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原文传递一种油气储层压裂缝扩展模拟动态监测系统与方法

专利名称：	一种油气储层压裂缝扩展模拟动态监测系统与方法
摘要：	本发明公开了一种油气储层压裂缝扩展模拟动态监测系统与方法，该系统和方法利用活塞对岩石试件液压加载，并借助中子照相系统所具备的实时成像功能动态监测压裂缝的延伸和扩展行为。本发明通过在压裂物理模拟过程中引入中子照相系统，克服了传统声发射技术和荧光示踪剂方法在压裂缝扩展研究时无法实时监测的弊端，解决了压裂缝延伸扩展动态实时监测的难题，实现了岩石真三轴与中子成像技术的实时配合，对研究真三轴应力状态下压裂缝的形成与延伸扩展规律具有重要意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	中国矿业大学
发明人：	鞠玮;申建;秦勇;吴财芳;沈玉林
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910211886.7
公开号：	CN109827848A
代理机构：	江苏圣典律师事务所
代理人：	程化铭
分类号：	G01N3/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	221116 江苏省徐州市铜山区大学路1号
主权项：	1.一种油气储层压裂缝扩展模拟动态监测系统，包括真三轴压力室、流体注入系统、压力加载系统、中子照相系统和数据采集处理系统，其特征在于：所述真三轴压力室，由六块正方形铝合金板六面拼装而成，压力室内壁设置有密封层衬套，所述真三轴压力室顶面铝合金板上设置有流体入口孔，流体入口孔穿过密封层衬套，所述真三轴压力室用于放置立方体压裂试样，所述压裂试样内设置有钢质注液管，注液管一端位于压裂试样内，另一端穿过铝合金板上的流体入口孔暴露于压力室外侧；所述压力加载系统包括前、后、左、右、顶、底六个方向的滑动钢柱和六个置于油缸内的活塞，滑动钢柱截面尺寸与铝合金板的板面尺寸相同，滑动钢柱与活塞相连，可在油缸内压力作用下滑动，对真三轴压力室六个板壁施加作用力；所述流体注入系统包括伺服增压器、压裂液储存器、油储存器和流体导管，为真三轴压力室内压裂试件和油缸提供流体压力，所述压裂液储存器通过流体导管与钢质注液管、伺服增压器分别连接，所述油储存器通过流体导管与油缸、伺服增压器分别连接；所述中子照相系统由中子源和像探测系统组成，所述像探测系统包括中子转换屏和中子吸收系统，所述中子源置于真三轴压力室一个侧壁外，所述中子转换屏置于与中子源相对的真三轴压力室另一侧壁外，中子吸收系统置于中子转换屏的后方；所述数据采集处理系统包括计算机、六个应力传感器和流量测试仪，所述六个应力传感器分别设置在真三轴压力室的六个内壁上，所述计算机的数据线连接各应力传感器、伺服增压器和中子转换屏，接收、记录相关数据，并转换成地质信息和图像信息。 2.根据权利要求1所述的一种油气储层压裂缝扩展模拟动态监测系统，其特征是：所述中子源可以是反应堆中子源、加速器中子源、中子管中子源、同位素中子源中任一种类型。 3.根据权利要求1所述的一种油气储层压裂缝扩展模拟动态监测系统，其特征是：所述中子转换屏为瞬态屏。 4.一种使用权利要求1、2或3所述的油气储层压裂缝扩展模拟动态监测系统对油气储层压裂缝扩展模拟动态监测的方法，其步骤如下：步骤1. 压裂前试件制备将待测岩石切成与真三轴压力室内部尺寸一致的立方体试件；然后按照设定的直径和孔深，垂直于立方体试样顶面钻出流体注入孔，所述流体注入孔内用树脂胶在设定深度处固结钢质流体注液管，流体注入孔的下方预设一定深度作为裸眼段，流体注入孔与真三轴压力室顶面的流体入口孔位置对应；在立方体试件各个表面涂抹硅橡胶，围绕立方体包裹温度敏感材料，低温冷冻成型后，最终用水泥嵌套制备成标准压裂试件；步骤2. 压裂时裂缝延伸扩展监测将制备好的标准压裂试件放置于真三轴压力室中，启动中子照相系统，监测标准压裂试件中先存天然裂缝的发育分布状态，利用流体导管将压裂液储存器与钢质流体注液管、伺服增压器分别连接，通过压力加载系统设置真三轴压力室六个面的载荷，使上下、左右和前后面的载荷分别保持一致，通过注入流体量控制标准压裂试件中的流体压力，直至岩石破裂，在整个过程中，中子照相系统实时监测压裂缝形成和延伸扩展行为；步骤3. 压裂后裂缝形态量化表征及其演化过程重构提取中子照相系统记录的压裂缝数据体，三维可视化压裂缝特征，量化表征不同时间点的压裂缝几何形态，重构压裂缝形成、延伸扩展的演化过程。
所属类别：	发明专利