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原文传递监测高温板状油页岩压裂过程的试验方法及其装置

专利名称：	监测高温板状油页岩压裂过程的试验方法及其装置
摘要：	本发明公开了一种监测高温板状油页岩压裂过程的试验方法及其装置，该方法包括：获取板状岩石试件，其具有第一表面、第二表面和侧面；在第一表面钻取注液孔，在侧面钻取声发射探头安装孔；在加热岩石试件达到第一预设温度后，安装声发射探头；将岩石试件放入平板压裂仪器中；在侧面施加预定围压，在第一表面和第二表面施加预定压力；注入压裂液，获取第一表面的裂缝图像信息及岩石试件的声发射信号数据；利用第一表面的裂缝图像信息和声发射信号数据得到岩石试件裂缝的准确位置信息。本发明提供的监测高温板状油页岩压裂过程的试验方法及其装置，能在高温环境下进行板状岩石水力压裂物理模拟试验，从而探究高温下水力裂缝在岩石中的扩展机理。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国石油大学(北京)
发明人：	张广清;宁仕文;邢岳堃;蒋永旺
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-11T00:00:00+0800
申请号：	CN201910588664.7
公开号：	CN110320109A
代理机构：	北京三友知识产权代理有限公司
代理人：	张印铎;李辉
分类号：	G01N3/18(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	102249 北京市昌平区府学路18号
主权项：	1.一种监测高温板状油页岩压裂过程的试验方法，其特征在于，包括：获取板状的岩石试件；所述岩石试件具有相对的第一表面和第二表面，以及位于所述第一表面和第二表面之间的侧面；所述第一表面和第二表面为互相平行的平面；在所述岩石试件的第一表面钻取注液孔；所述注液孔从所述第一表面延伸至所述第二表面并将所述岩石试件贯通，在所述岩石试件的侧面钻取声发射探头安装孔；加热所述岩石试件至第一预设温度；将声发射探头安装至所述声发射探头安装孔中；将所述岩石试件放入平板压裂仪器中，所述平板压裂仪器内的温度为所述第一预设温度；在所述岩石试件的侧面施加预定围压，在所述岩石试件的第一表面和第二表面施加预定压力，所述预定压力小于所述预定围压；从所述岩石试件的第二表面向所述注液孔注入压裂液，同时获取所述第一表面的裂缝图像信息，并利用所述声发射探头监测所述岩石试件的声发射信号数据，直至所述第一表面的裂缝到达所述第一表面边缘时停止注入压裂液；利用所述裂缝图像信息得到所述第一表面裂缝的真实表面位置信息，以及利用所述声发射探头得到的声发射信号数据计算所述岩石试件裂缝的理论位置信息；以所述第一表面裂缝的真实表面位置信息作为参照，对所述岩石试件裂缝的理论位置信息进行修正，得到所述岩石试件裂缝的准确位置信息，完善对裂缝扩展机理的分析。 2.根据权利要求1所述的监测高温板状油页岩压裂过程的试验方法，其特征在于，在所述将所述岩石试件放入平板压裂仪器中的步骤中，将观察板与所述第一表面贴合，在所述观察板远离所述第一表面的一侧设置图像获取设备；所述观察板将所述第一表面完全覆盖；在所述获取所述第一表面的裂缝图像信息的步骤中，利用所述图像获取设备获取所述第一表面的裂缝图像信息。 3.根据权利要求2所述的监测高温板状油页岩压裂过程的试验方法，其特征在于，在所述加热所述岩石试件至第一预设温度的步骤中，加热所述观察板至第二预设温度，所述第二预设温度小于所述第一预设温度；所述观察板为所述平板压裂仪器的顶板，所述观察板为透明玻璃板。 4.根据权利要求2所述的监测高温板状油页岩压裂过程的试验方法，其特征在于，在所述获取板状的岩石试件的步骤中，磨平所述岩石试件的第一表面，使所述第一表面的粗糙度在Ra1.6以下；在所述岩石试件中设置用于测量所述岩石试件温度的热电偶。 5.根据权利要求1所述的监测高温板状油页岩压裂过程的试验方法，其特征在于，在所述岩石试件的第一表面钻取注液孔的步骤中，在所述岩石试件的中心钻取圆柱形注液孔，在所述注液孔的侧壁钻取两个沿径向的朝向相反的锐角状凸起，两个所述锐角状凸起的尖端与所述圆柱形注液孔的圆心位于同一直线。 6.根据权利要求1所述的监测高温板状油页岩压裂过程的试验方法，其特征在于，在所述钻取声发射探头安装孔时，在所述岩石试件的侧面钻取用于放置导线的容纳槽，将所述声发射探头安装孔通过所述容纳槽连接。 7.根据权利要求6所述的监测高温板状油页岩压裂过程的试验方法，其特征在于，在所述将声发射探头安装至所述声发射探头安装孔中的步骤中，用绝热胶带缠好所述声发射探头以及所述声发射探头与导线的连接处，将所述声发射探头安装至所述声发射探头安装孔中，在所述声发射探头与所述岩石试件之间涂抹耦合剂；在所述声发射探头处放置用于冷却所述声发射探头的冷却件，所述冷却件之间通过置于所述容纳槽内的管体连接。 8.根据权利要求7所述的监测高温板状油页岩压裂过程的试验方法，其特征在于，在所述从所述岩石试件的第二表面向所述注液孔注入压裂液的步骤中，通过所述管体输送冷却液至所述冷却件，对所述声发射探头进行冷却；在所述压裂液中加入红色染料，所述压裂液的温度为零下10℃。 9.一种监测高温板状油页岩压裂过程的试验装置，其特征在于，包括：板状的岩石试件，所述岩石试件具有相对的第一表面和第二表面，以及位于所述第一表面和第二表面之间的侧面，所述第一表面和第二表面为互相平行的平面；所述岩石试件的第一表面设有延伸至所述第二表面并将所述岩石试件贯通的注液孔，所述岩石试件的侧面设有声发射探头安装孔；用于加热所述岩石试件至第一预设温度的第一加热部；设于所述声发射探头安装孔内的声发射探头，用于监测所述岩石试件的声发射信号数据；用于容纳所述岩石试件的平板压裂仪器，所述平板压裂仪器包括与所述岩石试件第一表面相贴合的观察板；位于所述观察板远离所述第一表面一侧的图像获取设备，用于获取所述第一表面的裂缝图像信息；与所述声发射探头以及所述图像获取设备电连接的计算部，用于利用所述裂缝图像信息得到所述第一表面裂缝的真实表面位置信息，利用所述声发射探头得到的声发射信号数据计算所述岩石试件裂缝的理论位置信息，以所述第一表面裂缝的表面位置作为参照，对所述岩石试件裂缝的理论位置信息进行修正，得到所述岩石试件裂缝的准确位置信息，完善对裂缝扩展机理的分析。 10.根据权利要求9所述的监测高温板状油页岩压裂过程的试验装置，其特征在于，所述岩石试件第一表面的粗糙度在Ra1.6以下，所述岩石试件设有用于测量所述岩石试件温度的热电偶；所述岩石试件的侧面设有用于放置导线的容纳槽，所述声发射探头安装孔通过所述容纳槽相连接；所述注液孔位于所述岩石试件的中心，且为圆柱形，所述圆柱形注液孔的侧壁设有两个沿径向的朝向相反的锐角状凸起，两个所述锐角状凸起的尖端与所述圆柱形注液孔的圆心位于同一直线；所述试验装置还包括：用于加热所述观察板至第二预设温度的第二加热部，所述第二预设温度小于所述第一预设温度；所述观察板为所述平板压裂仪器的顶板，所述观察板为透明玻璃板；冷却单元，所述冷却单元包括冷却件、管体、与所述管体相连接的水泵，所述冷却单元用于对所述声发射探头进行冷却。
所属类别：	发明专利