本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)技術(shù)，尤其涉及一種模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著社會進一步發(fā)展，石油在世界上的需求量日益增加。大型整裝油田、高滲區(qū)塊開發(fā)已經(jīng)進入高含水中后期，此時，開發(fā)低滲、特低滲油氣藏就顯得十分必要，而水力壓裂作為一項增產(chǎn)技術(shù)，能夠在地層中形成具有高導(dǎo)流能力的裂縫，進而增加油井產(chǎn)量，在開發(fā)低滲油氣藏過程中起著非常重要的作用。

支撐劑的鋪置是水力壓裂過程中十分重要的一個環(huán)節(jié)，支撐劑被壓裂液攜帶進裂縫中，在裂縫閉合時對裂縫起到支撐作用，使裂縫具有導(dǎo)流能力。裂縫中被支撐的長度是裂縫的有效縫長，有效縫長越長，鋪置高度越高，改造范圍越大。此外，支撐劑的鋪置形態(tài)也對裂縫導(dǎo)流能力有直接影響。壓裂液返排時支撐劑會隨著壓裂液發(fā)生回流，會導(dǎo)致支撐劑鋪置形態(tài)的改變，減小有效裂縫長度和支撐劑鋪置高度。而返排的施工參數(shù)不同，支撐劑回流量就會不同，導(dǎo)致返排的效果也各有不同。

目前，針對裂縫寬度與支撐劑鋪置之間關(guān)系以及模擬壓裂液返排時支撐劑運移規(guī)律的研究相對匱乏，還沒有可以模擬支撐劑鋪置和壓裂液返排的實驗裝置，導(dǎo)致實際作業(yè)時缺少實驗數(shù)據(jù)支撐，水力壓裂效果不佳。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗裝置及方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中缺乏支撐劑鋪置和壓裂液返排的實驗裝置的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供一種模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗裝置，包括：第一平板、第二平板、以及框架；

所述第一平板與所述第二平板平行設(shè)置，所述第一平板、所述第二平板與所述框架組成密封箱體；

所述第一平板和第二平板均呈透明狀，用于供用戶觀察箱內(nèi)情況；

所述箱體內(nèi)設(shè)置有透明的內(nèi)置平板，所述內(nèi)置平板與第一平板平行，且與所述第一平板之間形成空腔，所述空腔用于模擬裂縫；

所述箱體左右兩端分別設(shè)置有用于模擬井筒的第一盛水腔和用于模擬裂縫尖端的第二盛水腔；

所述第一盛水腔和所述第二盛水腔分別通過連通縫與所述空腔實現(xiàn)連通。

進一步地，所述裝置還包括：螺桿以及與所述螺桿配合的螺母；

所述螺桿的一端與所述內(nèi)置平板相接觸，所述螺母與所述第二平板固定連接，以使所述內(nèi)置平板與所述第二平板之間的距離可調(diào)。

進一步地，所述裝置還包括：與所述連通縫配合的固定條；

所述固定條可插入所述連通縫，使得盛水腔與所述空腔之間不再連通。

進一步地，所述第一平板和第二平板的長度為3m，高度為0.8m，厚度為0.04m；

所述第一平板與所述第二平板間隔0.1m；

所述內(nèi)置平板長度為3m，厚度為0.04m；

所述內(nèi)置平板與所述第一平板的間距可調(diào)范圍為0至0.05m；

所述第一盛水腔與所述第二盛水腔高0.8m，長0.1m，寬0.08m；

所述連通縫寬0.02m。

進一步地，所述箱體的底部開設(shè)有用于清洗所述空腔的清洗孔。

進一步地，所述裝置還包括：混砂器；

所述混砂器用于盛放支撐劑與壓裂液的混合物；

所述混砂器的出料口通過泵與所述第一盛水腔連接，以在進行支撐劑鋪置實驗時將所述支撐劑與壓裂液的混合物通過所述第一盛水腔排入所述空腔。

進一步地，所述裝置還包括：儲液罐；

所述儲液罐用于盛放壓裂液；

所述儲液罐的出料口通過泵與所述第二盛水腔連接，以在進行壓裂液返排實驗時將所述壓裂液通過所述第二盛水腔排入所述空腔。

進一步地，所述裝置還包括：回收池；

所述回收池與所述第一盛水腔連接，用于回收壓裂液返排實驗時所述第一盛水腔中排出的液體。

本發(fā)明還提供一種基于上述任一項所述裝置的模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗方法，包括：

根據(jù)現(xiàn)場裂縫參數(shù)調(diào)節(jié)第一平板與內(nèi)置平板之間的距離；

關(guān)閉第二盛水腔與空腔之間的連通縫，并將第一盛水腔通過泵與混砂器連接；

根據(jù)現(xiàn)場施工排量，將混砂器中的支撐劑與壓裂液的混合物通過所述第一盛水腔泵注到所述空腔內(nèi)部；

所述支撐劑在所述空腔內(nèi)堆積充填形成砂堤后，通過透明的第一平板、第二平板和內(nèi)置平板觀察沙堤形態(tài)，確定裂縫寬度與支撐劑鋪置狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系。

進一步地，在通過透明的第一平板、第二平板和內(nèi)置平板觀察沙堤形態(tài)之后，還包括：

打開第二盛水腔與空腔之間的連通縫，并將所述第二盛水腔通過泵與儲液罐連接，第一盛水腔與回收池連接；

根據(jù)施工參數(shù)設(shè)定返排排量，將儲液罐中的壓裂液通過所述第二盛水腔泵注到所述空腔內(nèi)部，使得支撐劑與壓裂液的混合物通過所述第一盛水腔流入所述回收池；

返排結(jié)束后，根據(jù)所述空腔內(nèi)剩余支撐劑的狀態(tài)和/或所述第一盛水腔及回收池內(nèi)的支撐劑的狀態(tài)，確定支撐劑在所述返排排量下的回流量；

其中，在將儲液罐中的壓裂液通過所述第二盛水腔泵注到所述空腔內(nèi)部的同時，向所述內(nèi)置平板施加朝向所述第一平板的力。

本發(fā)明提供的模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗裝置及方法中，所述第一平板與所述第二平板平行設(shè)置，所述第一平板、所述第二平板與所述框架組成密封箱體，所述第一平板和第二平板均呈透明狀，用于供用戶觀察箱內(nèi)情況，所述箱體內(nèi)設(shè)置有透明的內(nèi)置平板，所述內(nèi)置平板與第一平板平行，且與所述第一平板之間形成空腔，所述空腔用于模擬裂縫，所述箱體左右兩端分別設(shè)置有用于模擬井筒的第一盛水腔和用于模擬裂縫尖端的第二盛水腔，所述第一盛水腔和所述第二盛水腔分別通過連通縫與所述空腔實現(xiàn)連通，通過將支撐劑通過第一盛水腔泵注到裂縫內(nèi)，可以進行支撐劑鋪置的模擬實驗，支撐劑鋪置后，可以將壓裂液從第二盛水腔注入裂縫，進行壓裂液返排的模擬實驗，從而實現(xiàn)不同縫寬下支撐劑鋪置、壓裂液返排以及支撐劑回流的研究，且整個裝置具有可視性，能夠方便用戶觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，比較實驗效果，對油田礦場水力壓裂實踐活動具有指導(dǎo)意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一提供的模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中箱體和盛水腔的俯視圖；

圖3為本發(fā)明實施例二提供的模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中箱體和盛水腔的俯視圖；

圖5為本發(fā)明實施例三提供的模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗方法的流程圖。

附圖標(biāo)記：

1-第一平板 2-第二平板 3-框架 4-內(nèi)置平板

5-第一盛水腔 6-第二盛水腔 7-連通縫 8-螺桿

9-螺母 10-清洗孔 11-萬向輪 12-混砂器

13-泵 14-儲液罐 15-回收池

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本申請實施例中使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本發(fā)明。在本申請實施例和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。

應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語“和/或”僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示：單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種“或”的關(guān)系。

取決于語境，如在此所使用的詞語“如果”、“若”可以被解釋成為“在……時”或“當(dāng)……時”或“響應(yīng)于確定”或“響應(yīng)于檢測”。類似地，取決于語境，短語“如果確定”或“如果檢測(陳述的條件或事件)”可以被解釋成為“當(dāng)確定時”或“響應(yīng)于確定”或“當(dāng)檢測(陳述的條件或事件)時”或“響應(yīng)于檢測(陳述的條件或事件)”。

還需要說明的是，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的商品或者系統(tǒng)不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種商品或者系統(tǒng)所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系統(tǒng)中還存在另外的相同要素。

實施例一

本發(fā)明實施例一提供一種模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗裝置。圖1為本發(fā)明實施例一提供的模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中箱體和盛水腔的俯視圖。

如圖1和圖2所示，本實施例中模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗裝置，可以包括：第一平板1、第二平板2、以及框架3；

所述第一平板1與所述第二平板2平行設(shè)置，所述第一平板1、所述第二平板2與所述框架3組成密封箱體；

所述第一平板1和第二平板2均呈透明狀，用于供用戶觀察箱內(nèi)情況；

所述箱體內(nèi)設(shè)置有透明的內(nèi)置平板4，所述內(nèi)置平板4與第一平板1平行，且與所述第一平板1之間形成空腔，所述空腔用于模擬裂縫；

所述箱體左右兩端分別設(shè)置有用于模擬井筒的第一盛水腔5和用于模擬裂縫尖端的第二盛水腔6；

所述第一盛水腔5和所述第二盛水腔6分別通過連通縫7與所述空腔實現(xiàn)連通。

本實施例提供的裝置，可以用于研究支撐劑在裂縫尤其是單翼垂直裂縫中的鋪置情況。

本實施例中，所述框架3的形狀和結(jié)構(gòu)可以根據(jù)實際需要來設(shè)置。例如，所述框架3可以包括頂蓋、底板、側(cè)板等，所述框架3的各部分之間可以通過螺接、焊接等方式固定連接，也可以為一體成型結(jié)構(gòu)。

所述框架3與所述第一平板1和第二平板2構(gòu)成密封的箱體，所述框架3與所述第一平板1或所述第二平板2接觸的部分可以在所述第一平板1或所述第二平板2的一側(cè)表面均勻分布，例如相接觸的部分可以做成條紋狀或網(wǎng)格狀，如圖1所示，框架3與第一平板1相接觸的部分包括多個條形結(jié)構(gòu)，相鄰兩個條形結(jié)構(gòu)的間距相等，能夠在實驗過程中防止第一平板1或第二平板2受到的壓力過大導(dǎo)致擠壓變形，延長裝置的壽命。

所述箱體內(nèi)設(shè)置有內(nèi)置平板4，所述內(nèi)置平板4、第一平板1和第二平板2平行設(shè)置，且所述內(nèi)置平板4與所述第一平板1之間形成空腔，所述空腔用于模擬裂縫。

所述第一平板1、所述第二平板2和所述內(nèi)置平板4均呈透明狀，用于供用戶觀察箱內(nèi)情況，使得用戶可以方便地從裝置前方、后方對空腔內(nèi)的支撐劑的狀態(tài)進行觀察或拍照。

所述箱體左右兩端分別設(shè)置有第一盛水腔5和第二盛水腔6，所述第一盛水腔5用于模擬井筒，所述第二盛水腔6用于模擬裂縫尖端。圖1中左側(cè)為第一盛水腔5，右側(cè)為第二盛水腔6。當(dāng)然，第一盛水腔5和第二盛水腔6的位置也可以互換。

所述第一盛水腔5通過連通縫7與所述空腔實現(xiàn)連通。具體地，箱體上的相應(yīng)位置可以開設(shè)有所述連通縫7，所述連通縫7可以作為液體流入或流出的通道，使得第一盛水腔5中的液體可以通過所述連通縫7流入所述空腔，或者，所述空腔中的液體可以通過所述連通縫7流入所述第一盛水腔5。

所述第二盛水腔6與所述空腔之間也設(shè)置有連通縫7，使得所述第二盛水腔6中的液體可以通過所述連通縫7流入所述空腔。

所述連通縫7可以從上至下貫穿箱體，能夠?qū)崿F(xiàn)井筒和裂縫豎直方向上液體流速的一致。

所述連通縫7可以設(shè)置為可關(guān)閉式，使得連通縫7在需要時打開，在不需要時關(guān)閉。例如，所述裝置還可以包括：與所述連通縫7配合的固定條。所述固定條的形狀和大小可以與所述連通縫7一致或近似，所述固定條可以插入所述連通縫7中，使得連通縫7被堵死，相應(yīng)的第一盛水腔5或第二盛水腔6與所述空腔之間不再連通。

所述第一盛水腔5和所述第二盛水腔6的外部可以分別設(shè)置有管線接頭，用于實現(xiàn)壓裂液的泵注。

進一步地，所述內(nèi)置平板4與所述第二平板2之間可以通過絲杠連接，從而實現(xiàn)所述內(nèi)置平板4與所述第二平板2的相對移動。具體地，所述裝置可以包括：螺桿8以及與所述螺桿8配合的螺母9。所述螺桿8的一端與所述內(nèi)置平板4相接觸，所述螺母9與所述第二平板2固定連接，以使所述內(nèi)置平板4與所述第二平板2之間的距離可調(diào)。

所述螺桿8和螺母9的個數(shù)可以為多個，例如，整個裝置中可以包括四組螺桿8和螺母9，分別設(shè)置在不同位置，起到平衡調(diào)節(jié)的作用。

本實施例中，也可以通過其它傳動機構(gòu)實現(xiàn)所述第二平板2與所述內(nèi)置平板4之間的相對位移，例如渦輪蝸桿等，還可以通過電機、減速器等實現(xiàn)所述內(nèi)置平板4的精確位移，本實施例對此不作限制。

所述箱體內(nèi)部可以設(shè)置有滑槽，所述內(nèi)置平板4可以沿所述滑槽滑動，方便用戶對內(nèi)置平板4的位置進行調(diào)節(jié)。在內(nèi)置平板4四周還可以設(shè)置有密封條，所述密封條用于隔絕內(nèi)置平板4四周，防止所述空腔與箱體的其它部分發(fā)生連通。

所述箱體的底部可以開設(shè)有用于清洗所述空腔的清洗孔10，具體地所述清洗孔10可以設(shè)置在所述空腔底部。當(dāng)完成實驗后需要對所述空腔進行清洗時，可以打開左右兩側(cè)的連通縫7，同時打開所述清洗孔10，從左右兩側(cè)盛水腔注入水或清洗液，使得空腔內(nèi)殘留的支撐劑和壓裂液從所述清洗孔10流出。在正常實驗過程中，所述清洗孔10可以保持關(guān)閉狀態(tài)，防止支撐劑和壓裂液從所述清洗孔10流出。

所述箱體下方還可以設(shè)置有可鎖的萬向輪11，方便移動和鎖定所述箱體，為用戶的使用提供便利。

優(yōu)選的是，所述箱體中第一平板1和第二平板2的長度均為3m，高度均為80cm，厚度均為4cm，所述第一平板1與所述第二平板2間隔10cm。所述內(nèi)置平板4的長度為3m，厚度為4cm，所述內(nèi)置平板4與所述第一平板1的間距可調(diào)范圍為0至50mm，即所述空腔的寬度為0至50mm，可以模擬0至50mm寬的裂縫。

所述第一盛水腔5和所述第二盛水腔6均高80cm，長10cm，寬8cm。所述第一盛水腔5與所述第二盛水腔6的外部均設(shè)置有管線接頭，用于連接泵13，所述管線結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑為4cm。盛水腔與空腔之間的連通縫7寬為2cm。底部清洗孔10眼直徑2cm。

本實施例提供的裝置，還可以包括混砂器12，所述混砂器12用于盛放支撐劑與壓裂液的混合物；所述混砂器12的出料口通過泵13與所述第一盛水腔5連接，具體地，所述混砂器12的出料口可以與泵13的入口連接，泵13的出口可以與所述第一盛水腔5連接，這樣在進行支撐劑鋪置實驗時所述支撐劑與壓裂液的混合物可以通過所述第一盛水腔5排入所述空腔。

在實際應(yīng)用中，當(dāng)需要進行支撐劑鋪置實驗時，可以首先根據(jù)現(xiàn)場裂縫參數(shù)調(diào)節(jié)第一平板1與內(nèi)置平板4之間的距離，關(guān)閉第二盛水腔6與空腔之間的連通縫7，并將第一盛水腔5通過泵13與混砂器12連接。然后，根據(jù)現(xiàn)場施工排量，將混砂器12中的相應(yīng)體積的支撐劑與壓裂液的混合物通過所述第一盛水腔5泵注到所述空腔內(nèi)部。一定時間后，支撐劑在所述空腔內(nèi)堆積充填形成砂堤后，可以通過透明的第一平板1、第二平板2和內(nèi)置平板4觀察沙堤形態(tài)，確定裂縫寬度與支撐劑鋪置狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系。

通過上述步驟，可以模擬支撐劑被壓裂液以特定排量攜帶進裂縫內(nèi)，并在裂縫內(nèi)堆積充填形成砂堤。砂堤形態(tài)可通過裝置外側(cè)的透明平板進行觀察或拍照，進而研究裂縫內(nèi)支撐劑鋪置長度、高度以及形態(tài)對裂縫導(dǎo)流能力的影響，有助于研究裂縫寬度與支撐劑鋪置之間的相互影響和關(guān)系，為水力壓裂現(xiàn)場施工提供相關(guān)依據(jù)。

當(dāng)需要模擬壓裂液返排時，可以通過右側(cè)的第二盛水腔6向所述空腔注入壓裂液，從而實現(xiàn)對壓裂液返排的模擬和研究。

本實施例提供的模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗裝置中，所述第一平板1與所述第二平板2平行設(shè)置，所述第一平板1、所述第二平板2與所述框架3組成密封箱體，所述第一平板1和第二平板2均呈透明狀，用于供用戶觀察箱內(nèi)情況，所述箱體內(nèi)設(shè)置有透明的內(nèi)置平板4，所述內(nèi)置平板4與第一平板1平行，且與所述第一平板1之間形成空腔，所述空腔用于模擬裂縫，所述箱體左右兩端分別設(shè)置有用于模擬井筒的第一盛水腔5和用于模擬裂縫尖端的第二盛水腔6，所述第一盛水腔5和所述第二盛水腔6分別通過連通縫7與所述空腔實現(xiàn)連通，通過將支撐劑通過第一盛水腔5泵注到裂縫內(nèi)，可以進行支撐劑鋪置的模擬實驗，支撐劑鋪置后，可以將壓裂液從第二盛水腔6注入裂縫，進行壓裂液返排的模擬實驗，從而實現(xiàn)不同縫寬下支撐劑鋪置、壓裂液返排以及支撐劑回流的研究，且整個裝置具有可視性，能夠方便用戶觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，比較實驗效果，對油田礦場水力壓裂實踐活動具有指導(dǎo)意義。

實施例二

本發(fā)明實施例二提供一種模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗裝置。本實施例是在實施例一提供的裝置的基礎(chǔ)上，增加了在返排實驗時提供壓裂液的儲液罐14。

圖3為本發(fā)明實施例二提供的模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3中箱體和盛水腔的俯視圖。

本實施例提供的裝置中，第一平板1、第二平板2、框架3、內(nèi)置平板4、第一盛水腔5、第二盛水腔6等各部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均與實施例一類似，此處不再贅述。在此基礎(chǔ)上，本實施例中還增加了用于盛放壓裂液的儲液罐14。

如圖3和圖4所示，所述儲液罐14的出料口通過泵13與所述第二盛水腔6連接。具體地，所述儲液罐14的出料口可以與泵13的入口連接，泵13的出口可以與第二盛水腔6連接，以在進行壓裂液返排實驗時將所述壓裂液通過所述第二盛水腔6排入所述空腔，模擬壓裂液排入裂縫。

進一步地，本實施例中的裝置還可以包括：回收池15；所述回收池15與所述第一盛水腔5連接，用于回收壓裂液返排實驗時所述第一盛水腔5中排出的液體。

在實際應(yīng)用中，當(dāng)需要進行支撐劑鋪置實驗時，可以按照實施例一中的描述，將混砂器12通過泵13與第一盛水腔5連接，向空腔中注入支撐劑和壓裂液的混合物。當(dāng)需要進行壓裂液返排實驗時，可以打開第二盛水腔6與空腔之間的連通縫7，并將所述第二盛水腔6通過泵13與儲液罐14連接，第一盛水腔5與回收池15連接，然后，通過對施工參數(shù)的相似性模擬來設(shè)定返排排量，根據(jù)所述返排排量將儲液罐14中的壓裂液通過所述第二盛水腔6泵注到所述空腔內(nèi)部，使得空腔中的支撐劑與壓裂液的混合物可以通過所述第一盛水腔5流入所述回收池15，從而實現(xiàn)裂縫中支撐劑回流的模擬。

返排結(jié)束后，可以根據(jù)所述空腔內(nèi)剩余支撐劑的狀態(tài)，確定支撐劑在所述返排排量下的回流量，或者，可以根據(jù)所述第一盛水腔5及回收池15內(nèi)的支撐劑的狀態(tài)來確定支撐劑的回流量，當(dāng)然，也可以根據(jù)兩者綜合判斷支撐劑的回流量。其中，所述支撐劑的狀態(tài)可以為支撐劑的重量、體積、形狀等。

在返排過程中，在將儲液罐14中的壓裂液通過所述第二盛水腔6泵注到所述空腔內(nèi)部的同時，可以向所述內(nèi)置平板4施加朝向所述第一平板1的力。通過向內(nèi)置平板4施加一定作用力，可以模擬實際閉合應(yīng)力作用效果，方便用戶研究閉合應(yīng)力對壓裂液返排及支撐劑回流的影響。

本實施例提供的模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗裝置，可以通過透明的平板對空腔內(nèi)的支撐劑進行觀察和拍照，方便用戶對裂縫寬度、閉合應(yīng)力大小以及返排排量對裂縫內(nèi)支撐劑鋪置長度、高度以及形態(tài)的影響進行研究，進而研究裂縫寬度、閉合應(yīng)力大小以及返排排量對增產(chǎn)效果的影響，為水力壓裂現(xiàn)場施工提供相關(guān)依據(jù)，提高現(xiàn)場施工效果。

實施例三

本發(fā)明實施例三提供一種模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗方法。圖5為本發(fā)明實施例三提供的模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗方法的流程圖。如圖5所示，本實施例中的方法，可以包括：

步驟301、根據(jù)現(xiàn)場裂縫參數(shù)調(diào)節(jié)第一平板與內(nèi)置平板之間的距離。

步驟302、關(guān)閉第二盛水腔與空腔之間的連通縫，并將第一盛水腔通過泵與混砂器連接。

步驟303、根據(jù)現(xiàn)場施工排量，將混砂器中的支撐劑與壓裂液的混合物通過所述第一盛水腔泵注到所述空腔內(nèi)部。

步驟304、所述支撐劑在所述空腔內(nèi)堆積充填形成砂堤后，通過透明的第一平板、第二平板和內(nèi)置平板觀察沙堤形態(tài)，確定裂縫寬度與支撐劑鋪置狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系。

本實施例提供的方法，可以基于上述任一實施例所述的模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗裝置來進行。其具體實現(xiàn)方法和原理均與前述實施例類似，此處不再贅述。

進一步地，在通過透明的第一平板、第二平板和內(nèi)置平板觀察沙堤形態(tài)之后，所述方法還可以包括：

打開第二盛水腔與空腔之間的連通縫，并將所述第二盛水腔通過泵與儲液罐連接，第一盛水腔與回收池連接；

根據(jù)施工參數(shù)設(shè)定返排排量，將儲液罐中的壓裂液通過所述第二盛水腔泵注到所述空腔內(nèi)部，使得支撐劑與壓裂液的混合物通過所述第一盛水腔流入所述回收池；

返排結(jié)束后，根據(jù)所述空腔內(nèi)剩余支撐劑的狀態(tài)和/或所述第一盛水腔及回收池內(nèi)的支撐劑的狀態(tài)，確定支撐劑在所述返排排量下的回流量；

其中，在將儲液罐中的壓裂液通過所述第二盛水腔泵注到所述空腔內(nèi)部的同時，向所述內(nèi)置平板施加朝向所述第一平板的力。

本實施例提供的模擬支撐劑鋪置及壓裂液返排的實驗方法，通過將支撐劑通過第一盛水腔泵注到裂縫內(nèi)，可以進行支撐劑鋪置的模擬實驗，支撐劑鋪置后，可以將壓裂液從第二盛水腔注入裂縫，進行壓裂液返排的模擬實驗，從而實現(xiàn)不同縫寬下支撐劑鋪置、壓裂液返排以及支撐劑回流的研究，且整個裝置具有可視性，能夠方便用戶觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，比較實驗效果，對油田礦場水力壓裂實踐活動具有指導(dǎo)意義。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。