CDLY-2006型裂缝导流能力测试

CDLY-2006型裂缝导流能力测试技术说明江苏华安科研仪器有限公司地址:江苏省海安开发区鑫港路8号CDLY-2006型裂缝导流能力测试一、仪器对油田增产的意义压裂作业是油田生产中对低渗油藏增产改造的主要手段之一。

压裂作业的增产效果与支撑裂缝的导流能力密切相关，导流能力取决于裂缝的宽度和裂缝闭合后支撑剂的渗透率。

因此，只有对不同来源的支撑剂在压裂作业前进行优选和质量控制，才能保证最佳的施工设计，导流能力测量仪是对不同的支撑剂在压裂作业前进行优选和质量控制测试的仪器。

二、仪器基本原理裂缝导流仪是按照API标准研制的。

它可在标准实验条件下评价裂缝支撑剂的导流能力，从而对各种支撑剂进行性能对比，测试方法如下：1．用液压机对装有支撑剂的测试室施加不同的闭合压力，使支撑剂处半稳定状态；2．对支撑剂层注入试验液，对每一闭合压力下的裂缝宽度、压差等进行计量；3．用达西公式计算支撑剂层的渗透率和裂缝导流能力；4．重复此过程直到所要求的各种闭合压力和流速都被评估；5．将测试室加热到油藏温度，再对支撑剂层进行测试。

三、仪器系统流程本仪器由以下各部件组成：1．符合API标准的线性流导流室（径向流导流室）；2．液压机及压力补偿系统；3．线性位移传感器；4. 试验液体驱替系统，包括驱替泵及脉冲压力阻尼器等；5. 压差计、压力传感器；6．回压调节系统；7．天平；8．加热及温控系统；9．真空系统；10．自动控制系统；11．数据采集与处理系统。

流程如图所示：支撑裂缝导流仪流程图四、主要技术指标1．液体流速范围：0～20mL/min；2．测试压力：最大20MPa；3．操作温度：室温～180℃；4．闭合压力：0～100MPa；5．支撑剂厚度：0.25～1.27cm；6. 液体压差：ΔP(0- 6Kpa)、精度0.25%F.S;7. 气体流量计量程： 0-3000ml/min8. 导流能力：0-2000µm2·cm9. 渗透率: 0-4000µm2五、主要技术特点1．仪器自动采集压差、位移、流量、温度等参数，并能自动进行数据处理，计算不同闭合压力下的导流能力。

2．一种闭合压力的三个流量试验完毕后仪器能自动转到下一个闭合压力，继续实验。

3．闭合压力PID智能补偿，由于支撑剂变形或其它原因引起闭合压力下降，压力补偿系统能自动补偿，维护闭合压力在一定范围内变化。

4．闭合压力下三种流量自动转换，一种流量测试完毕后仪器自动转换到下一个流量进行测试。

5.手动与自动两种操作功能。

6．可模拟地层条件，采用岩模代替钢板评价支撑剂导流能力六、组成仪器各系统概述6.1 平流泵型号：PL2020 流量调节范围：0.1～20mL/min、工作压力：20MPa 精度：＜±1%，工作电压：220V±10%、50Hz±2Hz、功率消耗：75W。

该泵具有压力测量和过压、欠压保护系统，使泵系统工作安全可靠。

工作参数设置采用键盘输入，触摸式按键操作，具有四位数据显示，直观操作方便。

与微机通讯接口，利用微机可直接控制泵的运行，在试验过程中按照设定好的程序自动变换测试流量，实现测试过程的自动化。

6.2 压力阻尼器用于吸受由于泵的压力波动而引起压差波动。

提高压差的测试精度。

6.3 预热器在要求加温的试验中，为了保证试验在所需的温度下进行，需对注入流体进行预热，确保注入流体与导流室温度等保持一致，该预热器加热功率500W，控温范围：室温～180℃。

6.4 导流室仪器使用的导流室严格按API标准规定的线性流导流室生产，支撑剂充层厚度0.25～1.27cm可调,测试面积64.5cm2，最大载荷能力1000KN，工作温度180℃、内部最大压力10MPa、上下活塞、金属板、导流室均采用高强度不锈钢材料制作，有一定的耐蚀能，具有很大的耐压能力，确保在试验压力下不产生塑性变形，导流室滤网采用不锈钢金属粉末烧结而成，厚度3mm，滞留颗粒粒径小于65µm。

6.5 差压传感器选用DP1300-A-C-2-S2型差压变送器，其量程6Kpa，精度0.2%F·S。

该变送器使用对象为液体或气体。

输出：4～20mADC、电源：24VDC6.6 真空系统真空系统用于对导流室、管线内的气体进行排空，确保试验在测试液单向流下进行，保证测试压的稳定。

该系统由一台2XZ-2型旋片式真空泵和一只真空缓冲容器组成。

缓冲容器采用透明有机玻璃制作，抽空饱和水时，可一直抽至缓冲容器内有水出现为止。

6.7 天平选用进口BP3100型精密电子天平。

该天平最大量程3100g，精度0.01g，具有标准接口号计算机相连，可适时采集排出液体量，计算液体流量。

6.8 回压控制系统用于控制导流室出口压力，该系统主要由顶部加载式回压控制压力调节器组成。

当导流室出口压力达到回压阀顶部控制压力时，回压阀自动打开泄压，确保出口压力恒定。

控制压力必须用气体控制，以确保控制精度，控制压力值由压力表显示。

6.9 液压机、恒压系统最大载荷：2000KN 承压板间最大距离：300mm活塞直径：Φ250mm 最大行程：50mm功率：0.75KW 电源：380Ac 50Hz 。

液压恒压系统：闭合压力油缸体系中加入弹性缓冲装置，分高、中、低三个部分。

每个缓冲装置在其恒定范围内都有一定的高压储蓄功能，如系统出现压力波峰则吸收高压；如系统在导流室有微量形变压力降低时，则释放压力。

其主要动能即保持整个液压系统恒定。

6.10 压力智能控制系统闭合压力为导流室内支撑剂承受的压力，其压力等于导流室上下压板之间的压力。

通过控制导流室上下压板的压力从而控制闭合压力。

导流室上下压板的压力通过压力机得到，其与压力机压力的比例关系为8：1。

监视并控制压力机压力，将闭合压力控制在所需要的压力范围内，精度±0.2%压力机压力的控制方法压力机压力系统由PID智能控制（快速加载，微调加载），从而实现压力机压力的精确控制（精度±0.02MPa）。

当压力机压力与需要压力相差很大时，进行快速加载；到接近需要压力，由微机控制切换到微调加载，平稳到达压力设定值，并控制压力平衡在设定压力的±0.02MPa范围内。

压力控制系统图示6.11 位移计采用5CB-10C型精密数字式位移计，该位移计由差动变送器（LVDT）和电测仪组成。

电测仪器由电子测量式线路和数字面板表等组成。

位移测量范围：0～20mm、线性度〈0.05%、分辩率：0.001mm。

传感器对静电感应和电磁场具有较强的抗干扰能力。

6.12 数据采集控制与处理系统在系统的硬件组成上，我们采用微机整体控制，所有的数据检测及各项功能控制均通过微机的高速数据交换总线——PCI总线实现。

位移数据为模拟量，其余均为数字量。

模拟量通过模数（A/D）转换传入微机PCI总线被微机接受。

数字量通过RS232网络传入微机PCI总线。

功能控制由微机控制RS232输出及开关量输出协调控制。

其网络拓扑结构如下图所示。

系统拓扑结构图※用于自动采集：1.导流室进出口压差；2．液体流量；3．导流室左右位移；4．导流室进出口温度；5．补偿泵压力；※用于自动控制1．平流泵流量自动变换；2．闭合压力自动变换；3．闭合压力智能补偿；※用于数据处理1．导流能力；2．液体渗透率3．绘制各采集参数与时间关系曲线。

七、计算公式导流能力：KW f=5.555μQ△Pμm cm2液体渗透率：K=5.555μQW f△Pμm2式中：Q —流量cm3/min；μ—精度 mPa.s；△P—压差kPa；八、操作步骤（一）：准备工作1、盛水容器1000ml，烧杯300ml，蒸馏水足量；2、检查真空泵，压力补偿泵的油位，油位过低请加油；3、检查油压泵油箱油位，油位过低请加油；4、检查电源是否缺相；5、开总电源，检查仪器各部分是否正常工作；检查步骤：1）观察各仪表是否有显示，显示有无异常；2）手动打开平流泵，真空泵，压力补偿泵，油压泵，检查是否正常工作。

3）检查位移传感器是否显示正常，用手轻触传感器探头，观察显示数据是否变化；4）检查天平工作是否正常，如显示异常，请与我们联系；6 称取欲做实验的支撑剂，质量按下式计算：m=v*p其中，m为所需支撑剂质量v为支撑剂体积，按照api标准，v=41.0p为支撑剂体积密度，其具体测量方法请参照api标准的附录B7 计算浓度：C=6.4P（二）：实验过程1、运行裂缝导流能力测试仪软件一）确认初始零点1、组装空导流室，并将其放在液压框架的两平行板之间。

组装步骤如下：1）将带有密封圈的底部活塞放入导流室内；2）将两片金属板放在底部活塞的上面，必须放平；3）将带有密封圈的上活塞放入导流室内，（可以在密封圈上涂少量的凡士林）；2、打开液压机进液阀和截止阀（回液阀应关紧），手动运行液压机，提升下平板。

油缸压力达到第一个闭合压力，停止；3、用软件记录位移传感器示数,为初始零点(位移传感器应垂直安装)，卸掉闭合压力，取下导流室，取出上活塞和上盖板；二）装填样品 1、组装导流室，并将其放在液压框架的两平行板之间。

组装步观察闭合压力骤如下：1）将带有密封圈的底部活塞放入导流室内；2）将一片金属板放在底部活塞的上面，必须放平；3）将称好的支撑剂倒入导流室内，用刮板将支撑剂刮平；4）将另外一片金属板放在刮平的支撑剂表面；5）将带有密封圈的上活塞放入导流室内，（可以在密封圈上涂少量的凡士林）；6）接好与导流室相连接的进口、出口、测压点的快速接头；2、打开液压机进液阀和截止阀（回液阀应关紧），手动运行液压机，提升下平板。

当导流室压力达到2～3MPa，停止；三）饱和导流室1、导流室饱和1）打开阀3、4、5、6、9，开真空泵将导流室抽真空5min(真空表示数在-0.1MPa或压力表显示为-0.08MPa)，关闭真空泵，观察真空度是否下降，如下降请检查管路有无泄漏并排除故障；2）抽完真空，关闭阀9，并将真空泵放空；3）慢慢打开饱和水阀，从盛满蒸馏水的烧杯中吸入蒸馏水，直到导流室和所有管路全充满为止（进、出口压力表示数为零），关闭饱和水阀；4）打开阀2，启动平流泵，设定流量2ml/min，向导流室注入驱替相，注入压力达到0.03MPa～0.05MPa；2、导流室排空1）打开阀10，并观察出口，直到出口无气泡时关阀，排出管路中的气体；2）分别逐个打开阀7，8，对差压传感器排空，再关闭阀7、8，打开阀10；3）调节差压传感器压力示数为零，关闭阀4、6，打开阀9；四）开始实验1、点击进入导流能力测试实验提示框确定按钮：点默认值2、实验方案在下面的界面中修改、设置实验方案—包括闭合压力、稳定时间、流量（流量设置精度小数点后一位）；3、点击“确定”，实验开始流量软件界面当前界面显示项当前界面显示项运行状态4、软件按照实验设计方案自动运行，闭合压力、流量自动运行，直至实验结束；①须观察盛水容器及烧杯的水位——盛水容器水位过低时需加水；天平上烧杯水位太高，要及时清理；②观察进口压力是否正常，防止由于闭合压力升高，支撑剂破碎导致出口堵塞；5、实验结束打开液压机回液阀降压（阀打开小的角度就可以，不可突然降压，以免损坏压力阻尼器）取出导流室，并清理干净。