技术特征：
1.一种水平井压裂模拟试验装置，其特征在于，所述装置包括：伺服加载模块(1)、射孔控制模块(2)、水力伺服泵压模块(3)和数据采集和处理模块(4)；所述伺服加载模块(1)包括能够模拟储层原始地质条件的加载室(5)，具有钻孔的实验岩样(6)位于所述加载室(5)内；所述射孔控制模块(2)包括压裂井筒(7)、井筒封闭塞(9)、井筒注入塞(8)和引流管(10)，所述压裂井筒(7)具有多个通孔(11)，且所述压裂井筒(7)位于所述钻孔内；所述井筒封闭塞(9)和所述井筒注入塞(8)位于所述压裂井筒(7)内，且所述井筒封闭塞(9)和所述井筒注入塞(8)之间的距离可调；所述引流管(10)的一端穿过所述井筒注入塞(8)，另一端与所述水力伺服泵压模块(3)连接；所述伺服加载模块(1)、所述水力伺服泵压模块(3)均与所述数据采集和处理模块(4)连接。2.如权利要求1所述的一种水平井压裂模拟试验装置，其特征在于，所述通孔(11)的个数为多个，相邻的两个通孔(11)之间的距离相同。3.如权利要求1所述的一种水平井压裂模拟试验装置，其特征在于，所述实验岩样(6)包括至少两个钻孔，每个所述钻孔中均具有压裂井筒(7)。4.如权利要求1所述的一种水平井压裂模拟试验装置，其特征在于，所述装置还包括与所述数据采集和处理模块(4)连接的水力压裂监测模块(12)，其中所述水力压裂监测模块(12)包括应变传感器(13)，所述应变传感器(13)位于所述实验岩样(6)的表面上。5.如权利要求4所述的一种水平井压裂模拟试验装置，其特征在于，所述水力伺服泵压模块(3)包括压裂液储箱(14)、注入泵(15)、注入泵伺服控制器(16)、压裂液回收箱(17)、输液管(18)和排液管(19)；所述压裂液储箱(14)通过所述注入泵(15)与所述输液管(18)的一端相连，所述输液管(18)的另一端连接所述引流管(10)的另一端，所述注入泵伺服控制器(16)分别与所述注入泵(15)和所述数据采集和处理模块(4)连接；所述排液管(19)的一端与所述加载室(5)的内腔连通，另一端与所述压裂液回收箱(17)连接。6.如权利要求5所述的一种水平井压裂模拟试验装置，其特征在于，所述水力压裂监测模块(12)还包括高分辨率摄像机(20)、压力传感器、流量传感器和声发射传感器(21)，所述高分辨率摄像机(20)位于加载室(5)内，并位于所述实验岩样(6)的上部；所述压力传感器包括注入流压传感器(22)、出水孔流压传感器(23)和流体压力传感器(24)，所述流量传感器包括注入流量传感器(25)和出水孔流量传感器(26)，所述注入流压传感器(22)和注入流量传感器(25)位于所述注入泵(15)和所述引流管(10)之间的输液管(18)上，所述出水孔流压传感器(23)和出水孔流量传感器(26)均位于所述加载室(5)与所述压裂液回收箱(17)之间的排液管(19)上，所述流体压力传感器(24)位于所述实验岩样(6)内部；所述声发射传感器(21)位于所述实验岩样(6)的表面；所述高分辨率摄像机(20)、注入流压传感器(22)、出水孔流压传感器(23)、流体压力传感器(24)、注入流量传感器(25)、出水孔流量传感器(26)和声发射传感器(21)分别与所述数据采集和处理模块(4)连接。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种水平井压裂模拟试验装置，其特征在于，所述装置还包括第一加载板、第二加载板、第三加载板(27)、单一含筛孔加载板(28)和液压缸(43)；所述伺服加载模块(1)为真三轴伺服加载模块(29)，所述加载室(5)为放置实验岩样(6)的真三轴加载室(30)；所述实验岩样(6)为正方体或矩形体；所述实验岩样(6)具有钻孔的一面设置第三加载板(27)，与第三加载板(27)相平行的一面设置单一含筛孔加载板(28)，所述实验岩样(6)与所述第三加载板(27)相垂直的两个相邻的侧面分别设置第一加载板和第二加载板；所述液压缸(43)的个数为三个，所述液压缸(43)分别通过所述第一加载板、所述第二加载板和所述第三加载板(27)在相互垂直的三个方向对实验岩样(6)施加应力。8.如权利要求7所述的一种水平井压裂模拟试验装置，其特征在于，所述液压缸(43)与伺服油压控制器(31)连接，所述伺服油压控制器(31)与所述数据采集和处理模块(4)相连。9.如权利要求7所述的一种水平井压裂模拟试验装置，其特征在于，所述第三加载板(27)包括钢板(32)、至少一个加载板连接柱(33)和钢化玻璃板(34)，所述钢板(32)和所述钢化玻璃板(34)之间通过所述加载板连接柱(33)连接，所述液压缸(43)通过所述钢板(32)向所述实验岩样(6)施加应力，所述钢化玻璃板(34)上设置穿孔(35)，所述第一加载板和第二加载板均为单一钢化玻璃加载板(36)。10.一种水平井压裂模拟试验方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，将压裂井筒置于实验岩样的钻孔中，并将井筒注入塞和井筒封闭塞放入压裂井筒内；步骤二，利用水力伺服泵压模块向实验岩样中注入压裂液；步骤三，调整井筒封闭塞和井筒注入塞在压裂井筒内的位置以及井筒封闭塞和井筒注入塞之间的距离，然后重复步骤一至步骤二，进行分段压裂，直至完成压裂；步骤四，利用数据采集和处理模块对实验数据进行记录和处理，得到实验岩样在不同压裂期次中的岩样内部孔隙压力变化曲线、压裂曲线、裂缝形态和扩展路径。
技术总结
本发明公开了水平井压裂模拟试验装置及方法，包括伺服加载模块、射孔控制模块、水力伺服泵压模块和数据采集和处理模块；伺服加载模块包括能够模拟储层原始地质条件的加载室，具有钻孔的实验岩样位于加载室内；射孔控制模块包括压裂井筒、井筒封闭塞、井筒注入塞和引流管，压裂井筒具有多个通孔，且压裂井筒位于钻孔内；井筒封闭塞和井筒注入塞位于压裂井筒内，且井筒封闭塞和井筒注入塞之间距离可调；引流管一端穿过井筒注入塞，另一端与水力伺服泵压模块连接；伺服加载模块、水力伺服泵压模块均与数据采集和处理模块连接。该装置可以对真实岩样水平井分段压裂过程进行模拟，为水平井分段压裂的施工设计提供理论依据。井分段压裂的施工设计提供理论依据。井分段压裂的施工设计提供理论依据。
技术研发人员：朱庆忠 孟召平 李梦溪 姚爱军 邹学学 宫贺宴
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2020.11.12
技术公布日：2022/5/16