一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验装置及系统的制作方法

本技术涉及石油与天然气开发，特别涉及一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验装置及系统。

背景技术：

1、压裂防砂技术以其有效增产特点在疏松砂岩油藏出砂防控管理中展现了良好的发展前景。该技术通过水力压裂在地层形成裂缝以改善流体流动性，并在裂缝内支撑颗粒以形成挡砂屏障，实现既增产又防砂的双向效益。但由于裂缝内支撑颗粒的作用效果较差、非裂缝区域流体高速产出等问题，压裂防砂井投产后仍有大量地层砂和支撑颗粒返吐至井筒，导致油井减产甚至停产。因此有必要对压裂防砂井颗粒返吐机理及规律进行系统研究，为颗粒返吐防控、效果优化提供理论基础。

2、目前现有相关实验装置较简单，主要以裂缝内支撑颗粒返吐规律研究为目标，而无法模拟实际疏松砂岩油藏压裂条件下地层砂和支撑颗粒随油藏流体同时从裂缝内和非裂缝区域返吐情形。

技术实现思路

1、本实用新型为了上述技术问题，提供一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验装置及系统。

2、本申请是采用以下技术方案得以实现的。

3、一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验装置，包括密闭槽室和密封盖板，所述密闭槽室从上到下分为三层，相邻两层之间设有隔层挡板；所述密闭槽室的中层中竖直设有裂缝模具，裂缝模具为由裂缝模具孔板组成的带有盖体的长方体槽，槽壁上均匀排布排液孔，所述裂缝模具外侧设有液压装置；所述密闭槽室内还设有模拟井筒，模拟井筒贯穿隔层挡板并与裂缝模具的流出端连接，所述模拟井筒与裂缝模具贴合部分的筒壁上形成多个通孔；在所述密闭槽室各层的前侧壁以及左右侧壁上均设有进液口，密闭槽室后侧壁的下部设有出液口，出液口与模拟井筒连通。

4、进一步的，所述密封盖板的下边沿设有密封圈。

5、进一步的，所述裂缝模具的长度为6m，宽度为10-25mm。

6、进一步的，所述裂缝模具通过固定于隔层挡板上的夹持固定立柱进行固定。

7、进一步的，在所述密闭槽室各层的前侧壁上均设有一个进液口；在密闭槽室各层的左、右侧壁上均设有五个进液口。

8、进一步的，所述出液口处设有挡砂板。

9、进一步的，所述密闭槽室中层隔层挡板的底部中轴线上设置有多个第二压差传感器。

10、一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验系统，包括上述实验装置。

11、进一步的，所述实验系统还包括储液罐，储液罐通过柱塞泵与分流器连接，分流器的多个出水口分别与实验装置的各个进液口连接，实验装置的出液口与带有集砂器的沉砂罐连接，沉砂罐通过回流泵与储液罐连接。

12、更进一步的，所述柱塞泵与分流器之间的管道上设有流量控制阀、流量计、第一压差传感器；所述实验装置与沉砂罐之间的管道上设有第一压差传感器和流量控制阀。

13、本申请具有以下有益效果。

14、(1)本申请实验装置的密闭槽室内部用隔层挡板分成三层，上、下两层均模拟非裂缝层位，中间层模拟裂缝层位，反映了压裂条件下油藏流体分别在地层、裂缝及井筒之间以及地层非裂缝层位和井筒之间的两种渗流特征，实现地层砂和支撑颗粒从裂缝内和非裂缝区域返吐机理及规律的研究目的；

15、(2)本申请实验装置通过在各层填充地层胶结强度、孔隙度等不同物性的物质可模拟表征油藏的垂向非均质性；另外，本申请将单翼裂缝模具的长度设定为6m，宽度设定为10-25mm内可调，以上两点可以实现不同尺度裂缝、非均质油藏条件下的地层砂、支撑颗粒返吐工况模拟，模拟过程更贴近于实际油藏颗粒返吐情形。

技术特征：

1.一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验装置，包括密闭槽室(1-1)和密封盖板(1-6)，其特征在于：所述密闭槽室(1-1)从上到下分为三层，相邻两层之间设有隔层挡板(1-2)；所述密闭槽室(1-1)的中层中竖直设有裂缝模具(1-4)，裂缝模具(1-4)为由裂缝模具孔板(1-41)组成的带有盖体的长方体槽，槽壁上均匀排布排液孔(1-42)，所述裂缝模具(1-4)外侧设有液压装置(1-8)；所述密闭槽室(1-1)内还设有模拟井筒(1-3)，模拟井筒(1-3)贯穿隔层挡板(1-2)并与裂缝模具(1-4)的流出端连接，所述模拟井筒(1-3)与裂缝模具(1-4)贴合部分的筒壁上形成多个通孔；在所述密闭槽室(1-1)各层的前侧壁以及左右侧壁上均设有进液口(1-9)，密闭槽室(1-1)后侧壁的下部设有出液口(1-11)，出液口(1-11)与模拟井筒(1-3)连通。

2.根据权利要求1所述的一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验装置，其特征在于：所述密封盖板(1-6)的下边沿设有密封圈(1-5)。

3.根据权利要求1所述的一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验装置，其特征在于：所述裂缝模具(1-4)的长度为6m，宽度为10-25mm。

4.根据权利要求1所述的一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验装置，其特征在于：所述裂缝模具(1-4)通过固定于隔层挡板(1-2)上的夹持固定立柱(1-12)进行固定。

5.根据权利要求1所述的一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验装置，其特征在于：在所述密闭槽室(1-1)各层的前侧壁上均设有一个进液口(1-9)；在密闭槽室(1-1)各层的左、右侧壁上均设有五个进液口(1-9)。

6.根据权利要求1所述的一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验装置，其特征在于：所述出液口(1-11)处设有挡砂板。

7.根据权利要求1所述的一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验装置，其特征在于：所述密闭槽室(1-1)中层隔层挡板(1-2)的中轴线上设置有多个第二压差传感器(1-10)。

8.一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验系统，其特征在于：包括权利要求1-7任一所述的实验装置。

9.根据权利要求8所述的一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验系统，其特征在于：所述实验系统还包括储液罐(2)，储液罐(2)通过柱塞泵(3)与分流器(6)连接，分流器(6)的多个出水口分别与实验装置的各个进液口(1-9)连接，实验装置的出液口(1-11)与带有集砂器(8)的沉砂罐(9)连接，沉砂罐(9)通过回流泵(10)与储液罐(2)连接。

10.根据权利要求9所述的一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验系统，其特征在于：所述柱塞泵(3)与分流器(6)之间的管道上设有流量控制阀(4)、流量计(5)、第一压差传感器(7)；所述实验装置与沉砂罐(9)之间的管道上设有第一压差传感器(7)和流量控制阀(4)。

技术总结
本技术公开了一种疏松砂岩油藏压裂防砂颗粒返吐模拟实验装置及系统。所述实验装置包括从上到下分为三层的密闭槽室，相邻两层之间设有隔层挡板；密闭槽室的中层中竖直设有裂缝模具，裂缝模具为由裂缝模具孔板组成的带有盖体的长方体槽，槽壁上均匀排布排液孔，裂缝模具外侧设有液压装置；密闭槽室内还设有模拟井筒，模拟井筒贯穿隔层挡板并与裂缝模具的流出端连接，模拟井筒与裂缝模具贴合部分的筒壁上形成多个通孔；在密闭槽室各层的前侧壁以及左右侧壁上均设有进液口，密闭槽室后侧壁的下部设有出液口，出液口与模拟井筒连通。本技术可用于研究压裂防砂井投产后地层砂、支撑颗粒返吐过程，为压裂防砂技术参数优化研究提供理论支撑。

技术研发人员：刘全刚,崔国亮,唐晓旭,周际永,陈庆栋,李锦超,张云飞
受保护的技术使用者：中海油能源发展股份有限公司
技术研发日：20221221
技术公布日：2024/1/12