)展規(guī)律。

需要說明的是，上述三級(jí)分段壓裂模擬實(shí)驗(yàn)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要安排其完成的先后順序，并不局限于其名稱所限定的順序。

優(yōu)選的，上述的第一級(jí)壓裂段模擬射孔1111、第二級(jí)壓裂段模擬射孔1112和第三級(jí)壓裂段模擬射孔1113距離模擬井筒11筒口分別為200mm、150mm和100mm。第一級(jí)壓裂段出液孔1211、第二級(jí)壓裂段出液孔1212和第三級(jí)壓裂段出液孔1213距離注液管12管口分別為225mm、185mm和145mm。在進(jìn)行第二級(jí)壓裂模擬實(shí)驗(yàn)和第三級(jí)壓裂模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，注液管12相對(duì)于模擬井筒11外移的距離均為10mm。

具體的，每個(gè)壓裂模擬組件1還包括位置調(diào)節(jié)裝置16，位置調(diào)節(jié)裝置16包括螺紋接頭161、平板162、絲杠163和四個(gè)支撐柱164，螺紋接頭161具有內(nèi)螺紋孔，且螺紋接頭161具有和注液管12端部連接的端面。

支撐柱164對(duì)稱固定在平板162上，絲杠163一端固定在平板162上，絲杠163另一端和螺紋接頭161的內(nèi)螺紋孔旋合。

具體的，絲杠163端部的活動(dòng)范圍位于螺紋接頭161的內(nèi)螺紋孔之內(nèi)。

需要說明的是，通過螺紋接頭161在絲杠163上活動(dòng)，限定注液管12在模擬井筒11內(nèi)的位置。通過平板162和支撐柱164相互配合，應(yīng)力加載裝置13抵接在平板162表面，平板162用以向人工巖樣2表面?zhèn)鬟f應(yīng)力加載裝置13的應(yīng)力。絲杠163端部的活動(dòng)范圍位于螺紋接頭161的內(nèi)螺紋孔之內(nèi)，即螺紋接頭161僅限定在絲杠163上活動(dòng)。該位置調(diào)節(jié)裝置16用以調(diào)節(jié)并固定注液管12的位置，防止壓裂液在人工巖樣2內(nèi)壓力過高，注液管12退出模擬井筒11或兩者位置發(fā)生偏差，造成出液孔121和模擬射孔111無法對(duì)應(yīng)連通。

優(yōu)選的，上述平板162為300mm×300mm×40mm的鋁板。支撐柱164優(yōu)選為四個(gè)，相對(duì)于平板162對(duì)稱設(shè)置，其直徑為80mm。絲杠163直徑為20mm，為外螺紋結(jié)構(gòu)。如圖6和7所示，螺紋接頭161為“T”型結(jié)構(gòu)，中心通孔直徑為20mm，為內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)。

具體的，人工巖樣2表面設(shè)有頂板21，位置調(diào)節(jié)裝置16設(shè)置在頂板21上，頂板21上還設(shè)有用于使模擬井筒11穿過的中心孔211。

具體的，注液管12的管口還設(shè)有轉(zhuǎn)接頭122，轉(zhuǎn)接頭122與螺紋接頭161抵接。

需要說明的是，人工巖樣2表面的頂板21是為保證人工巖樣2表面受力均勻，而注液管12的管口設(shè)置轉(zhuǎn)接頭122也是為通過與螺紋接頭161抵接而保證注液管12不會(huì)被液體壓力推出模擬井筒11。

優(yōu)選的，頂板21為300mm×300mm×25mm的鋁板，中心孔211直徑為25mm。

具體的，第一級(jí)壓裂段出液孔1211、第二級(jí)壓裂段出液孔1212和第三級(jí)壓裂段出液孔1213的兩側(cè)均設(shè)有密封圈123。

需要說明的是，由于注液管12的外徑和模擬井筒11的內(nèi)徑之間會(huì)預(yù)留有注液管12套入時(shí)所需空間，根據(jù)上述優(yōu)選的注液管12外徑和模擬井筒11內(nèi)徑可以看出，兩者之間相差1mm，為防止壓裂液通入后，沿此縫隙滲入相鄰模擬射孔111，故在每個(gè)出液孔121兩側(cè)均設(shè)置密封圈123。優(yōu)選的，密封圈123厚度大于1mm。

具體的，裂縫監(jiān)測裝置14為聲發(fā)射裂縫監(jiān)測裝置。

需要說明的是，聲發(fā)射裂縫監(jiān)測裝置由傳感器、前置放大器、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)和記錄分析顯示系統(tǒng)四個(gè)部分組成。聲發(fā)射裂縫監(jiān)測裝置中傳感器接收采集來自聲發(fā)射源的聲波信號(hào)，即聲發(fā)射信號(hào)，此聲發(fā)射信號(hào)反應(yīng)了人工巖樣2內(nèi)部裂縫的形態(tài)。接收的聲發(fā)射信號(hào)經(jīng)前置放大器放大后，并由信號(hào)采集處理系統(tǒng)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)做處理后，由記錄顯示系統(tǒng)進(jìn)行記錄、分析和顯示，從而直觀的分析裂縫的形成和擴(kuò)展形態(tài)。

具體的，兩個(gè)壓裂模擬組件1分別為第一壓裂模擬組件和第二壓裂模擬組件，第一壓裂模擬組件的第一模擬井筒112和第二壓裂模擬組件的第二模擬井筒113上具有相同數(shù)量和間距的模擬射孔111。

需要說明的是，通過設(shè)置第一模擬井筒112和第二模擬井筒113完成兩個(gè)模擬井筒11同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)，本水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)共有四種位置關(guān)系。如圖10所示，圖示出為第一種位置關(guān)系，第一模擬井筒112和第二模擬井筒113兩者位于人工巖樣2內(nèi)部深度相同，兩者的第一級(jí)壓裂段模擬射孔1111、第二級(jí)壓裂段模擬射孔1112和第三級(jí)壓裂段模擬射孔1113均各自相互對(duì)應(yīng)。如圖11所示，第二種位置關(guān)系為第一模擬井筒112和第二模擬井筒113兩者位于人工巖樣2內(nèi)部深度不同，兩者的第一級(jí)壓裂段模擬射孔1111、第二級(jí)壓裂段模擬射孔1112和第三級(jí)壓裂段模擬射孔1113均各自相互對(duì)應(yīng)。如圖12所示，第三種位置關(guān)系為第一模擬井筒112和第二模擬井筒113兩者位于人工巖樣2內(nèi)部深度相同，兩者的第一級(jí)壓裂段模擬射孔1111、第二級(jí)壓裂段模擬射孔1112和第三級(jí)壓裂段模擬射孔1113均各自相互錯(cuò)開設(shè)置。如圖13所示，第四種位置關(guān)系為第一模擬井筒112和第二模擬井筒113兩者位于人工巖樣2內(nèi)部深度不同，兩者的第一級(jí)壓裂段模擬射孔1111、第二級(jí)壓裂段模擬射孔1112和第三級(jí)壓裂段模擬射孔1113均各自相互錯(cuò)開設(shè)置。

通過上述四種位置關(guān)系的設(shè)置，可以探究模擬井筒11深度和模擬射孔111是否相對(duì)應(yīng)兩個(gè)因素對(duì)裂縫形成擴(kuò)展的影響。故通過設(shè)置四種位置關(guān)系能夠分別模擬不同(或相同)深度的兩口水平井，壓裂段相對(duì)和交錯(cuò)分布等壓裂改造方案下裂縫的擴(kuò)展規(guī)律。

本實(shí)用新型提供的水平井分段壓裂或同步壓裂模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過以液體為壓裂介質(zhì)，壓裂施力點(diǎn)可隨液體在裂縫中流動(dòng)而改變位置，實(shí)現(xiàn)研究動(dòng)態(tài)作用力對(duì)裂縫形成及擴(kuò)展規(guī)律的研究，模擬實(shí)際礦場水壓致裂情況，為礦產(chǎn)提供更加有效的指導(dǎo)；通過合理設(shè)計(jì)模擬射孔111孔眼距離和出液孔121孔眼位置，在分段壓裂時(shí)減少可注液管12的移動(dòng)距離，減少實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所需安裝空間；通過分段設(shè)置模擬射孔111，兩個(gè)模擬井筒11同步壓裂，能實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)裂縫擴(kuò)展規(guī)律并研究分段壓裂的模擬射孔111和同步壓裂模擬井筒11引起的縫間干擾對(duì)裂縫形成和擴(kuò)展形態(tài)的影響。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。