本申請涉及頁巖壓裂物理模擬試驗，尤其涉及一種用于水平井眼分段多簇壓裂的實驗裝置及其實驗方法。

背景技術(shù)：

1、水平井眼分段多簇暫堵壓裂是開發(fā)非常規(guī)油氣藏的重要手段之一。該技術(shù)涉及兩個主要的過程：其一，壓裂液驅(qū)動下的多簇裂縫起裂與同步擴展，即一次壓裂；其二，泵注暫堵劑實施縫口暫堵和縫內(nèi)暫堵，二次壓裂起裂新縫以構(gòu)建復雜縫網(wǎng)，即暫堵壓裂。明確一次壓裂多簇裂縫起裂與同步擴展形態(tài)，揭示暫堵壓裂裂縫擴展規(guī)律，將有助于優(yōu)化水平井眼分段多簇暫堵壓裂工藝，助力油氣資源高效開發(fā)。

2、現(xiàn)有技術(shù)出現(xiàn)了一種在地面模擬水平井眼分段多簇壓裂的實驗裝置，該實驗裝置具有套管，套管放入井眼，并在環(huán)空部分填充膠液；在多個預設(shè)深度處環(huán)切套管并割入巖樣，形成多個環(huán)形凹槽以模擬射孔簇；將分段注液管柱插入套管內(nèi)；管柱外表面套有多個橡膠密封圈，這些密封圈將井眼分隔成多個壓裂段，每一條注液管線的出液口位于每一個壓裂段內(nèi)的兩個環(huán)形凹槽之間；通過向多根注液管線分別注液，實現(xiàn)水平井眼分段多簇壓裂模擬。

3、現(xiàn)有技術(shù)中的實驗裝置不僅結(jié)構(gòu)復雜，而且分段注液管柱的壓裂段與環(huán)切割槽需嚴格對應(yīng)，這要求割槽深度必須精準，但實際實驗過程中操作難度大，容易出現(xiàn)環(huán)切割槽不在壓裂段內(nèi)的情況。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請實施例提供一種用于水平井眼分段多簇壓裂的實驗裝置，該實驗裝置無需額外的注液管柱，結(jié)構(gòu)更加簡單，而且在使用時，無需考慮分段注液管柱的壓裂段與環(huán)切割槽之間對應(yīng)精度，操作更加簡單。

2、第一方面，本申請實施例提供一種用于水平井眼分段多簇壓裂的實驗裝置，包括：模擬井筒，用于設(shè)置于巖層試樣內(nèi)，模擬井筒的內(nèi)部沿長度方向限定出多個壓裂空間；多個射孔件，多個射孔件設(shè)置于模擬井筒的外側(cè)，并與多個壓裂空間一一對應(yīng)，每個射孔件上形成有與對應(yīng)的壓裂空間相連通的多個射孔通道；多個連接管道，與多個壓裂空間一一對應(yīng)地連接，并延伸至模擬井筒的外部；實驗裝置配置成：通過連接管道向壓裂空間通入壓裂液，以使壓裂液通過射孔通道流向巖層試樣，以對巖層試樣進行一次壓裂；或，通過連接管道向壓裂空間通入暫堵劑以及壓裂液，以使暫堵劑以及壓裂液通過射孔通道流向巖層試樣，以對巖層試樣進行暫堵壓裂。

3、在一種可能的實施方式中，每個射孔件包括：多個分隔環(huán)，多個分隔環(huán)沿模擬井筒的長度方向間隔設(shè)置，每個分隔環(huán)沿模擬井筒的徑向背離模擬井筒的方向延伸，相鄰兩個分隔環(huán)之間形成射孔通道。

4、在一種可能的實施方式中，模擬井筒在相鄰兩個分隔環(huán)之間開設(shè)有出液口，出液口用于連通射孔通道與壓裂空間。

5、在一種可能的實施方式中，分隔環(huán)凸出模擬井筒的徑向長度與模擬井筒的外徑的比值設(shè)置為大于或等于0.15，且小于或等于0.25。

6、在一種可能的實施方式中，在每個射孔件中的多個分隔環(huán)中，處于間隔方向兩側(cè)的分隔環(huán)為端部分隔環(huán)，處于兩個端部分隔環(huán)之間的分隔環(huán)為中間分隔環(huán)；端部分隔環(huán)的厚度小于中間分隔環(huán)的厚度。

7、在一種可能的實施方式中，該實驗裝置還包括：多個連通管，多個連通管與多個壓裂空間一一對應(yīng)，并且每個連通管沿模擬井筒的長度方向穿設(shè)于多個分隔環(huán)，且各連通管均為兩端敞口結(jié)構(gòu)；以當模擬井筒放置于巖層試樣內(nèi)時，連通管連通模擬井筒在相鄰兩個射孔件之間的環(huán)空。

8、在一種可能的實施方式中，模擬井筒的外表面設(shè)置為凹凸不平結(jié)構(gòu)。

9、在一種可能的實施方式中，連接管道的管徑設(shè)置為大于或等于5mm，且小于或等于8mm。

10、在一種可能的實施方式中，該實驗裝置還包括：多個分隔片，多個分隔片沿長度方向間隔設(shè)置于模擬井筒的內(nèi)部，并且相鄰兩個分隔片限定出一個壓裂空間。

11、第二方面，本申請實施例提供一種水平井眼分段多簇壓裂的實驗方法，該實驗方法采用上述任一項的實驗裝置，該實驗方法包括：提供巖層試樣，并在巖層試樣開設(shè)水平井眼；將模擬井筒密封固定于水平井眼內(nèi)；通過連接管道向壓裂空間通入壓裂液，以對巖層試樣一次壓裂；通過連接管道向壓裂空間通入暫堵劑，并通入壓裂液將暫堵劑沖入一次壓裂所形成的裂縫，以進行暫堵，并在暫堵完成后，利用壓裂液形成暫堵壓裂。

12、本申請實施例提供的用于水平井眼分段多簇壓裂的實驗裝置，模擬井筒的內(nèi)部沿長度方向限定出多個壓裂空間，多個射孔件設(shè)置于模擬井筒的外側(cè)，并與多個壓裂空間一一對應(yīng)，每個射孔件上形成有與對應(yīng)的壓裂空間相連通的多個射孔通道，多個連接管道與多個壓裂空間一一對應(yīng)地連接，并延伸至模擬井筒的外部。在使用時利用連接管道直接向模擬井筒內(nèi)的壓裂空間輸送壓裂液和暫堵劑，并利用模擬井筒上的射孔件完成一次壓裂和暫堵壓裂，而連接管道以及射孔件的安裝均可獨立完成。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本申請實施例實驗裝置無需額外的注液管柱，結(jié)構(gòu)更加簡單，而且在使用時，無需考慮分段注液管柱的壓裂段與環(huán)切割槽之間對應(yīng)精度，操作更加簡單。

技術(shù)特征：

1.一種用于水平井眼分段多簇壓裂的實驗裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，每個所述射孔件(200)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實驗裝置，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實驗裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實驗裝置，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實驗裝置，其特征在于，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的實驗裝置，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的實驗裝置，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的實驗裝置，其特征在于，還包括：

10.一種水平井眼分段多簇壓裂的實驗方法，所述實驗方法采用權(quán)利要求1至9任一項所述的實驗裝置，其特征在于，所述實驗方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請實施例提供一種用于水平井眼分段多簇壓裂的實驗裝置及其實驗方法，該實驗裝置包括模擬井筒、多個射孔件以及多個連接管道，模擬井筒用于設(shè)置于巖層試樣內(nèi)，模擬井筒的內(nèi)部沿長度方向限定出多個壓裂空間，多個射孔件設(shè)置于模擬井筒的外側(cè)，并與多個壓裂空間一一對應(yīng)，每個射孔件上形成有與對應(yīng)的壓裂空間相連通的多個射孔通道，多個連接管道與多個壓裂空間一一對應(yīng)地連接，并延伸至模擬井筒的外部。本申請的實驗裝置，結(jié)構(gòu)更加簡單，而且在使用時，無需考慮分段注液管柱的壓裂段與環(huán)切割槽之間對應(yīng)精度，操作更加簡單。

技術(shù)研發(fā)人員：張兆鵬,朱海燕,覃揚,陶雷,唐煊赫,趙鵬
受保護的技術(shù)使用者：成都理工大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9