專利名稱：一種酸壓縫內(nèi)酸液流動(dòng)反應(yīng)可視化物理模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于油田化學(xué)及酸化壓裂實(shí)驗(yàn)室、研究室的 酸壓縫內(nèi)酸液流動(dòng)反應(yīng)可視化物理模擬裝置，屬于酸壓模擬裝置。 技術(shù)背景
酸壓是碳酸鹽巖油氣層重要的增產(chǎn)措施。酸壓的增產(chǎn)效果與人工 裂縫內(nèi)酸液流動(dòng)反應(yīng)過(guò)程密切相關(guān)。物理模擬是研究酸液流動(dòng)反應(yīng)過(guò) 程常用的方法。目前多采用平行板狹縫裝置模擬酸液流動(dòng)反應(yīng)過(guò)程。 此類裝置包括以下幾種類別(1)"透明玻璃平行板+透明玻璃平行板" 或者"透明樹脂平行板+透明樹脂平行板"模擬裝置，此類裝置能夠很 好地實(shí)現(xiàn)酸液流動(dòng)過(guò)程的可視化，但是無(wú)法模擬酸巖反應(yīng)，與實(shí)際酸 液流動(dòng)反應(yīng)過(guò)程相似性很弱；(2)"透明玻璃板+反應(yīng)性巖石板"模擬 裝置，此類裝置可實(shí)現(xiàn)酸巖反應(yīng)條件下酸液流動(dòng)反應(yīng)過(guò)程的可視化， 但是溫度調(diào)節(jié)、壓力調(diào)節(jié)、板間密封等很困難，僅能在常溫常壓下進(jìn) 行模擬；(3)"反應(yīng)性巖石板+反應(yīng)性巖石板"模擬裝置，此類裝置可 模擬高溫高壓下的酸液流動(dòng)反應(yīng)過(guò)程，但是流動(dòng)反應(yīng)過(guò)程不可視，無(wú) 法觀察分析流動(dòng)反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生的酸液指進(jìn)等重要的現(xiàn)象。總之，目 前的酸液指進(jìn)模擬裝置還無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)高溫高壓和酸巖反應(yīng)條件下的 酸液流動(dòng)反應(yīng)可視化模擬。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了在高溫高壓條件下，觀察酸液在反應(yīng) 性模擬裂縫內(nèi)流動(dòng)和反應(yīng)的情況，并測(cè)定有關(guān)參數(shù)，特提供一種酸壓 縫內(nèi)酸液流動(dòng)反應(yīng)可視化物理模擬裝置。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型解決此技術(shù)問(wèn)題所采取技術(shù)方案 是 一種酸壓縫內(nèi)酸液流動(dòng)反應(yīng)可視化物理模擬裝置，是由后蓋、前 框架、進(jìn)液孔、排液孔、觀察窗、特種玻璃、巖石板、狹縫、密封件、 單向閥及圖像采集設(shè)備組成，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由凸形不銹鋼后蓋插入 凹形不銹鋼前框架并經(jīng)螺桿連接形成六面箱體；箱體正面左右分別豎 直排列有正面進(jìn)液孔和正面排液孔；在正面進(jìn)液孔和正面排液孔之間 安裝有矩形觀察窗；在觀察窗內(nèi)側(cè)有安裝耐溫耐壓特種玻璃的凹槽； 在箱體正面內(nèi)壁左右兩側(cè)均鋪設(shè)墊片，墊片的另一側(cè)放置長(zhǎng)寬略小于 箱體內(nèi)壁長(zhǎng)寬的可與酸反應(yīng)的巖石板；特種玻璃和巖石板之間形成供 酸液流動(dòng)反應(yīng)的前狹縫；后蓋與巖石板之間形成后狹縫，后蓋上設(shè)置有背面進(jìn)液孔、背面排液孔，供巖石板加熱、加壓流體進(jìn)出后狹縫之 用，圖像采集設(shè)備安裝在觀察窗的正前方。
特種玻璃與觀察窗凹槽壁之間安裝有柔性、耐酸、耐溫的A密封 件；在巖石板與前框架上下左右四內(nèi)壁之間安裝有柔性密、耐酸、耐 溫的B密封件；在后蓋與前框架的接觸面安裝有柔性、耐酸、耐溫的C 密封件。前框架正面四角設(shè)置穿透孔，在穿透孔中安裝有巖石板拆卸 頂桿；后蓋四角設(shè)置穿透孔，在穿透孔中安裝有后蓋拆卸頂桿。正面 進(jìn)液孔用管線與A單向閥相連接；正面排液孔用管線與B單向閥相連 接；背面進(jìn)液孔用管線與C單向閥相連接；背面排液孔用管線與D單 向閥相連接，以保證流體從進(jìn)液孔流入、排液孔流出，并在排液口保 持一定的回壓。在正面進(jìn)液孔和正面排液孔內(nèi)安裝有溫度和壓力傳感 器，用于檢測(cè)前狹縫中的流體溫度和壓力；在背面進(jìn)液孔和背面排液 孔內(nèi)安裝有溫度和壓力傳感器，用于檢測(cè)后狹縫中的流體溫度和壓力。 圖像采集設(shè)備透過(guò)觀察窗記錄酸液流動(dòng)反應(yīng)的過(guò)程。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益的效果是
(1) 插入式箱體結(jié)構(gòu)，能夠提供更好地承壓和流體密封能力。
(2) 雙狹縫的結(jié)構(gòu)，使得熱流體通過(guò)后狹縫對(duì)巖石板的加熱和加壓，
從而提供了前狹縫的圍壓和環(huán)境溫度。(3) 在前裂縫內(nèi)鋪設(shè)支撐劑，該裝置可實(shí)現(xiàn)高溫高壓下加砂壓裂支 撐劑鋪設(shè)過(guò)程的可視化模擬。
(4) 在前裂縫中鋪設(shè)地層砂粒，該裝置還可實(shí)現(xiàn)高溫高壓下水驅(qū)油、 聚合物驅(qū)油或表面活性劑驅(qū)油過(guò)程的可視化模擬。


圖1為本實(shí)用新型酸壓縫內(nèi)酸液流動(dòng)反應(yīng)可視化物理模擬裝置的 正面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型酸壓縫內(nèi)酸液流動(dòng)反應(yīng)可視化物理模擬裝置的 背面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型酸壓縫內(nèi)酸液流動(dòng)反應(yīng)可視化物理模擬裝置的 A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi).后蓋，2.前框架，3.螺桿，4.正面進(jìn)液孔，5.正面排液 孔，6.觀察窗，7.特種玻璃，8.墊片，9.巖石板，IO.前狹縫，11.后 狹縫，12.背面進(jìn)液孔，13.背面排液孔，14.A密封件，15.B密封件， 16. C密封件，17.巖石板拆卸頂桿，18.后蓋拆卸頂桿，19. A單向閥，20. B 單向閥，21.C單向閥，22.D單向閥，23.圖像采集設(shè)備。
具體實(shí)施方式

參照?qǐng)Dl、圖2和圖3， 一種酸壓縫內(nèi)酸液流動(dòng)反應(yīng)可視化物理模 擬裝置，外形是由凸形不銹鋼后蓋1插入凹形不銹鋼前框架2并經(jīng)螺 桿3連接所形成六面箱體，后蓋1與前框架2的接觸面通過(guò)柔性、耐 酸、耐溫的C密封件16密封；箱體正面左右分別豎直排列有孔徑不等 的正面進(jìn)液孔4和孔徑不等的正面排液孔5;在正面進(jìn)液孔4和正面排 液孔5之間、箱體正面鏤空設(shè)置矩形觀察窗6;在觀察窗6內(nèi)側(cè)設(shè)置用 于放置耐溫耐壓特種玻璃7的凹槽，特種玻璃7與觀察窗6凹槽壁之 間通過(guò)柔性、耐酸、耐溫的A密封件14密封；在箱體正面內(nèi)壁左右兩 側(cè)鋪設(shè)墊片8，墊片8之另一側(cè)放置能與酸液反應(yīng)的巖石板9，巖石板 9與前框架2上下左右四內(nèi)壁之間通過(guò)柔性密、耐酸、耐溫的B密封件 15密封，特種玻璃7和巖石板9之間形成供酸液流動(dòng)反應(yīng)的前狹縫10， 通過(guò)調(diào)節(jié)墊片8的厚度實(shí)現(xiàn)前狹縫10的寬度調(diào)節(jié)；正面進(jìn)液孔4通過(guò) 管線與A單向閥19相連、正面排液孔5通過(guò)管線與B單向閥20相連， 以保證流體從進(jìn)液孔流入、排液孔流出，并在排液口保持一定的回壓； 后蓋1與巖石板9之間存在后狹縫11;后蓋1設(shè)置背面進(jìn)液孔12、背 面排液孔13;背面進(jìn)液孔12通過(guò)管線與C單向閥21相連、背面排液 孔13通過(guò)管線與D單向閥22相連，以保證流體從進(jìn)液孔流入、排液 孔流出，并在排液口保持一定的回壓。前框架2正面四角設(shè)置穿透孔， 并在其中安裝巖石板拆卸頂桿17，后蓋1四角設(shè)置穿透孔，并在其中 安裝后蓋拆卸頂桿18;正面進(jìn)液孔4、正面排液孔5、背面進(jìn)液孔12、 背面排液孔13內(nèi)均安裝溫度傳感器和壓力傳感器。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程
模擬前先依次在前框架內(nèi)放置特種玻璃、墊片、巖石板，并密
封好相應(yīng)的接觸面，然后蓋上后蓋并用螺桿鎖緊。
模擬中酸液經(jīng)A單向閥、正面進(jìn)液孔進(jìn)入前狹縫，圖像采集設(shè) 備透過(guò)觀察窗記錄酸液在前狹縫中的流動(dòng)反應(yīng)的過(guò)程，當(dāng)前狹縫內(nèi)壓 力大于B單向閥的導(dǎo)通壓力時(shí)，縫內(nèi)酸液經(jīng)正面排液孔、B單向閥排出；
加熱流體經(jīng)c單向閥、背面進(jìn)液孔進(jìn)入后狹縫，對(duì)巖石板加熱、加壓， 當(dāng)后狹縫內(nèi)的壓力大于D單向閥的導(dǎo)通壓力時(shí)，縫內(nèi)熱流體經(jīng)背面排 液孔、D單向閥排出。
模擬后先卸掉螺桿、轉(zhuǎn)動(dòng)后蓋卸載頂桿，卸下后蓋，再轉(zhuǎn)動(dòng)巖
石板卸載頂桿，卸下巖石板。
權(quán)利要求1、一種酸壓縫內(nèi)酸液流動(dòng)反應(yīng)可視化物理模擬裝置，是由后蓋、前框架、進(jìn)液孔、排液孔、觀察窗、特種玻璃、巖石板、狹縫、密封件、單向閥及圖像采集設(shè)備組成，其特征是由凸形不銹鋼后蓋(1)插入凹形不銹鋼前框架(2)并經(jīng)螺桿(3)連接形成六面箱體；箱體正面左右分別豎直排列有正面進(jìn)液孔(4)和正面排液孔(5)；在正面進(jìn)液孔(4)和正面排液孔(5)之間安裝有矩形觀察窗(6)；在觀察窗(6)內(nèi)側(cè)有安裝耐溫耐壓特種玻璃(7)的凹槽；在箱體正面內(nèi)壁左右兩側(cè)均鋪設(shè)墊片(8)，墊片(8)的另一側(cè)放置長(zhǎng)寬略小于箱體內(nèi)壁長(zhǎng)寬的能與酸反應(yīng)的巖石板(9)；特種玻璃(7)和巖石板(9)之間形成供酸液流動(dòng)反應(yīng)的前狹縫(10)；后蓋(1)與巖石板(9)之間形成后狹縫(11)，后蓋(1)上設(shè)置有背面進(jìn)液孔(12)、背面排液孔(13)，圖像采集設(shè)備(23)安裝在觀察窗的正前方。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視化物理模擬裝置，其特征在于特種玻璃(7)與觀察窗(6)凹槽壁之間安裝有柔性、耐酸、耐溫的A 密封件(14);在巖石板(9)與前框架(2)上下左右四內(nèi)壁之間安裝 有柔性密、耐酸、耐溫的B密封件(15);在后蓋(1)與前框架(2) 的接觸面安裝有柔性、耐酸、耐溫的C密封件(16)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可視化物理模擬裝置，其特征在于前框架(2)正面四角設(shè)置穿透孔，在穿透孔中安裝有巖石板拆卸頂桿(17) ;后蓋(1)四角設(shè)置穿透孔，在穿透孔中安裝有后蓋拆卸頂桿(18) 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視化物理模擬裝置，其特征在于正面進(jìn)液孔(4)用管線與A單向閥(19)相連接；正面排液孔(5)用 管線與B單向閥(20)相連接；背面進(jìn)液孔(12)用管線與C單向閥 (21)相連接；背面排液孔(13)用管線與D單向閥(22)相連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可視化物理模擬裝置，其特征在于在 正面進(jìn)液孔(4)和正面排液孔(5)內(nèi)安裝有溫度和壓力傳感器；在 背面進(jìn)液孔(12)和背面排液孔(13)內(nèi)安裝有溫度和壓力傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于油田化學(xué)及酸化壓裂實(shí)驗(yàn)室、研究室的酸壓縫內(nèi)酸液流動(dòng)反應(yīng)可視化物理模擬裝置。它能實(shí)現(xiàn)酸液在高溫高壓裂縫內(nèi)流動(dòng)反應(yīng)的可視化模擬，并測(cè)定相關(guān)參數(shù)。其技術(shù)方案是凸形不銹鋼后蓋插入凹形不銹鋼前框架并經(jīng)螺桿連接形成六面箱體，箱體正面排列有進(jìn)液孔和排液孔，進(jìn)排液孔間安裝矩形觀察窗，觀察窗內(nèi)側(cè)有安裝特種玻璃的凹槽；箱體正面內(nèi)壁兩側(cè)均鋪設(shè)墊片，墊片另一側(cè)放置可與酸反應(yīng)的巖石板，特種玻璃與巖石板間形成前狹縫，巖石板與后蓋間形成后狹縫，后蓋也設(shè)有進(jìn)液孔和排液孔，圖像采集設(shè)備安裝在觀察窗正前方，記錄縫內(nèi)酸液流動(dòng)反應(yīng)過(guò)程。本裝置用于高溫高壓下酸液流動(dòng)反應(yīng)、支撐劑鋪設(shè)、水驅(qū)油等過(guò)程可視化模擬。
文檔編號(hào)E21B49/00GK201289478SQ20082014113
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者健 孫, 李小剛, 楊兆中, 海 蔣 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)