本發(fā)明屬于油氣田井下暫堵壓裂，具體涉及一種水平井暫堵壓裂模擬實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，隨著我國(guó)油氣田開采的不斷發(fā)展，我國(guó)的油氣田勘探開發(fā)已進(jìn)入非常規(guī)油氣勘探領(lǐng)域，但非常規(guī)油氣資源稟賦較差，普遍存在儲(chǔ)層致密、低孔、低滲等特征，必需通過(guò)儲(chǔ)層壓裂改造才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)。其中，水平井分段壓裂技術(shù)已經(jīng)成為非常規(guī)油氣開發(fā)的主體技術(shù)。暫堵轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)通過(guò)泵入可降解暫堵劑，即通過(guò)壓裂液將暫堵劑攜帶到儲(chǔ)層裂縫中，在裂縫端部或者縫寬狹窄處產(chǎn)生封堵，進(jìn)而產(chǎn)生高的裂縫凈壓力，當(dāng)凈壓力超過(guò)主裂縫中薄弱部位的破裂壓力時(shí)，就會(huì)改變裂縫起裂方位，形成新的支裂縫或溝通更多微裂縫，從而形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)，以最大限度的提高儲(chǔ)層改造效果。

2、在水平井壓裂過(guò)程中，復(fù)雜機(jī)制作用下的暫堵劑運(yùn)移嚴(yán)重影響了其在裂縫內(nèi)的鋪置形態(tài)，增加了壓裂設(shè)計(jì)難度。因而，明確水平井壓裂中暫堵劑運(yùn)移規(guī)律，提高對(duì)其運(yùn)移過(guò)程中水動(dòng)力學(xué)行為的認(rèn)識(shí)，對(duì)于指導(dǎo)壓裂設(shè)計(jì)具有重要的意義。當(dāng)前，缺少合適的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，難以有效開展暫堵過(guò)程的評(píng)價(jià)優(yōu)化和指導(dǎo)工藝方案的設(shè)計(jì)。

3、申請(qǐng)公布號(hào)為cn113533680a的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種用于模擬井下暫堵壓裂實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置及方法，實(shí)驗(yàn)裝置包括：多個(gè)平板裂縫機(jī)構(gòu)，其包括兩個(gè)間隔開設(shè)置且四周封閉的平板和筒狀的炮眼機(jī)構(gòu)，在兩個(gè)平板之間形成有模擬裂縫，炮眼機(jī)構(gòu)設(shè)有多個(gè)與模擬裂縫連通的炮眼；多個(gè)依次連接且穿過(guò)平板裂縫機(jī)構(gòu)的水平井筒；循環(huán)泵，模擬裂縫和水平井筒分別與循環(huán)泵連通。

4、經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，該方案在具體應(yīng)用時(shí)是建立在壓力平衡的條件下進(jìn)行的，由于忽略了地層的閉合壓力對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將會(huì)存在一定的誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種水平井暫堵壓裂模擬實(shí)驗(yàn)裝置，以解決現(xiàn)有水平井暫堵壓裂模擬實(shí)驗(yàn)裝置在應(yīng)用時(shí)未考慮地層閉合壓力的影響而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在一定誤差的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種水平井暫堵壓裂模擬實(shí)驗(yàn)裝置采用如下技術(shù)方案：

3、一種水平井暫堵壓裂模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括至少一個(gè)用于模擬地層裂縫的裂縫模擬單元和穿裝于裂縫模擬單元的模擬井筒，模擬井筒具有模擬炮眼，裂縫模擬單元包括至少兩個(gè)裂縫模擬板，兩個(gè)裂縫模擬板之間形成模擬裂縫，模擬井筒通過(guò)模擬炮眼連通模擬裂縫以向模擬裂縫輸送暫堵劑，還包括用于為裂縫模擬單元提供模擬地層閉合壓力的壓力模擬單元，壓力模擬單元包括設(shè)置于裂縫模擬單元兩側(cè)的壓力推板以及驅(qū)動(dòng)兩側(cè)壓力推板相向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩側(cè)壓力推板通過(guò)相向運(yùn)動(dòng)擠壓裂縫模擬板為模擬裂縫提供模擬地層閉合壓力，以使模擬裂縫閉合從而獲得模擬裂縫中暫堵劑的分布狀態(tài)。

4、上述技術(shù)方案的有益效果在于：本發(fā)明基于現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，本發(fā)明的水平井暫堵壓裂模擬實(shí)驗(yàn)裝置通過(guò)設(shè)置為裂縫模擬單元提供模擬地層閉合壓力的壓力模擬單元，壓力模擬單元包括設(shè)置于裂縫模擬單元兩側(cè)的壓力推板以及驅(qū)動(dòng)兩側(cè)壓力推板相向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩側(cè)壓力推板通過(guò)相向運(yùn)動(dòng)擠壓裂縫模擬板為模擬裂縫提供模擬地層閉合壓力，以使模擬裂縫閉合從而獲得模擬裂縫中暫堵劑的分布狀態(tài)。通過(guò)壓力推板的相向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生對(duì)于模擬裂縫的模擬地層閉合壓力，壓力推板推動(dòng)裂縫模擬板相對(duì)運(yùn)動(dòng)以使模擬裂縫閉合，從而使模擬裂縫中的暫堵劑沿模擬裂縫擴(kuò)散，進(jìn)而獲得模擬裂縫中暫堵劑的分布狀態(tài)。由于在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中充分考慮了地層閉合壓力的影響，本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)獲得的暫堵劑分布狀態(tài)結(jié)果更為準(zhǔn)確和可靠。

5、進(jìn)一步地，所述壓力推板為平板，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有能夠相向和相背移動(dòng)的雙輸出端，雙輸出端分別通過(guò)夾持臂連接壓力推板。

6、上述技術(shù)方案的有益效果在于：平板狀的壓力推板，易于與裂縫模擬單元配合以傳遞壓力模塊單元的壓力；能夠相向或相背移動(dòng)并具有雙輸出端的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，分別通過(guò)夾持臂連接壓力推板，從而可以通過(guò)相向運(yùn)動(dòng)以擠壓裂縫模擬板為模擬裂縫提供模擬層閉合壓力，以期更準(zhǔn)確的模擬實(shí)際地層的狀態(tài)，從而提高了結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

7、進(jìn)一步地，所述夾持臂呈l形。

8、上述技術(shù)方案的有益效果在于：l形的夾持臂，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便裝配，易于將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的壓力傳遞至壓力推板。

9、進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為液壓缸或氣缸，液壓缸連接有液壓控制系統(tǒng)或氣缸連接有氣壓控制系統(tǒng)，以向模擬裂縫施加指定的閉合壓力。

10、上述技術(shù)方案的有益效果在于：采用液壓缸或氣缸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)、沖擊及振動(dòng)較小，容易實(shí)現(xiàn)頻繁的啟動(dòng)和換向動(dòng)作，操縱簡(jiǎn)單。液壓控制系統(tǒng)或氣壓控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)向模擬裂縫施加指定的閉合壓力，從而可以按需模擬地層的閉合壓力對(duì)暫堵效果的影響，有利于提升模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性；同時(shí)，在保證實(shí)驗(yàn)要求的前提下也避免閉合壓力過(guò)大而損壞裂縫模擬板。

11、進(jìn)一步地，壓力推板上設(shè)置有供模擬井筒穿裝的推板通孔，模擬井筒穿裝于推板通孔。

12、上述技術(shù)方案的有益效果在于：模擬井筒穿過(guò)推板通孔穿裝于裂縫模擬單元，使得壓力推板與裂縫模擬板同軸安裝，壓力推板更易于與裂縫模擬板配合，從而有效傳遞壓力模擬單元的壓力。

13、進(jìn)一步地，裂縫模擬單元還包括固定架，裂縫模擬板安裝在固定架上，固定架與裂縫模擬板之間設(shè)置有用于為裂縫模擬板提供抵抗形變力的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

14、上述技術(shù)方案的有益效果在于：固定架為裂縫模擬板在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提供穩(wěn)定的支撐，設(shè)置于固定架與裂縫模擬板之間的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于為裂縫模擬板提供抵抗形變力，以使模塊裂縫處于可控狀態(tài)。

15、進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為頂裝于裂縫模擬板和固定架之間的彈簧，彈簧至少有兩個(gè)且布置在模擬井筒的兩側(cè)。

16、上述技術(shù)方案的有益效果在于：通過(guò)設(shè)置頂裝于裂縫模擬板與固定架之間的彈簧，可以為裂縫模擬板提供抵抗形變的力，從而可以使模擬裂縫的寬度處于相對(duì)可控狀態(tài)；至少兩個(gè)彈簧布置在模擬井筒的兩側(cè)，可以有效保證模擬井筒兩側(cè)的裂縫模擬板受力均衡。

17、進(jìn)一步地，裂縫模擬板包括裂縫模擬板主體和設(shè)于裂縫模擬板主體上的加強(qiáng)筋。

18、上述技術(shù)方案的有益效果在于：通過(guò)裂縫模擬板主體和設(shè)于裂縫模擬板主體上的加強(qiáng)筋構(gòu)成的裂縫模擬板，可以有效的模擬地層，同時(shí)保證裂縫模擬板的承壓能力和穩(wěn)定性，使實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)更可靠。

19、進(jìn)一步地，裂縫模擬板包括裂縫模擬板主體，裂縫模擬板主體為多層結(jié)構(gòu)，至少包括最外層的多孔板和位于中間層的具有滲透能力的滲透板。

20、上述技術(shù)方案的有益效果在于：多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的裂縫模擬板主體可以更有效的模擬地層，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠；最外層的多孔板為中間層的滲透板提供支撐，同時(shí)便于裂縫模擬板在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將通過(guò)滲透板滲透出的工作介質(zhì)通過(guò)多孔板溢出。

21、進(jìn)一步地，裂縫模擬板還包括加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋設(shè)于裂縫模擬板主體最外層的多孔板上。

22、上述技術(shù)方案的有益效果在于：加強(qiáng)筋可以防止在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中裂縫模擬板的結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，提高裂縫模擬板的承壓能力和穩(wěn)定性；同時(shí)將加強(qiáng)筋設(shè)置于裂縫模擬板主體最外層的多孔板上，便于加強(qiáng)筋與裂縫模擬板主體的成型加工。