一種評(píng)價(jià)壓裂液對(duì)石油儲(chǔ)層傷害的實(shí)驗(yàn)裝置及方法制造方法及圖紙

一種評(píng)價(jià)壓裂液對(duì)石油儲(chǔ)層傷害的實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試方法，所述裝置包括量筒、微槽道模型、入口導(dǎo)管、出口導(dǎo)管、毛細(xì)管、顯微鏡頭、圖像采集器以及計(jì)算機(jī)；微槽道模型包括巖板基底、巖板微槽道、玻璃上蓋板和玻璃底板；該方法采用在一定壓差作用下分別將水和壓裂液注入到巖板微槽道中，通過(guò)比較通入壓裂液前后巖板微槽道內(nèi)的水流量變化來(lái)評(píng)價(jià)壓裂液對(duì)巖心的傷害程度。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)微槽道模型利用飛秒激光器在真實(shí)巖心上加工而成，測(cè)量結(jié)果更接近真實(shí)情況，測(cè)量前無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜難控的壓裂過(guò)程，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中無(wú)須特殊的高壓驅(qū)動(dòng)設(shè)備，使測(cè)試成本大大降低；測(cè)試中利用毛細(xì)管、圖像采集器、顯微鏡和計(jì)算機(jī)測(cè)量流過(guò)巖板微槽道的流量，測(cè)量精度大大提高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種評(píng)價(jià)壓裂液對(duì)儲(chǔ)層傷害程度的裝置及方法，尤其涉及一種評(píng)價(jià)壓裂液對(duì)石油儲(chǔ)層傷害的裝置及方法。
技術(shù)介紹
在低滲透及致密油儲(chǔ)層中，由于儲(chǔ)層孔隙很小，因此通常需要采用人工壓裂的方法在巖心中造成縫隙從而達(dá)到提高采油率的目的。但是在壓裂過(guò)程中，壓裂液的注入會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)層原有的孔隙發(fā)生堵塞從而降低原有儲(chǔ)層的滲透率，我們稱(chēng)之為壓裂液傷害；如何評(píng)價(jià)壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害以及壓裂液的選擇至關(guān)重要。目前已有的評(píng)價(jià)方法主要是測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)巖心在注入壓裂液前后的滲透率變化。由于致密油儲(chǔ)層巖心非常致密，因此在壓裂液注入前需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)巖心進(jìn)行人工壓裂，裂縫的大小很難控制，人工壓裂后需要利用高壓泵將壓裂液注入到標(biāo)準(zhǔn)圓柱形巖心中，然后測(cè)量從巖心流出的流量，該方法所需設(shè)備成本高，回路復(fù)雜，測(cè)試成本高，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，而且無(wú)法得到流體在巖心內(nèi)的流動(dòng)細(xì)節(jié)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供一種評(píng)價(jià)壓裂液對(duì)石油儲(chǔ)層傷害的實(shí)驗(yàn)裝置及方法，利用巖板微槽道代替真實(shí)巖心，使其具有實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單、測(cè)量時(shí)間短，可以實(shí)現(xiàn)可視化測(cè)量，而且測(cè)量結(jié)果精度高等特點(diǎn)。本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種評(píng)價(jià)壓裂液對(duì)石油儲(chǔ)層傷害的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：該裝置包括量筒、微槽道模型、毛細(xì)管、顯微鏡頭、圖像采集器以及計(jì)算機(jī)；微槽道模型包括巖板基底、巖板微槽道(15)、玻璃上蓋板和玻璃底板；所述巖板微槽道由飛秒激光器在巖板上加工而成；玻璃上蓋板(5)和玻璃底板將巖板基底和巖板微槽道密封在其中；所述量筒通過(guò)入口導(dǎo)管和控制閥與巖板微槽道的前端入口連接，巖板微槽道的后端出口通過(guò)出口導(dǎo)管與毛細(xì)管的前端連通；所述的毛細(xì)管水平固定在測(cè)試平臺(tái)上，所述的顯微鏡放置在毛細(xì)管中部的上方位置，所述的計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與所述的圖像采集器相連。優(yōu)選地，所述的巖板微槽道的寬度為10-50微米，巖板微槽道的深度為5-20微米。本專(zhuān)利技術(shù)的另一技術(shù)特征還在于：巖板微槽道的前端入口和巖板微槽道的后端出口部分的水平截面分別為正方形，該巖板微槽道呈中間窄兩端寬的結(jié)構(gòu)。本專(zhuān)利技術(shù)還提供了一種壓裂液對(duì)石油儲(chǔ)層傷害的評(píng)價(jià)方法，其特征在于該方法包括如下步驟：1)先在量筒中注入一定量的去離子水，然后打開(kāi)控制閥，在壓差作用下去離子水會(huì)從入口導(dǎo)管流入到巖板微槽道中，然后從出口導(dǎo)管流入到下游的毛細(xì)管8中；2)利用安裝在顯微鏡上的圖像采集器記錄不同時(shí)刻毛細(xì)管內(nèi)的液面位置，然后將圖像輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到在所述壓差作用下通過(guò)巖板微槽道的去離子水流量Q1；3)將去離子水從巖板微槽道內(nèi)驅(qū)出，重復(fù)步驟1),將壓裂液注入到巖板微槽道中靜置2-3小時(shí)，然后將壓裂液驅(qū)出；4)重新注入去離子水，重復(fù)步驟1)和2)，得到注入壓裂液后通過(guò)巖板微槽道的去離子水流量Q2；5)根據(jù)公式(Q1-Q2)/Q1計(jì)算得到壓裂液的傷害程度。本專(zhuān)利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性的技術(shù)效果：本專(zhuān)利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性的技術(shù)效果：所述微槽道模型利用飛秒激光器在真實(shí)巖心上加工而成，測(cè)量結(jié)果更接近真實(shí)情況，利用巖板微槽道代替標(biāo)準(zhǔn)柱狀巖心，測(cè)量前無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜難控的壓裂過(guò)程，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中無(wú)須特殊的高壓驅(qū)動(dòng)設(shè)備，使測(cè)試成本大大降低，測(cè)試中利用毛細(xì)管、圖像采集器、顯微鏡和計(jì)算機(jī)測(cè)量流過(guò)巖板微槽道的流量，測(cè)量精度大大提高。附圖說(shuō)明圖1為評(píng)價(jià)壓裂液對(duì)石油儲(chǔ)層傷害的實(shí)驗(yàn)裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為巖板微槽道的截面形狀。圖中：1－量筒；2－控制閥；3－入口導(dǎo)管；4－入口連接件；5－玻璃上蓋板；6－出口連接件；7－出口導(dǎo)管；8－毛細(xì)管；9－顯微鏡頭；10－圖像采集器；11－計(jì)算機(jī)；12－實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；13－玻璃底板；14－巖板基底；15－巖板微槽道。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的具體結(jié)構(gòu)、原理和工作過(guò)程作詳細(xì)說(shuō)明。圖1為一種評(píng)價(jià)壓裂液對(duì)石油儲(chǔ)層傷害的裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖，該裝置包括量筒1、微槽道模型、毛細(xì)管8、顯微鏡頭9、圖像采集器10以及計(jì)算機(jī)11；微槽道模型包括巖板基底14、巖板微槽道15、玻璃上蓋板5和玻璃底板13；所述巖板微槽道15由飛秒激光器直接在巖板上加工出來(lái)的。微槽道加工完成后分別與玻璃上蓋板5和玻璃底板13粘結(jié)在一起，將巖板基底14和巖板微槽道15密封在其中；所述量筒通過(guò)入口導(dǎo)管3和控制閥2與巖板微槽道的前端入口連接，并通過(guò)入口連接件4將入口導(dǎo)管3固定玻璃上蓋板5上；巖板微槽道的后端出口通過(guò)出口導(dǎo)管7與毛細(xì)管8的前端連通，并通過(guò)出口連接件6將出口導(dǎo)管7固定在玻璃上蓋板5上。所述的毛細(xì)管8水平固定在測(cè)試平臺(tái)12上，所述的顯微鏡9放置在毛細(xì)管中部的上方位置，所述的計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與所述的圖像采集器10相連。巖板微槽道的寬度優(yōu)選為10-50微米，巖板微槽道的深度優(yōu)選為5-20微米。巖板微槽道的前端入口和巖板微槽道的后端出口部分的水平截面分別為正方形，該巖板微槽道呈中間窄兩端寬的結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，以便于去離子水和壓裂液能夠順利地流入和流出巖板微槽道。本專(zhuān)利技術(shù)的工作過(guò)程如下：1)先在量筒中注入一定量的去離子水(其液面應(yīng)高出微槽道的高度)，使其形成壓差；然后打開(kāi)控制閥2，在壓差作用下去離子水會(huì)從入口導(dǎo)管3流入到巖板微槽道15中，然后從出口導(dǎo)管7流入到下游的毛細(xì)管8中；2)利用安裝在顯微鏡上的圖像采集器記錄不同時(shí)刻毛細(xì)管內(nèi)的液面位置，然后將圖像輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到在所述壓差作用下通過(guò)巖板微槽道的去離子水流量Q1；3)將去離子水從巖板微槽道內(nèi)驅(qū)出，重復(fù)步驟1),將壓裂液注入到巖板微槽道中靜置2-3小時(shí)，然后將壓裂液驅(qū)出；4)重新注入去離子水，重復(fù)步驟1)和2)，得到注入壓裂液后通過(guò)巖板微槽道的去離子水流量Q2；5)根據(jù)公式(Q1-Q2)/Q1計(jì)算得到壓裂液的傷害程度。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種評(píng)價(jià)壓裂液對(duì)石油儲(chǔ)層傷害的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：該裝置包括量筒(1)、微槽道模型、毛細(xì)管(8)、顯微鏡頭(9)、圖像采集器(10)以及計(jì)算機(jī)(11)；微槽道模型包括巖板基底(14)、巖板微槽道(15)、玻璃上蓋板(5)和玻璃底板(13)；所述巖板微槽道(15)由飛秒激光器在巖板上加工而成；玻璃上蓋板(5)和玻璃底板(13)將巖板基底(14)和巖板微槽道(15)密封在其中；所述量筒通過(guò)入口導(dǎo)管(3)和控制閥(2)與巖板微槽道的前端入口固定連接，巖板微槽道的后端出口通過(guò)出口導(dǎo)管(7)與毛細(xì)管(8)的前端連通；所述的毛細(xì)管(8)水平固定在測(cè)試平臺(tái)(12)上，所述的顯微鏡(9)放置在毛細(xì)管中部的上方位置，所述的計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與所述的圖像采集器(10)相連。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種評(píng)價(jià)壓裂液對(duì)石油儲(chǔ)層傷害的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：該裝置包括量筒(1)、微槽道模型、毛細(xì)管(8)、顯微鏡頭(9)、圖像采集器(10)以及計(jì)算機(jī)(11)；微槽道模型包括巖板基底(14)、巖板微槽道(15)、玻璃上蓋板(5)和玻璃底板(13)；所述巖板微槽道(15)由飛秒激光器在巖板上加工而成；玻璃上蓋板(5)和玻璃底板(13)將巖板基底(14)和巖板微槽道(15)密封在其中；所述量筒通過(guò)入口導(dǎo)管(3)和控制閥(2)與巖板微槽道的前端入口固定連接，巖板微槽道的后端出口通過(guò)出口導(dǎo)管(7)與毛細(xì)管(8)的前端連通；所述的毛細(xì)管(8)水平固定在測(cè)試平臺(tái)(12)上，所述的顯微鏡(9)放置在毛細(xì)管中部的上方位置，所述的計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與所述的圖像采集器(10)相連。2.按照權(quán)利要求1所述的一種評(píng)價(jià)壓裂液對(duì)石油儲(chǔ)層傷害的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：巖板微槽道的寬度為10-50微米，巖板微槽道的深度為5-20微米。3.按照權(quán)利要求1所述的...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郝鵬飛，謝斌，黃波，韓飛鵬，高葉，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：清華大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11