油气储层压裂裂缝系统动态盐结晶模拟装置及评价方法与流程

本技术涉及油气开采和油气层保护，具体地涉及一种油气储层压裂裂缝系统动态盐结晶模拟装置及评价方法。

背景技术：

1、目前，通常需要采用水力压裂技术对油气储层进行改造，形成大量的多尺度压裂裂缝为油气提供足够的渗流通道，释放油气储层产能。油气储层生产一段时间后，由于产出的气体会携带出储层中的液体，导致储层中液体减少，而出现“蒸发”结晶。这些结晶大量聚集后会堵塞多尺度裂缝系统，导致储层或井筒发生盐堵伤害，严重影响油气储层产能稳定。

2、因此，如何有效评价油气储层压裂裂缝系统盐结晶程度以及不同储层条件下的结晶规律，是优化压裂液体系、优化生产制度的必要前提。

3、然而，现有技术中的压裂裂缝系统盐结晶程度以及不同储层条件下的结晶规律的评价准确性较低。因此，如何提高压裂裂缝系统盐结晶程度以及不同储层条件下的结晶规律的评价准确性成为尚待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种油气储层压裂裂缝系统动态盐结晶模拟装置及评价方法，可以解决现有技术中的压裂裂缝系统盐结晶程度以及不同储层条件下的结晶规律的评价准确性较低的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种油气储层压裂裂缝系统动态盐结晶模拟装置，该装置包括：裂缝模拟模块、主裂缝气体泵注模块以及加热模块；

3、裂缝模拟模块与加热模块连接，用于根据油气储层压裂裂缝系统形态，各个裂缝间的尺度关系，各个裂缝中的压力关系，对油气储层压裂裂缝系统中的主裂缝进行模拟，得到模拟主裂缝，对次裂缝进行模拟，得到模拟次裂缝；

4、主裂缝气体泵注模块与裂缝模拟模块连接，用于向裂缝模拟模块泵注气体，该气体流过模拟主裂缝和模拟次裂缝；

5、加热模块，用于将裂缝模拟模块加热至目标温度，使模拟次裂缝中的液体溶剂伴随主裂缝气体泵注模块泵注的气体流出模拟主裂缝，产生蒸发效应，模拟次裂缝进行吸液补充，通过循环蒸发和吸液补充得到盐结晶。

6、在第一方面的一种可能的实施方式中，裂缝模拟模块包括：复杂裂缝模拟单元、次裂缝液位控制单元；

7、复杂裂缝模拟单元与次裂缝液位控制单元连接，复杂裂缝模拟单元用于对油气储层压裂裂缝系统中的主裂缝进行模拟，得到模拟主裂缝，对次裂缝进行模拟，得到模拟次裂缝；次裂缝液位控制单元用于对模拟次裂缝的液位进行控制。

8、在第一方面的一种可能的实施方式中，裂缝系统形态包括：主裂缝与次裂缝的位置形态和配位形态；复杂裂缝模拟单元包括：毫米级玻璃管(9)、多个毛细玻璃管(10)；

9、毫米级玻璃管(9)上根据配位形态设置有多个通孔，各个毛细玻璃管(10)根据位置形态插入毫米级玻璃管(9)上对应的通孔内，并采用耐温密封胶进行固定和密封，毫米级玻璃管(9)用于对主裂缝进行模拟，得到模拟主裂缝，毛细玻璃管(10)用于对次裂缝进行模拟，得到模拟次裂缝。

10、在第一方面的一种可能的实施方式中，次裂缝液位控制单元包括：多个密封耐压液体罐(11)、多个压力计(13)、开关阀(31)、气液分流管(12)、泄压阀(24)、开关阀(21)、单向阀(22)以及液体泵(20)；加热模块包括加热恒温箱(8)；

11、各个密封耐压液体罐(11)内装有根据入井液矿化度或地层水矿化度配置的液体，各个毛细玻璃管(10)插入对应的密封耐压液体罐(11)内，密封耐压液体罐(11)用于存储配置的液体；

12、各个压力计(13)与对应的密封耐压液体罐(11)连接，压力计(13)用于测量密封耐压液体罐(11)内的压力；

13、开关阀(31)的第一端与插入毛细玻璃管(10)内的气液输入毛细管(25)连接，开关阀(31)的第二端与气液分流管(12)连接，开关阀(31)用于控制密封耐压液体罐(11)与气液分流管(12)之间的连通性；

14、气液分流管(12)通过连接管线与液体泵(20)连接，用于对气体和液体进行分流；泄压阀(24)设置于液体泵(20)与气液分流管(12)的连接管线上，用于泄压；

15、开关阀(21)和单向阀(22)设置于液体泵(20)与气液分流管(12)的连接管线上，开关阀(21)用于控制液体泵(20)的打开和关闭，单向阀(22)用于防止液体泵(20)内的液体回流，液体泵(20)用于向气液分流管(12)内泵注配置的液体；

16、毫米级玻璃管(9)、毛细玻璃管(10)、密封耐压液体罐(11)、压力计(13)、开关阀(31)以及气液分流管(12)设置于加热恒温箱(8)内。

17、在第一方面的一种可能的实施方式中，主裂缝气体泵注模块包括：氮气瓶(1)、开关阀(2)、压力计(3)、气量调节阀(4)以及气体湿化容器(7)；

18、氮气瓶(1)、开关阀(2)、压力计(3)以及气量调节阀(4)依次通过输气管线连接，气体湿化容器(7)的第一端通过输气管线(5)与气量调节阀(4)连接，气体湿化容器(7)的第二端通过输气管线(6)与裂缝模拟模块连接；

19、氮气瓶(1)用于向裂缝模拟模块输送氮气，开关阀(2)用于控制氮气瓶(1)的打开和关闭，压力计(3)用于测量氮气瓶(1)输送氮气的压力，气量调节阀(4)用于调节氮气瓶(1)输送氮气的流量，气体湿化容器(7)用于对氮气瓶(1)输送的氮气进行湿化。

20、在第一方面的一种可能的实施方式中，该装置还包括：气体干燥剂容器(23)、计量模块以及记录模块；

21、气体干燥剂容器(23)的第一端通过输气管线(14)与裂缝模拟模块连接，气体干燥剂容器(23)的第二端通过输气管线(15)与计量模块连接，气体干燥剂容器(23)用于对伴随液体溶剂的气体进行干燥；

22、计量模块还与记录模块连接，用于测量裂缝模拟模块输出气体的流量；记录模块用于对气体流量数据进行记录。

23、在第一方面的一种可能的实施方式中，计量模块包括：气体流量计(16)、气体流量计(17)以及气体流量计(18)；

24、气体流量计(16)与气体干燥剂容器(23)连接，气体流量计(16)、气体流量计(17)以及气体流量计(18)依次连接，气体流量计(16)、气体流量计(17)以及气体流量计(18)分别与记录模块连接。

25、在第一方面的一种可能的实施方式中，该装置还包括次裂缝气体泵注模块，次裂缝气体泵注模块与气液分流管(12)连接，用于向气液分流管(12)内泵注气体。

26、在第一方面的一种可能的实施方式中，次裂缝气体泵注模块包括：氮气瓶(30)、开关阀(29)、气量调节阀(28)、单向阀(26)、泄压阀(27)以及压力计(32)；

27、氮气瓶(30)、开关阀(29)、气量调节阀(28)、单向阀(26)、泄压阀(27)以及压力计(32)依次连接，压力计(32)与气液分流管(12)连接；

28、氮气瓶(30)用于向气液分流管(12)输送氮气，开关阀(29)用于控制氮气瓶(30)的打开和关闭，气量调节阀(28)用于调节氮气瓶(30)向气液分流管(12)输送氮气的流量，单向阀(26)用于防止液体泵(20)向气液分流管(12)泵注的液体流入氮气瓶(30)，泄压阀(27)用于泄压，压力计(32)用于测量氮气瓶(30)输送氮气的压力。

29、第二方面，本技术实施例提供了一种油气储层压裂裂缝系统动态盐结晶评价方法，基于第一方面中任一项的油气储层压裂裂缝系统动态盐结晶模拟装置实现，该方法包括：

30、获取油气储层压裂裂缝系统形态，各个裂缝间的尺度关系，各个裂缝中的压力关系；

31、基于裂缝模拟模块根据裂缝系统形态、尺度关系以及压力关系，对油气储层压裂裂缝系统中的主裂缝进行模拟，得到模拟主裂缝，对次裂缝进行模拟，得到模拟次裂缝；

32、基于主裂缝气体泵注模块向裂缝模拟模块泵注气体，该气体流过模拟主裂缝和模拟次裂缝；

33、基于加热模块将裂缝模拟模块加热至目标温度，使模拟次裂缝中的液体溶剂伴随主裂缝气体泵注模块泵注的气体流出模拟主裂缝，产生蒸发效应，模拟次裂缝进行吸液补充，通过循环蒸发和吸液补充得到盐结晶；

34、基于记录模块记录不同实验条件下的盐结晶时间和重量，并绘制裂缝系统动态盐结晶评价曲线，基于盐结晶评价曲线对裂缝系统的动态盐结晶进行评价。

35、在第二方面的一种可能的实施方式中，该方法还包括：

36、基于复杂裂缝模拟单元，对油气储层压裂裂缝系统中的主裂缝进行模拟，得到模拟主裂缝，对次裂缝进行模拟，得到模拟次裂缝，基于次裂缝液位控制单元对模拟次裂缝的液位进行控制。

37、在第二方面的一种可能的实施方式中，基于复杂裂缝模拟单元，对油气储层压裂裂缝系统中的主裂缝进行模拟，得到模拟主裂缝，对次裂缝进行模拟，得到模拟次裂缝，包括：

38、基于毫米级玻璃管(9)对主裂缝进行模拟，得到模拟主裂缝，基于毛细玻璃管(10)对次裂缝进行模拟，得到模拟次裂缝。

39、在第二方面的一种可能的实施方式中，该方法还包括：

40、基于开关阀(2)打开氮气瓶(1)，基于氮气瓶(1)向裂缝模拟模块输送氮气，基于压力计(3)测量氮气瓶(1)输送氮气的压力，基于气量调节阀(4)调节氮气瓶(1)输送氮气的流量，基于气体湿化容器(7)对氮气瓶(1)输送的氮气进行湿化。

41、在第二方面的一种可能的实施方式中，该方法还包括：

42、基于计量模块测量裂缝模拟模块输出气体的流量，基于记录模块对气体流量数据进行记录。

43、在第二方面的一种可能的实施方式中，该方法还包括：

44、根据模拟需求，改变毫米级玻璃管(9)和毛细玻璃管(10)内壁面的粗糙度。

45、在第二方面的一种可能的实施方式中，根据模拟需求，改变毫米级玻璃管(9)和毛细玻璃管(10)内壁面的粗糙度，包括：

46、将岩心研磨为预设目数的粉末，放入喷砂器(34)；将弯头喷管(33)放入毫米级玻璃管(9)或毛细玻璃管(10)内，按压喷砂器(34)对毫米级玻璃管(9)或毛细玻璃管(10)的整个内壁面进行喷砂。

47、在第二方面的一种可能的实施方式中，该方法还包括：

48、调整密封耐压液体罐(11)内的液面高度，对各个模拟次裂缝中的压力关系进行模拟，当液面高度差不满足各个模拟次裂缝中的压力关系时，对压力小于预设阈值的模拟次裂缝进行补压。

49、在第二方面的一种可能的实施方式中，对压力小于预设阈值的模拟次裂缝进行补压，包括：

50、关闭氮气瓶(30)的开关阀(29)，关闭泄压阀(24)和泄压阀(27)，打开开关阀(21)；根据与密封耐压液体罐(11)连接的压力计(13)显示的数值，打开压力小于预设阈值的密封耐压液体罐(11)对应的开关阀(31)，关闭其余开关阀(31)；

51、打开液体泵(20)和开关阀(21)，向气液分流管(12)中泵注液体，当密封耐压液体罐(11)中的压力满足各个模拟次裂缝中的压力关系时，关闭液体泵(20)、开关阀(21)以及开关阀(31)，打开泄压阀(24)。

52、在第二方面的一种可能的实施方式中，该方法还包括：

53、打开一个或多个开关阀(31)，打开氮气瓶(30)的开关阀(29)，基于气量调节阀(28)调整气液分流管(12)中的输入气量，以在各个毛细玻璃管(10)中对次裂缝中的两相流状态进行模拟。

54、在第二方面的一种可能的实施方式中，盐结晶评价曲线包括：液体浓度与盐结晶时间的关系曲线、气体流速与盐结晶时间的关系曲线、气体流速与盐结晶重量的关系曲线。

55、在第二方面的一种可能的实施方式中，该方法还包括：

56、基于盐结晶评价曲线，拟合得到裂缝系统形态条件下的拟合关系式；基于拟合关系式，对裂缝系统的动态盐结晶进行评价。

57、在第二方面的一种可能的实施方式中，基于盐结晶评价曲线，拟合得到裂缝系统形态条件下的拟合关系式，包括：

58、基于液体浓度与盐结晶时间的关系曲线，拟合裂缝系统形态条件下液体矿化度与盐结晶时间的拟合关系式，该关系式如下：

59、t＝aebc

60、其中，t表示时间，a、b表示拟合系数，c表示液体矿化度，e为自然常数；

61、基于气体流速与盐结晶时间的关系曲线，拟合裂缝系统形态条件下气体流速与盐结晶时间的拟合关系式，该关系式如下：

62、t＝mvn

63、其中，v表示气体流速，m、n表示拟合系数；

64、基于气体流速与盐结晶重量的关系曲线，拟合裂缝系统形态条件下气体流速与盐结晶重量的拟合关系式，该关系式如下：

65、m＝gvh

66、其中，m表示盐结晶重量，g、h表示拟合系数。

67、在第二方面的一种可能的实施方式中，基于拟合关系式，对裂缝系统的动态盐结晶进行评价，包括：

68、基于液体矿化度与盐结晶时间的拟合关系式、气体流速与盐结晶时间的拟合关系式、气体流速与盐结晶重量的拟合关系式，对裂缝系统的动态盐结晶进行评价。

69、第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第二方面中任一项的油气储层压裂裂缝系统动态盐结晶评价方法。

70、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面中任一项的油气储层压裂裂缝系统动态盐结晶评价方法。

71、第五方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第二方面中任一项的油气储层压裂裂缝系统动态盐结晶评价方法。

72、本技术方案的动态盐结晶模拟装置包括：裂缝模拟模块根据裂缝系统形态、各个裂缝间的尺度关系以及各个裂缝中的压力关系模拟得到裂缝系统中的模拟主裂缝和模拟次裂缝，主裂缝气体泵注模块向裂缝模拟模块泵注气体，加热模块通过加热裂缝模拟模块使模拟次裂缝中的液体溶剂随气体流出模拟主裂缝，产生蒸发效应，然后模拟次裂缝吸液补充，通过循环蒸发和吸液补充得到盐结晶。

73、本技术的裂缝系统动态盐结晶评价方法，首先获取裂缝系统形态、各个裂缝间的尺度关系以及各个裂缝中的压力关系，然后基于动态盐结晶模拟装置通过循环蒸发和吸液补充得到盐结晶，最后基于记录模块记录不同实验条件下的盐结晶时间和重量，并绘制裂缝系统动态盐结晶评价曲线，对裂缝系统的动态盐结晶进行评价。

74、本技术方案通过动态盐结晶模拟装置对裂缝系统的实际动态盐结晶过程进行模拟，并基于该装置评价裂缝系统盐结晶程度以及不同储层条件下的结晶规律，从而能够提高压裂裂缝系统盐结晶程度以及不同储层条件下的结晶规律的评价准确性，具有较强的易用性与实用性。

75、本技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。