本實用新型涉及油氣田開發(fā)實驗設備技術領域，更具體地講，涉及一種可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置。

背景技術：

對油氣井進行水力壓裂和酸化是目前廣泛使用的油氣藏儲層改造措施，尤其是先通過壓裂進行人工造縫，然后進行酸化改善地層的滲流能力。

酸液能夠進入裂縫或孔隙與巖石發(fā)生反應，溶蝕縫壁或孔壁，擴大裂縫寬度，增大孔隙體積并改善流體的滲流條件。并且，酸液可以溶蝕裂縫或孔道中的堵塞物或者破壞堵塞物的結構使之解體，然后隨殘酸一起排出地層，起到疏通流道的作用，恢復地層原始滲流能力或改善地層的滲流能力。

目前，對裂縫型儲層或通過壓裂進行人工造縫儲層的酸化研究大多停留在理論水平上，物理模擬實驗較少。部分物理模擬實驗是用巖心研究酸化刻蝕的效果并且不能可視化，而巖板更能反應地層酸化的刻蝕現(xiàn)象。

因此，有必要提供一種能夠實現(xiàn)可視化的裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種能夠實現(xiàn)在不同地層壓力、酸液濃度、注酸速度乃至溫度條件下研究酸液對裂縫型巖板刻蝕情況的實驗裝置。

本實用新型提供了一種可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置，所述實驗裝置包括可視化實驗單元、供酸單元、供壓單元和廢液收集單元，

所述可視化實驗單元包括保護框、可視化巖板罩、可視化橡皮套、密封蓋、進液端口和出液端口，保護框包括頂板、底板和設置在所述頂板和底板兩端的兩塊側板，所述兩塊側板上均設置有第一安裝口并且頂板上設置有第一進水口；所述可視化巖板罩插裝在保護框內并且可視化巖板罩頂部設置有與所述第一進水口相對應的第二進水口，所述可視化橡皮套插裝在可視化巖板罩中并且所述可視化橡皮套與可視化巖板罩之間留有環(huán)形空間；所述密封蓋設置在所述保護框兩端的第一安裝口上并密封所述環(huán)形空間，所述密封蓋上還設置有第二安裝口；所述進液端口和出液端口分別設置在所述密封蓋的第二安裝口上，并且進液端口和出液端口均與可視化橡皮套的內腔連通；

所述供酸單元與進液端口的進液口連接，所述供壓單元與第二進水口連接，所述廢液收集單元與出液端口的出液口連接。

根據本實用新型可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的一個實施例，將裂縫型巖板置于所述可視化橡皮套的內腔進行酸液刻蝕實驗。

根據本實用新型可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的一個實施例，所述可視化橡皮套由兩端的金屬材料和中間的透明橡膠材料拼接而成，所述可視化巖板罩由高強度的透明玻璃或透明塑料制成。

根據本實用新型可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的一個實施例，所述可視化橡皮套的兩端與密封蓋之間設置有第一密封圈，所述第一密封圈套裝在所述可視化橡皮套的兩端上；所述進液端口、出液端口與密封蓋之間均設置有第二密封圈。

根據本實用新型可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的一個實施例，所述供酸單元包括儲酸罐、注酸管和平流泵，所述儲酸罐通過注酸管和設置在注酸管上的平流泵與進液端口的進液口連接。

根據本實用新型可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的一個實施例，所述供壓單元包括儲水罐、增壓泵和注水管，所述儲水罐通過增壓泵和注水管與第二進水口連接，所述增壓泵上還設置有旋轉手柄和壓力表。

根據本實用新型可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的一個實施例，所述廢液收集單元包括出酸管和廢液儲罐。

根據本實用新型可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的一個實施例，所述實驗裝置還包括溫度控制單元，所述溫度控制單元包括加熱板和溫度控制器，所述加熱板插裝在保護框內并且位于所述可視化橡皮套和可視化巖板罩的一側，所述溫度控制器與加熱板電連接。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置具有以下優(yōu)點：(1)操作簡單；(2)可實現(xiàn)在不同地層壓力、酸液濃度、注酸速度下研究酸液對裂縫型儲層的刻蝕規(guī)律；(3)通過增壓泵提供圍壓，可以模擬地層壓力；(4)可以實現(xiàn)可視化觀察酸液的流動情況和對巖板的刻蝕規(guī)律。

附圖說明

圖1示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的立體結構示意圖。

圖2示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的俯視結構示意圖。

圖3示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的前視結構示意圖。

圖4示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中保護框的結構示意圖。

圖5示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中可視化巖板罩的結構示意圖。

圖6示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中可視化橡皮套的結構示意圖。

圖7示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中第一密封圈的結構示意圖。

圖8示出了圖4至圖7中各組件組合后的結構示意圖。

圖9示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中密封蓋的結構示意圖。

圖10示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中進液端口的結構示意圖。

圖11示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中出液端口的結構示意圖。

圖12示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中第二密封圈的結構示意圖。

圖13示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中供酸單元的結構示意圖。

圖14示出了根據本實用新型另一個示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的立體結構示意圖。

附圖標記說明：

1-儲酸罐、2-平流泵、3-進液端口、4-第二密封圈、5-密封蓋、6-保護框、7-可視化巖板罩、8-加熱板、9-第一進水口、10-可視化橡皮套、11-第一密封圈、12-出液端口、13-廢液儲罐、14-增壓泵、15-旋轉手柄、16-壓力表、17-儲水罐、18-溫度控制器、19-注酸管、20-注水管、21-出酸管、22-第二進水口、23-第一安裝口、24-第二安裝口、25-進液端口的進液口、26-進液端口的出液口、27-出液端口的進液口。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

下面將先對本實用新型可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的結構和原理進行詳細說明。

圖1示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的立體結構示意圖，圖2示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的俯視結構示意圖，圖3示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的前視結構示意圖。

如圖1至圖3所示，根據本實用新型的示例性實施例，所述可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置包括可視化實驗單元、供酸單元、供壓單元和廢液收集單元，其中，可視化試驗單元是進行巖板可視化酸液刻蝕實驗的關鍵結構組件，供酸單元用于向可視化試驗單元提供酸液，供壓單元用于向可視化實驗單元提供圍壓并模擬地層壓力，廢液收集單元用于收集反應后的廢酸液。

下面對各結構組件進行分別的介紹和說明。

根據本實用新型，可視化實驗單元包括保護框6、可視化巖板罩7、可視化橡皮套10、密封蓋5、進液端口3和出液端口12。

圖4示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中保護框的結構示意圖。如圖4所示，保護框6包括頂板、底板和設置在頂板和底板兩端的兩塊側板，兩塊側板上均設置有第一安裝口23并且頂板上設置有第一進水口9。其中，保護框6的作用是用于保護其內部的可視化巖板罩7和可視化橡皮套10，以免在高壓時裂開。

圖5示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中可視化巖板罩的結構示意圖，圖6示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中可視化橡皮套的結構示意圖。如圖5和圖6所示，可視化巖板罩7能夠插裝在保護框6內并且可視化巖板罩7頂部設置有與第一進水口9相對應的第二進水口22；可視化橡皮套10插裝在可視化巖板罩7中并且可視化橡皮套10與可視化巖板罩7之間留有環(huán)形空間。該環(huán)形空間內充滿水時可以為巖板提供模擬地層壓力的圍壓，實現(xiàn)不同地層環(huán)境的模擬。在實驗時，將裂縫型巖板置于可視化橡皮套10的內腔進行酸液刻蝕實驗。

優(yōu)選地，可視化橡皮套10由兩端的金屬材料和中間的透明橡膠材料拼接而成，兩端的金屬材料可以防止安裝時密封不牢靠并確保安裝的可靠性，透明橡膠材料一方面保證實驗的可視化，另一方面可以保證模擬的真實性；可視化巖板罩7由高強度的透明玻璃或透明塑料制成，在保證強度的同時保證實驗的可視化效果。

為了防止水泄露，優(yōu)選地在可視化橡皮套10的兩端與密封蓋5之間設置有第一密封圈11，第一密封圈11套裝在可視化橡皮套10的兩端上進行密封，其結構可以如圖7所示。另外，圖8示出了圖4至圖7中各組件組合后的結構示意圖。

圖9示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中密封蓋的結構示意圖。如圖9所示，密封蓋5設置在保護框6兩端的第一安裝口23上并密封上述環(huán)形空間，密封蓋5上還設置有第二安裝口24。密封蓋5在可視化實驗單元的兩側對其進行密封，保證實驗的可行性。

圖10示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中進液端口的結構示意圖，圖11示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中出液端口的結構示意圖。如圖10和圖11所示，進液端口3和出液端口12分別設置在密封蓋5的第二安裝口24上，并且進液端口3和出液端口12均與可視化橡皮套10的內腔連通。優(yōu)選地，進液端口3、出液端口12與密封蓋5之間均設置有第二密封圈4，第二密封圈4的結構如圖12所示，并且其用于防止水泄漏。

具體地，進液端口的進液口25設置在外部以與供酸單元連接，進液端口的出液口26設置在內部以與可視化橡皮套10的內腔連通；類似地，出液端口的進液口27設置在內部以與可視化橡皮套10的內腔連通，出液端口的出液口設置在外部以與廢液收集單元連通。

根據本實用新型，供酸單元與進液端口的進液口25連接，如圖1至圖3所示，本實用新型中的供酸單元包括儲酸罐1、注酸管19和平流泵2，儲酸罐1通過注酸管19和設置在注酸管19上的平流泵2與進液端口的進液口25連接。其中，儲酸罐1用于盛裝事先配制好的預定酸液，預定酸液的類型和濃度均可以根據實驗需求調整，此外還可以通過平流泵2調整注酸速度。

供壓單元與第二進水口22連接。圖13示出了根據本實用新型示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置中供酸單元的結構示意圖，如圖13所示，供壓單元包括儲水罐17、增壓泵14和注水管20，儲水罐17通過增壓泵14和注水管20與第二進水口22連接，增壓泵14上還設置有旋轉手柄15和壓力表16。其中，儲水罐17用于盛裝增壓泵用水，增壓泵14用于向環(huán)形空間內提供高壓水，旋轉增壓泵14的旋轉手柄15即可擠壓增壓泵內的水并在環(huán)形空間中形成高壓，壓力可由增壓泵14的壓力表16讀出并且該壓力可調。

廢液收集單元與出液端口的出液口連接以收集反應后的廢酸，其中，廢液收集單元包括出酸管21和廢液儲罐13。

根據本實用新型的優(yōu)選實施例，本實用新型的實驗裝置還可以包括溫度控制單元以控制反應時的反應溫度。具體地，該溫度控制單元包括加熱板8和溫度控制器18，加熱板8插裝在保護框6內并且位于可視化橡皮套10和可視化巖板罩7的一側，溫度控制器18與加熱板8電連接實現(xiàn)對加熱溫度的控制并實現(xiàn)不同的實驗溫度條件。但是，該溫度控制單元僅為優(yōu)化設計，本實用新型的實驗裝置也可以不包括該單元，例如圖14則示出了根據本實用新型另一個示例性實施例的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置的立體結構示意圖，其中未設置溫度控制單元。

由此，上述結構的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置能夠實現(xiàn)在不同地層壓力、酸液濃度、注酸速度乃至溫度條件下研究酸液對裂縫型巖板的刻蝕情況。

在采用上述可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置進行裂縫型巖板的酸液刻蝕實驗時，可以按照如下步驟進行：

在開始實驗前，檢查密封蓋是否密封完好；把已經準備好的有裂縫的巖板放入可視化橡皮套內；安裝并固定進液端口和出液端口并且緊挨巖板；檢查整個裝置是否密封；旋轉手柄擠壓增壓泵內水的進入環(huán)形空間形成高壓，直至達到實驗要求；把已經配好的酸液倒入儲酸罐中；打開溫度控制器，調節(jié)溫度至實驗要求的溫度，當實驗裝置的溫度達到實驗要求的溫度后，打開平流泵，將注酸速度調節(jié)為實驗要求的速度；透過可視化巖板罩觀察酸液的流動特征和對巖板的刻蝕情況，記錄實驗現(xiàn)象；試驗結束后，關閉溫度控制器等組件，卸去圍壓并回收酸液；取出巖板，根據實驗要求對巖板進行拍照、掃描電鏡分析等處理；清洗設備，整理實驗器材。

綜上所述，本實用新型的可視化裂縫型巖板酸液刻蝕實驗裝置具有以下優(yōu)點：(1)操作簡單；(2)可實現(xiàn)在不同地層壓力、酸液濃度、注酸速度下研究酸液對裂縫型儲層的刻蝕規(guī)律；(3)通過增壓泵提供圍壓，可以模擬地層壓力；(4)可以實現(xiàn)可視化觀察酸液的流動情況和對巖板的刻蝕規(guī)律。

本實用新型并不局限于前述的具體實施方式。本實用新型擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。