一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验装置及方法

本申请涉及压裂示踪，尤其涉及一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验装置及方法。

背景技术：

1、在水力压裂过程中，示踪监测技术是评价压裂施工效果的重要技术手段。随着非常规油气藏开发规模的不断扩大，压裂示踪监测技术的应用需求持续提升，这对室内模拟实验的功能提出了更高要求。现场压裂体系中存在液态压裂流体与固体支撑剂两类介质，分别对应使用液溶型示踪剂与覆膜型示踪剂，两种示踪剂物态、释放机理与监测周期差异显著。不同的示踪剂形态和作用机制显著提升了同时加注和联合监测的设备设计难度与实验成本。液溶型示踪剂可以有效追踪能够有效追踪裂缝扩展延伸情况，覆膜型示踪剂能够监测支撑剂铺置状态。现场压裂作业中，压裂液与支撑剂配合发挥作用，两者分布情况直接影响最终压裂效果。

技术实现思路

1、本申请实施例的主要目的在于提出一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验装置及方法，以对双重示踪剂的压裂示踪进行精细模拟和定量表征。

2、为实现上述目的，本申请实施例的一方面提出了一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验装置，所述装置包括：

3、压裂液供给及注入单元，用于存储和供给压裂液；

4、覆膜型示踪剂及裂缝模拟单元，用于提供示踪剂和模拟压裂裂缝空间；

5、环境加载及监测单元，用于采集实验过程中的压力和温度；

6、返排液收集及双示踪检测单元，用于控制返排参数和检测返排液中的示踪剂浓度；

7、数据采集处理分析单元，用于采集压力、温度、流量、采样时刻和示踪剂浓度，并进行分析。

8、在一些实施例中，所述压裂液供给及注入单元包括：

9、含液溶型示踪剂的压裂液储罐、注入泵、注入管路和流量控制阀；

10、其中，所述含液溶型示踪剂的压裂液储罐用于储存含有液溶型示踪剂的压裂液，所述注入泵用于提供注入动力，所述注入管路用于连接各功能部件，所述流量控制阀用于调节进入后续混合及实验腔的压裂液流量。

11、在一些实施例中，所述覆膜型示踪剂及裂缝模拟单元包括：

12、覆膜型示踪剂模拟实验腔、人工裂缝模型、覆膜型示踪剂、模拟岩心介质和观察窗口；

13、其中，所述人工裂缝模型设置于所述模拟岩心介质内，用于模拟压裂裂缝空间；所述覆膜型示踪剂用于填充裂缝；所述模拟岩心介质设置于所述覆膜型示踪剂模拟实验腔内；所述观察窗口用于观察压裂液、支撑剂和覆膜型示踪剂在实验腔内的运移、滞留和释放过程。

14、在一些实施例中，所述环境加载及监测单元包括：

15、压力传感器、温度传感器、围压加载模块和恒温控制模块；

16、其中，所述围压加载模块用于向覆膜型示踪剂模拟实验腔施加围压，所述恒温控制模块用于控制实验温度，所述压力传感器和所述温度传感器用于采集实验过程中的压力和温度。

17、在一些实施例中，所述返排液收集及双示踪检测单元包括：

18、出口控制阀、返排液收集单元、液溶型示踪剂检测模块和覆膜型示踪剂检测模块；

19、其中，所述出口控制阀用于控制返排开始、返排流量或返排压力，所述返排液收集单元用于按时间顺序收集返排液，所述液溶型示踪剂检测模块用于检测返排液中液溶型示踪剂的浓度，所述覆膜型示踪剂检测模块用于检测返排液中覆膜型示踪剂的浓度。

20、在一些实施例中，所述数据采集处理分析单元包括：

21、数据采集单元、数据处理单元和结果分析单元；

22、其中，所述数据采集单元用于同步采集压力、温度、流量、采样时刻和示踪剂浓度，所述数据处理单元用于对所述数据采集单元采集到的原始数据进行分析计算，所述结果分析单元用于根据所述数据处理单元的计算结果评价裂缝连通性、支撑剂滞留状态、覆膜示踪剂释放特征以及双示踪剂响应关系。

23、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验方法，所述方法应用于如上述的一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验装置，所述方法包括以下步骤：

24、装填覆膜型示踪剂模拟实验腔；

25、设定围压、温度与流量参数；

26、注入含液溶型示踪剂的压裂液，并开始实验；

27、实验结束后开启出口阀并收集返排液；

28、检测返排液中示踪剂的浓度并分析结果。

29、在一些实施例中，所述检测返排液中示踪剂的浓度并分析结果，包括以下步骤：

30、检测返排液并采集压力、温度、流量、采样时间和浓度数据；

31、根据采集的数据生成返排浓度曲线和累计返排量；

32、根据所述返排浓度曲线和所述累计返排量评价裂缝连通性、支撑剂滞留状态和双示踪响应机制。

33、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。

34、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

35、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

36、本申请实施例至少包括以下有益效果：

37、本申请提供一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验装置及方法，本申请方案的装置包括：压裂液供给及注入单元，用于存储和供给压裂液；覆膜型示踪剂及裂缝模拟单元，用于提供示踪剂和模拟压裂裂缝空间；环境加载及监测单元，用于采集实验过程中的压力和温度；返排液收集及双示踪检测单元，用于控制返排参数和检测返排液中的示踪剂浓度；数据采集处理分析单元，用于采集压力、温度、流量、采样时刻和示踪剂浓度，并进行分析。本申请能够在人工裂缝模型中同步模拟液溶型示踪剂随压裂液的运移过程与覆膜型示踪剂的释放过程，弥补了传统单一示踪剂实验的不足，显著提升了室内压裂示踪实验的整体性与仿真度。

1.一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验装置，其特征在于，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验装置，其特征在于，所述压裂液供给及注入单元包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验装置，其特征在于，所述覆膜型示踪剂及裂缝模拟单元包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验装置，其特征在于，所述环境加载及监测单元包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验装置，其特征在于，所述返排液收集及双示踪检测单元包括：

6.根据权利要求1所述的一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验装置，其特征在于，所述数据采集处理分析单元包括：

7.一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1所述的一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验装置，所述方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种基于双重示踪剂的压裂示踪模拟实验方法，其特征在于，所述检测返排液中示踪剂的浓度并分析结果，包括以下步骤：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求7至8任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7至8中任一项所述的方法。