朝向、數(shù)量、位置根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)的不同要求而改變，進(jìn)而達(dá)到模擬實(shí)驗(yàn)所起的目的。鋼管I在水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)中用以模擬實(shí)際情況中的套管。
[0031]S102:加工與鋼管I的開(kāi)孔大小相匹配的并且可被溶解的固體棒2，將固體棒2固定插設(shè)在鋼管I的開(kāi)孔中。
[0032]加工與所述鋼管I的開(kāi)孔大小相匹配的并且可被溶解的固體棒2，固體棒2由聚苯乙烯制成，其呈圓柱形，將固體棒2固定插設(shè)在鋼管I外壁的開(kāi)孔中。固體棒2的作用為用于模擬制作形成實(shí)際中的射孔孔道。
[0033]S103:將鋼管I和固體棒2固定在模具4中，使用水泥3對(duì)模具4內(nèi)除去所述鋼管I內(nèi)腔的空間進(jìn)行澆筑。
[0034]將所述鋼管I和所述固體棒2固定在模具4中，模具4可以呈長(zhǎng)方體狀，其中一面為開(kāi)口，該開(kāi)口可以用來(lái)放置鋼管I以及向模具4內(nèi)部澆筑水泥3。鋼管I豎直固定在模具4中，固體棒2大致呈水平狀，鋼管I的一端開(kāi)口高于模具4的開(kāi)口，如此在澆筑時(shí)，鋼管I不會(huì)被完全浸沒(méi)在水泥3中。使用水泥3將模具4內(nèi)進(jìn)行澆筑，由于鋼管I內(nèi)徑不大，水泥3不會(huì)灌進(jìn)到鋼管I的內(nèi)腔中，模具4內(nèi)其余空間全部被水泥3充滿以完成澆筑。澆筑的水泥3的作用是用于模擬實(shí)際中射孔中的巖樣，待水泥3固化后，其性質(zhì)與實(shí)際中的巖樣相近，在實(shí)驗(yàn)中，以此來(lái)進(jìn)行對(duì)巖樣的模擬。
[0035]S104:待澆筑的水泥3固化及保養(yǎng)結(jié)束后，將可溶解固體棒2的溶劑5倒入鋼管I中用以溶解所述固體棒2，以形成模擬射孔的孔眼和孔道。
[0036]其中，水泥3固化所需的時(shí)間大致為I天，水泥3固化完成后需要的保養(yǎng)期為28天左右，待澆筑的水泥3固化及保養(yǎng)結(jié)束后，將可溶解固體棒2的溶劑5倒入鋼管I中露出水泥3的一端開(kāi)口，用以溶解固體棒2。溶劑5通過(guò)鋼管I側(cè)壁上的開(kāi)孔與固體棒2相接觸，進(jìn)而溶劑5將固體棒2溶解，固體棒2消失，溶劑5填充所占據(jù)的空間，空間呈孔道，其中溶劑5為四氟乙烯、環(huán)己酮、二氯乙烷和四氫呋喃中的一種或多種混合。最后，將溶劑5從鋼管I中倒出，整個(gè)用于水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)的射孔即制作完成。
[0037]本發(fā)明中制作出的用于水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)的射孔與實(shí)際生產(chǎn)中的射孔性質(zhì)相似，不存在任何的破裂，同時(shí)由于固體棒2本身被溶解帶走，所以在模擬巖樣的水泥3中不存在任何用于產(chǎn)生制作該射孔的殘留物，不會(huì)影響后期裂縫的起裂及擴(kuò)展。其次，該發(fā)明能在大尺度水泥3澆筑巖樣里模擬實(shí)際油氣井中的各種射孔狀態(tài)，射孔的不同位置、角度方向、數(shù)量都可以進(jìn)行模擬制作，用以滿足實(shí)驗(yàn)需求。例如在使用硬紙殼紙制作模擬的射孔，其角度方向根本無(wú)法控制，因?yàn)樵谒?澆筑的過(guò)程中，其無(wú)法抵抗住水泥3的壓力以及沖擊，硬紙殼紙的射孔必然會(huì)發(fā)生各種偏差位移，實(shí)際制作出的射孔與原有設(shè)計(jì)的射孔已經(jīng)發(fā)生了本質(zhì)的變化，而本發(fā)明根本就不會(huì)存在此類問(wèn)題，固體棒2由聚苯乙烯制成，其具有較高的強(qiáng)度和硬度，不會(huì)發(fā)生上述偏差位移，其足以抵住水泥3澆筑時(shí)發(fā)生的沖擊和壓力。整個(gè)發(fā)明能在大尺度水泥3澆筑巖樣里模擬實(shí)際油氣井中的射孔狀態(tài)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，且具有適用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0038]本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可。
[0039]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)的射孔裝置，其特征在于，它包括:用于澆筑水泥的模具；設(shè)置于所述模具中并側(cè)壁帶有貫穿開(kāi)孔的鋼管；固定插設(shè)于所述鋼管貫穿孔中的固體棒，所述鋼管中能注入溶解所述固體棒的溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)的射孔裝置，其特征在于，所述固體棒由聚苯乙烯制成，所述溶劑為四氟乙烯、環(huán)己酮、二氯乙烷和四氫呋喃中的一種或多種混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)的射孔裝置，其特征在于，所述鋼管的開(kāi)孔呈圓形，其用于插設(shè)所述固體棒，以模擬射孔孔眼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)的射孔裝置，其特征在于，所述固定棒呈圓柱形。
5.一種用于水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)的射孔方法，其特征在于，包括: 在鋼管的側(cè)壁上鉆設(shè)貫穿開(kāi)孔； 加工與所述鋼管的開(kāi)孔大小相匹配的并且可被溶解的固體棒，將所述固體棒固定插設(shè)在所述鋼管的開(kāi)孔中； 將所述鋼管和所述固體棒固定在模具中，使用水泥對(duì)所述模具內(nèi)除去所述鋼管內(nèi)腔的空間進(jìn)行澆筑； 待澆筑的所述水泥固化及保養(yǎng)結(jié)束后，將可溶解固體棒的溶劑倒入所述鋼管中用以溶解所述固體棒，以形成模擬射孔的孔眼和孔道。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)的射孔方法，其特征在于，所述固體棒由聚苯乙烯制成，所述溶劑為四氟乙烯、環(huán)己酮、二氯乙烷和四氫呋喃中的一種或多種混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)的射孔方法，其特征在于，澆筑完后所述水泥固化的時(shí)間為I天。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)的射孔方法，其特征在于，所述水泥固化完后水泥的保養(yǎng)期為28天。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)的射孔方法，其特征在于，所述固體棒用于模擬制作射孔孔道。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)的射孔方法，其特征在于，所述水泥用于模擬射孔中的巖樣。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)的射孔裝置和方法，該裝置包括：用于澆筑水泥的模具；設(shè)置于模具中并側(cè)壁帶有貫穿開(kāi)孔的鋼管；固定插設(shè)于鋼管的貫穿孔中的固體棒，所述鋼管中能注入溶解所述固體棒的溶劑。該方法包括:在鋼管的側(cè)壁上鉆設(shè)貫穿開(kāi)孔；加工與鋼管的開(kāi)孔大小相匹配的并且可被溶解的固體棒，將固體棒固定插設(shè)在鋼管的開(kāi)孔中；將鋼管和固體棒固定在模具中，使用水泥對(duì)模具內(nèi)除去鋼管內(nèi)腔的空間進(jìn)行澆筑；待澆筑的水泥固化及保養(yǎng)結(jié)束后，將可溶解固體棒的溶劑倒入鋼管中用以溶解固體棒，以形成模擬射孔的孔眼和孔道。本發(fā)明能在大尺度水泥澆筑巖樣里模擬實(shí)際油氣井中的射孔狀態(tài)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、適用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
【IPC分類】E21B43-26, E21B43-11
【公開(kāi)號(hào)】CN104563978
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410834384
【發(fā)明人】翁定為, 付海峰, 修乃嶺, 丁云宏, 盧擁軍, 梁天成, 梁宏波, 劉哲
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日