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专利号: 2017107265596
申请人: 东北石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种测试粗糙裂缝导流能力实验装置,其特征在于:这种测试粗糙裂缝导流能力实验装置包括导流腔室(2)、底座(3)、进液加载块(6)、出液加载块(7)、闭合压力加载块(4)、闭合压力调节装置(5),导流腔室(2)内放置测试岩样(1),测试岩样(1)被切割出具有分形特征的、表面粗糙度一定的人工裂缝,导流腔室(2)上部安装加载顶板(11),导流腔室(2)下部进液端一侧和出液端一侧各设置有一组滑槽,每组有3个滑槽,其中每组中间的滑槽安装缝宽测量装置(9)和位移传感器(13),两侧的滑槽安装流压测量装置(10),测试岩样(1)设置于缝宽测量装置(9)和流压测量装置(10)之上,底座(3)安装有带滚轴组的平台(12),导流腔室(2)固定底座(3)上,加载顶板(11)加压,底座(3)支撑,共同完成对测试岩样(1)上覆压力的加载;导流室的两侧设置进液加载块(6)和出液加载块(7),进液加载块(6)和出液加载块(7)均设置导流槽(24),进液加载块(6)的导流槽(24)一端连接进液阀,另一端连接测试岩样(1)的人工裂缝入口;出液加载块(7)的导流槽(24)一端连接测试岩样(1)的人工裂缝出口,另一端连接出液阀;闭合压力加载块(4)和闭合压力调节装置(5)安装在导流腔室(2)前后两端,导流腔室(2)内部设置有变向加载块(8),闭合压力加载块(4)、闭合压力调节装置(5)、变向加载块(8)三者配合下完成裂缝闭合压力的加载。

2.根据权利要求1所述的测试粗糙裂缝导流能力实验装置,其特征在于:所述的变向加载块(8)安装在导流室的双向孔槽(18)内,变向加载块(8)穿过加载顶板(11)与闭合压力调节装置(5)连接。

3.根据权利要求2所述的测试粗糙裂缝导流能力实验装置,其特征在于:所述的缝宽测量装置(9)一端有缝宽探针(27),缝宽探针(27)安装在测试岩样(1)的探针孔内;流压测量装置(10)一端固定插头(30),固定插头(30)插入测试岩样(1)的固定孔内,流压测量装置(10)的入口安装有过滤塞(29),过滤塞(29)与人工裂缝路径相对应,人工裂缝内的压裂液通过过滤塞(29)进入流压测量装置(10)以及外部连接的流量计。

4.根据权利要求3所述的测试粗糙裂缝导流能力实验装置,其特征在于:所述的进液加载块(6)的导流槽(24)通过弧形槽(25)与测试岩样(1)的人工裂缝入口相连接,弧形槽(25)与导流槽(24)相通,弧形槽(25)扣置测试岩样(1)的人工裂缝入口,弧形槽(25)内安装弧形过滤塞(26),弧形槽(25)口处安装有密封垫片(28);出液加载块(7)的导流槽(24)通过另一个弧形槽(25)与测试岩样(1)的人工裂缝出口相连接,出液加载块(7)的导流槽(24)与该弧形槽(25)相通,该弧形槽(25)扣置测试岩样(1)的人工裂缝出处口,该弧形槽(25)内也安装弧形过滤塞(26),该弧形槽(25)口处安装有密封垫片(28)。

5.根据权利要求4所述的测试粗糙裂缝导流能力实验装置,其特征在于:所述的带滚轴组的平台(12)包括一组滚轴(20)和滑动承压板(21),该组滚轴(20)位于滑动承压板(21)之下,滑动承压板(21)上表面与导流腔室(2)连接并固定。

6.根据权利要求5所述的测试粗糙裂缝导流能力实验装置,其特征在于:所述的测试岩样(1)为六边体岩样或长方体岩样,当测试岩样(1)采用六边体岩样时,变向加载块(8)与闭合压力加载装置的滑动孔槽(16)连接,水平压力机通过水平加载块(15)对闭合压力加载块(4)施加压力,闭合压力加载块(4)通过与六边体岩样形状相契合的辅助块(14),配合带滑动孔槽(16)的闭合压力调节装置(5),完成对六边体测试岩样(1)中粗糙裂缝闭合压力的加载;当测试岩样(1)采用长方体岩样时,变向加载块(8)与闭合压力加载装置的固定孔槽(17)连接,水平压力机通过水平加载块(15)对闭合压力加载块(4)施加压力,配合带固定孔槽(17)的闭合压力调节装置(5),完成对长方体测试岩样(1)中平直裂缝闭合压力的加载。

7.根据权利要求6所述的测试粗糙裂缝导流能力实验装置,其特征在于:所述的六边体岩样上切割出具有分形特征的、表面粗糙度一定的人工裂缝,整条裂缝由一定数量的子裂缝组成且每条子裂缝都与六边体的一个周面保持平行。

8.一种权利要求7所述的测试粗糙裂缝导流能力实验装置的测试评价方法,其特征在于:

a、对测试岩样(1)首先施加预定的上覆地层压力,通过压力机对加载顶板(11)施加载荷完成,然后对测试岩样(1)施加裂缝闭合压力,由水平加载块(15)施加载荷完成,最后加载裂缝延伸方向的压力,通过水平方向压力机对进液加载块(6)和出液加载块(7)施加载荷完成;

b、启动压裂液供给泵、流压测量装置(10)、缝宽测量装置(9),以一定流量进行导流能力测试并记录实验过程中的裂缝宽度、四个流压测量装置(10)测试点处的流体压力及流量;

c、通过测试数据,计算不同时刻整条裂缝两端、两个距离最远的流压测量装置(10)之间的压差和流量差、两个中间的流压测量装置(10)之间的压差和流量差,计算相应的裂缝导流能力,分析各段裂缝粗糙度对其导流能力的影响;

d、改变注入速率以及三向压力,再次进行测试,分析其他因素对粗糙裂缝导流能力的影响。