本公开涉及可以开展不同射孔方式、射孔参数和压裂参数的真三轴水力压裂物理模拟测试的实验装置。
背景技术:
1、本节中的陈述只提供与本公开有关的背景信息并且不构成现有技术。
2、古龙页岩油储层分布广,有机质丰度高、演化程度适中,是大庆油田勘探开发重要的接替领域。当前古龙页岩油勘探开发主要采用射孔与体积压裂相结合的开发模式,取得了良好的开发效果,但由于受页岩储层页理发育影响,缝高延伸受限,导致储层改造体积较小,且压裂裂缝扩展机理认识不清。国内外相继采用了数值模拟和物理模拟实验两种方式,研究不同射孔参数和压裂参数对水力压裂地层破裂压力和裂缝形态的影响。其中,数值模拟研究主要是基于经典的力学理论,缺乏有效的实验手段予以验证。近年来国内外学者开始利用物理模拟实验,通过物理模拟手段来研究不同射孔参数、不同压裂参数对水力压裂地层破裂压力和裂缝形态的影响。
3、目前真三轴水力压裂物理模拟测试装置由于考虑其高压工作环境,多采用整体化围压腔施加载荷,无法对三向围压条件下的射孔压裂裂缝缝高进行可视化测量和监测,室内压裂模拟实验需要拆解岩样观测裂缝形态导致实验结果受人为因素影响较大;另外,现有的真三轴水力压裂物理模拟测试装置,在模拟射孔压裂时,多采用在岩心中钻孔,预置割缝钢管的方式,对岩样物理性质造成了人为干扰,因此亟需研制一种可视化测量射孔压裂裂缝高度的实验装置,用于开展不同射孔方式、射孔参数和压裂参数的真三轴水力压裂物理模拟测试实验,并对射孔压裂裂缝缝高可视化测量,以研究不同地应力条件下的裂缝扩展机理,为古龙页岩油的勘探开发提供理论支撑。
4、需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此可以包含不构成现有技术的信息。
技术实现思路
1、有鉴于此,本公开提供一种古龙页岩射孔压裂裂缝高度可视化测量装置,解决现有实验装置无法对三向围压条件下的射孔压裂裂缝缝高进行可视化测量及射孔压裂过程的可视化监测的问题。
2、另外,本公开还提供古龙页岩射孔压裂裂缝高度测量方法。
3、第一方面,所述的古龙页岩射孔压裂裂缝高度可视化测量装置,包括围压腔、摄像设备、扫描设备及拍照设备;
4、所述围压腔具有可视窗口并连接声发射传感器;
5、通过所述可视窗口,利用所述摄像设备记录所述围压腔中试件在模拟射孔压裂过程中的动态,利用所述声发射传感器捕捉所述试件的裂缝破裂事件点;
6、利用所述扫描设备扫描所述试件在所述模拟射孔压裂后的裂缝形态,利用所述拍照设备记录所述试件的剖面裂缝形态。
7、在本公开的实施例中,所述围压腔是由应力加载钢板围成的方形腔室;
8、所述应力加载钢板上开有所述可视窗口。
9、在本公开的实施例中,通过模拟射孔机构及围压加载机构对所述围压腔中所述试件施加所述模拟射孔压裂用水力射孔压力及三向围压。
10、在本公开的实施例中,所述模拟射孔机构,包括:
11、预设射孔位置的模拟井筒;
12、在所述围压腔与所述模拟井筒之间按照所述射孔位置连接模拟射孔孔道;
13、注液管线通过所述模拟射孔孔道向所述试件施加所述水力射孔压力。
14、在本公开的实施例中,所述围压加载机构,包括:
15、垂向液压泵及横向液压泵;
16、通过所述垂向液压泵及所述横向液压泵向所述试件施加所述三向围压。
17、在本公开的实施例中,所述声发射传感器与弹簧的连接组件设置在所述围压腔的四壁内,通过所述弹簧的预紧力驱使所述声发射传感器与所述试件贴合。
18、在本公开的实施例中,所述应力加载钢板围成的所述围压腔通过支架固定支撑;
19、底座、侧板及顶板组成所述支架;
20、所述侧板设置与所述可视窗口对应的观察窗;
21、所述顶板下方连接钢板夹持组件,通过所述钢板夹持组件固定所述应力加载钢板。
22、第二方面,所述的古龙页岩射孔压裂裂缝高度测量方法,包括:
23、使用第一方面所述可视化测量装置对古龙页岩射孔压裂裂缝高度进行测量。
24、本公开具有如下有益效果:
25、本公开的可视化测量装置,在水力压裂物理模拟测试中可通过声发射测量系统和高分辨率数字摄像机进行动态监测,一方面利用声发射捕捉裂缝破裂事件点,另一方面利用摄像机对射孔压裂过程进行录像,从而达到动态监测试件内的水力裂缝缝高的目的,同时,在射孔压裂完毕后,将试件剖切测量裂缝高度,三者相互印证,最终实现射孔压裂实验过程中裂缝高度的可视化测量及射孔压裂过程的可视化监测。
1.一种古龙页岩射孔压裂裂缝高度可视化测量装置,包括围压腔,其特征在于,还包括:
2.根据权利要求1所述的射孔压裂裂缝高度可视化测量装置,其特征在于:
3.根据权利要求2所述的射孔压裂裂缝高度可视化测量装置,其特征在于:
4.根据权利要求3所述的射孔压裂裂缝高度可视化测量装置,其特征在于,所述模拟射孔机构,包括:
5.根据权利要求4所述的射孔压裂裂缝高度可视化测量装置,其特征在于,所述围压加载机构,包括:
6.根据权利要求1-5任一项所述的射孔压裂裂缝高度可视化测量装置,其特征在于:
7.根据权利要求2所述的射孔压裂裂缝高度可视化测量装置,其特征在于:
8.一种古龙页岩射孔压裂裂缝高度可视化测量方法,其特征在于,包括:
