分料设备和控制压裂支撑剂在页岩油井流速的方法与流程

本技术涉及页岩油的开发领域，具体是一种分料设备和控制压裂支撑剂在页岩油井中流速的方法。

背景技术：

1、页岩油的开发过程中，为了提高页岩油井的产量，有时需要用到水力压裂的方式对页岩油井进行改造。水力压裂的主要目的是获得高导流能力的裂缝，希望通过对返排液流速的控制使支撑剂在裂缝内获得比较好的分布，进而使裂缝具有比较高的导流能力。压裂液包括前置液、携砂液和顶替液三种，前置液：用于造缝，在温度较高的地层里，还起到降温作用；携砂液：携带压裂支撑剂进入裂缝，将支撑剂填在裂缝内预定位置，压裂支撑剂至少包括陶粒和石英砂，其中陶粒直径为0.212mm-0.6mm，石英砂为0.106mm-0.425mm；顶替液，用来顶替井筒内的携砂液，将携砂液送到预定位置，预防砂卡。

2、在生产页岩油时，由于页岩油井的裂缝未完全闭合，压裂液会携带压裂支撑剂流出，压裂液会携带压裂支撑剂流出可能会造成以下后果：一是会影响压裂效果，二是砂桥会沉积在井筒造成堵塞，三是流到井口后会对油嘴等设备造成冲蚀损害。由于不同生产阶段压裂支撑剂回流模式不同，因此压裂支撑剂回流的数量、粒径均有不同。随着压裂液分别与裂缝和基质中的原油进行渗析置换，压裂液在页岩油井返排过程中的含油率逐渐升高，对压裂支撑剂回流产生影响。

3、分析不同水平段长、不同压裂工艺参数以及不同生产阶段中压裂支撑剂回流含量也不太一样，大量开展页岩油井返排液中压裂支撑剂含量的分析实验，能够帮助工作人员更好的掌握压裂支撑剂在裂缝内分布的规律，进而使页岩油井中的裂缝具有比较高的导流能力，提高页岩油井的出油率有重要意义。

4、因此，基于以上情况，亟需提供一种分料设备，能够快速筛分页岩油井返排液中的各个样本，以获取压裂支撑剂的含量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种分料设备和控制压裂支撑剂在页岩油井中流速的方法，能够将煤层气采出水中的滤压裂砂和煤粉重新过滤，重复利用水资源。

2、本技术提供了一种分料设备，用于将页岩油井产出液中的压裂支撑剂分离出来，包括：控制部件；支撑架，设置在工作台，包括支撑平台，所述支撑平台设置有通孔；壳体，安装于支撑架，包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体分别对应设置于所述支撑平台的上表面和下表面，并通过所述通孔实现连通，所述上壳体设置有进料口和废料排出管道；第一震荡部件，安装于所述上壳体，并与所述控制部件电连接；加热部件，套设于所述下壳体靠近所述支撑平台的一端，并与所述控制部件电连接；挤压组件，至少包括固体回收组件和动力组件，所述固体回收组件能够的周侧与所述下壳体的内表面紧密接触，在所述壳体的高度方向，所述动力组件驱动所述固体回收组件在所述下壳体的内部移动，以挤压所述固体颗粒携带的废料至所述废料排出管道，所述动力组件与所述控制部件电连接。

3、在一些可选的实施例中，包括进料组件，所述进料组件包括扣合盖和进料部件，所述进料部件呈筒状结构，所述进料部件与所述进料口连通，所述扣合盖能够扣合在所述进料部件，并与所述进料部件可拆卸连接。

4、在一些可选的实施例中，所述进料组件还包括锁紧部件，所述锁紧部件连接所述扣合盖和进料部件。

5、在一些可选的实施例中，还包括辅助震荡组件，所述辅助震荡组件设置于所述上壳体的内部空间，包括辅助震荡组件包括过滤部件和弹性部件，所述弹性部件一端设置在所述支撑平台，另一端与所述过滤部件连接。

6、在一些可选的实施例中，所述过滤部件与所述通孔对应设置，所述过滤部件呈板状结构，所述过滤部件设置有多个过滤孔。

7、在一些可选的实施例中，所述固体回收组件包括端盖、筒本体、筒基座、传感器、驱动机构和传动机构，在所述分料设备的高度方向，所述端盖、所述筒本体以及所述筒基座依次设置，所述驱动机构设置于所述筒基座，所述传动机构连接所述驱动机构和所述端盖，所述传感器设置于所述端盖并于所述驱动机构电连接。

8、在一些可选的实施例中，还包括称重部件，所述称重部件设置于所述筒本体的底部。

9、在一些可选的实施例中，所述挤压组件还包括活塞和第二振荡器，所述活塞的一端连接所述固体回收部件，所述第二振荡器与所述活塞的内表面连接。

10、在一些可选的实施例中，，所述动力组件包括气缸，所述气缸设置于所述活塞的下端以带动所述固定回收组件移动。

11、另一方面，本技术提供了一种控制压裂支撑剂在页岩油井流速的方法，包括：分别对不同的时间段的页岩油井产出液进行取样；将页岩油井产出液的样本投入分料设备，以将页岩油井产出液中的压裂支撑剂分离出来；通过压裂支撑剂的质量确定页岩油井中裂缝的闭合时间；根据页岩油井中裂缝的闭合时间，控制压裂支撑剂在页岩油井的流速。

12、在一些可选的实施例中，所述通过压裂支撑剂的质量确定页岩油井中裂缝的闭合时间的步骤包括：

13、裂缝的闭合时间的公式为：

14、

15、其中，裂缝闭合时间tp，单位：d；日产液量q，单位：m3/d；造缝半长lp,单位：m；支撑剂质量：m，单位：g；造缝高h，单位：m；作用在支撑剂上的夹持压力sp，单位:n；作用在支撑剂上的携带力wp，单位:n。

16、在一些可选的实施例中，所述根据页岩油井中裂缝的闭合时间，控制压裂支撑剂在页岩油井的流速的步骤包括：

17、当tp大于0，所述压裂支撑剂在裂缝临界的返排模型为：

18、

19、其中，裂缝临界返排流速v2-τ，单位：m/s；压裂液的密度ρ，单位：3kg/m；压裂液的密度ρs，单位：3kg/m；支撑剂直径d，单位：mm；返排液粘度μτ，单位：mpa.s；裂缝高h，单位：m；压裂液效率i，单位：％；；薄膜系

20、

21、数σ，单位：m。

22、在一些可选的实施例中，当tp小于0，所述压裂支撑剂在裂缝临界的返排模型为：其中，裂缝壁面压力fs，单位：n；裂缝内净压力△p，单位：mpa；裂缝壁面与支撑剂运动方向夹角ε，单位：度。

23、本技术相对于现有技术具有以下技术效果：

24、1.本技术提供了分料设备，包括控制部件、支撑架、壳体、第一震荡部件、加热部件和挤压组件，控制部件分别与第一震荡部件、加热部件和挤压组件电连接，能够控制第一震荡部件的振动频率，能够控制挤压组件的挤压频率，能够控制加热部件的功率。

25、2.分料设备的支撑架用于支撑控制部件、壳体、第一震荡部件、加热部件和挤压组件。

26、3.壳体安装于支撑架，包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体分别对应设置于支撑平台的上表面和下表面，并通过通孔实现连通，上壳体设置有进料口和废料排出，第一震荡部件安装于上壳体，将压裂返排液放入进料口，经过第一震荡部件的振动，能够将压裂返排液中的液体和固体分开，液体和气体通过废料排出流出，将固体颗粒留在了壳体内部。

27、4.挤压组件至少包括固体回收组件和动力组件，控制部件对驱动部件进行控制，固体回收组件能够的周侧与下壳体的内表面紧密接触，当压裂返排液进入壳体内，上壳体、下壳体以及固体回收组件围成密闭空间，在壳体的高度方向，动力组件驱动固体回收组件在下壳体的内部移动，能够进一步挤压固体颗粒携带的废料至废料排出管道，动力组件推送固体回收组件至加热部件的位置，加热部件将固体颗粒烘干，得到了干燥的固体颗粒。