、儀器的功能
壓裂作業(yè)是油田生產(chǎn)中對(duì)低滲油藏增產(chǎn)改造的主要手段之一。壓裂作業(yè)的增產(chǎn)效果
與支撐裂縫的導(dǎo)流能力密切相關(guān)，導(dǎo)流能力取決于裂縫的寬度和裂縫閉合后支撐劑的滲
透率。因此，只有對(duì)不同來(lái)源的支撐劑在壓裂作業(yè)前進(jìn)行優(yōu)選和質(zhì)量控制，才能保證
佳的施工設(shè)計(jì)，導(dǎo)流能力測(cè)量?jī)x是對(duì)不同的支撐劑在壓裂作業(yè)前進(jìn)行優(yōu)選和質(zhì)量控制測(cè)
試的儀器。儀器可實(shí)現(xiàn)以下功能：
1、儀器能夠使用 API 線(xiàn)性流液體方法測(cè)試，液體流動(dòng)方法測(cè)試。
2、模擬壓裂施工時(shí)液體在地層中流動(dòng)的溫度、壓力條件，測(cè)定不同閉合壓力下的裂
縫導(dǎo)流能力。
二、儀器基本原理
裂縫導(dǎo)流儀是按照 API 標(biāo)準(zhǔn)研制的。它可在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件下模擬井下壓力、評(píng)價(jià)裂
縫支撐劑的導(dǎo)流能力，從而對(duì)各種支撐劑壓裂液進(jìn)行性能對(duì)比，測(cè)試方法如下：
1、用液壓機(jī)對(duì)裝有支撐劑的測(cè)試室施加不同的閉合壓力，使支撐劑處于半穩(wěn)定狀態(tài)；
2、對(duì)支撐劑層注入試驗(yàn)液，對(duì)每一閉合壓力下的裂縫寬度、壓差等進(jìn)行計(jì)量；
3、用達(dá)西公式計(jì)算支撐劑層的滲透率和裂縫導(dǎo)流能力；
4、重復(fù)此過(guò)程直到所要求的各種閉合壓力和流速都被評(píng)估；
5、將測(cè)試室加熱到油藏溫度，再對(duì)支撐劑層進(jìn)行測(cè)試。
三、儀器基本組成
本儀器由以下各主要部件組成：
1、符合 API 標(biāo)準(zhǔn)的線(xiàn)性流導(dǎo)流室（徑向流導(dǎo)流室）；測(cè)試面積 64.5cm2,支撐劑上、
下端可加巖模，附拆卸工具。
2、巖心夾持器、環(huán)流夾持器
3、液壓機(jī)及壓力補(bǔ)償系統(tǒng)；
4、線(xiàn)性位移傳感器；
5、試驗(yàn)液體驅(qū)替系統(tǒng)，包括驅(qū)替泵及儲(chǔ)液容器等；
6、壓差計(jì)、壓力傳感器；
7、回壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)；
8、天平；
9、加熱及溫控系統(tǒng)； 南通儀創(chuàng)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司
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10、真空系統(tǒng)；
11、自動(dòng)控制系統(tǒng)；
12、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。
四、主要技術(shù)參數(shù)
1、液體流速范圍：0.01～10mL/min
2、測(cè)試壓力： 20MPa
3、操作溫度：室溫～180℃
4、閉合壓力：0～150MPa
5、支撐劑厚度：0.25～1.27cm
6、支撐劑破碎室直徑：φ50.8mm
7、支撐劑破碎室凈長(zhǎng)：76.2mm
8、支撐劑破碎室壁厚：12.7mm
9、支撐劑破碎室活塞：φ50.8×88.9mm
10、液體壓差：ΔP(0-10Kpa)、精度 0.25%F.S
11、導(dǎo)流能力：0-2000μm2?cm
12、液體壓差：ΔP(0-10Kpa)、0～300Kpa、精度 0.25%F.S
13、滲透率: 0-3000μm2
14、位移：±20 ㎜，準(zhǔn)確度 0.003 ㎜
15、工作流體：油、水、壓裂液等
五、主要技術(shù)特點(diǎn)
1、儀器自動(dòng)采集壓差、位移、流量、溫度等參數(shù)，并能自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算不
同閉合壓力下的導(dǎo)流能力。
2、一種閉合壓力的三個(gè)流量試驗(yàn)完畢后儀器能自動(dòng)轉(zhuǎn)到下一個(gè)閉合壓力，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。
3、閉合壓力自動(dòng)補(bǔ)償，由于支撐劑變形或其它原因引起閉合壓力下降，壓力補(bǔ)償系
統(tǒng)能自動(dòng)補(bǔ)償，維護(hù)閉合壓力在一定范圍內(nèi)變化。
4、閉合壓力下三種流量自動(dòng)轉(zhuǎn)換，一種流量測(cè)試完畢后儀器自動(dòng)轉(zhuǎn)換到下一個(gè)流量
進(jìn)行測(cè)試。
5、手動(dòng)與自動(dòng)兩種操作功能。
6、可模擬地層條件，采用巖模代替鋼板評(píng)價(jià)支撐劑導(dǎo)流能力。 南通儀創(chuàng)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司
7、導(dǎo)流室可以完成至少一周的長(zhǎng)期導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)。
六、組成儀器各系統(tǒng)概述
6.1、平流泵
型號(hào)：LB-10C,流量調(diào)節(jié)范圍：0.01～9.99mL/min、工作壓力：40MPa、精度：＜±
1%，工作電壓：220V±10%、50Hz±2Hz、功率消耗：75W。
該泵具有壓力測(cè)量和過(guò)壓、欠壓保護(hù)系統(tǒng)，使泵系統(tǒng)工作安全可靠。工作參數(shù)設(shè)置
采用鍵盤(pán)輸入，觸摸式按鍵操作，具有四位數(shù)據(jù)顯示，直觀操作方便。與微機(jī)通訊接口，
利用微機(jī)可直接控制泵的運(yùn)行，在試驗(yàn)過(guò)程中按照設(shè)定好的程序自動(dòng)變換測(cè)試流量，實(shí)
現(xiàn)測(cè)試過(guò)程的自動(dòng)化。
6.2、儲(chǔ)液容器
活塞式，型號(hào) 2R-3 型，1000mL/50MPa，用于儲(chǔ)存驅(qū)替介質(zhì)，也用于吸受由于泵的壓
力波動(dòng)而引起壓差波動(dòng)。提高壓差的測(cè)試精度。
6.3、預(yù)熱器
在要求加溫的試驗(yàn)中，為了保證試驗(yàn)在所需的溫度下進(jìn)行，需對(duì)注入流體進(jìn)行預(yù)熱，
確保注入流體與導(dǎo)流室溫度等保持一致，該預(yù)熱器加熱功率 500W，控溫范圍：室溫～
180℃。
6.4、導(dǎo)流室
儀器使用的導(dǎo)流室嚴(yán)格按 API 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的線(xiàn)性流導(dǎo)流室生產(chǎn)，支撐劑充層厚度
0.25～1.27cm 可調(diào),測(cè)試面積 64.5cm2，載荷能力 1500KN，工作溫度 180℃、內(nèi)部
大壓力 32MPa、上下活塞、金屬板、導(dǎo)流室均采用高強(qiáng)度不銹鋼材料制作，有一定的耐蝕
能，具有很大的耐壓能力，確保在試驗(yàn)壓力下不產(chǎn)生塑性變形，導(dǎo)流室濾網(wǎng)采用不銹鋼
金屬粉沫壓制而成，厚度 3mm，滯留顆粒粒徑小于 65μm。
6.5、差壓傳感器
選用 DP1300-A-C-2-S2型差壓變送器，其量程 10Kpa，精度 0.2%F·S。該變送器使用
對(duì)象為液體或氣體。
輸出：4～20mADC
電源：24VDC
6.6、真空系統(tǒng)
真空系統(tǒng)用于對(duì)導(dǎo)流室、管線(xiàn)內(nèi)的氣體進(jìn)行排空，確保試驗(yàn)在測(cè)試液?jiǎn)蜗蛄飨逻M(jìn)行，
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保證測(cè)試壓的穩(wěn)定。
該系統(tǒng)由 2XZ-2 型旋片式真空泵和真空緩沖容器組成。緩沖容器采用透明有機(jī)玻璃
制作，抽空飽和水時(shí)，可一直抽至緩沖容器內(nèi)有水出現(xiàn)為止。
6.7、天平
選用進(jìn)口 BSA2202S 型精密電子天平。
該天平量程 2200g，精度 0.01g，具有標(biāo)準(zhǔn)接口號(hào)計(jì)算機(jī)相連，可適時(shí)采集排出
液體量，計(jì)算液體流量。
6.8、回壓控制系統(tǒng)
用于控制導(dǎo)流室出口壓力，該系統(tǒng)主要由頂部加載式回壓控制閥和手動(dòng)泵等組成。
當(dāng)導(dǎo)流室出口壓力達(dá)到回壓閥頂部控制壓力時(shí)，回壓閥自動(dòng)打開(kāi)泄壓，確保出口壓力恒
定?？刂茐毫Ρ仨氂脷怏w控制，以確?？刂凭龋刂茐毫χ涤蓧毫Ρ盹@示。
手動(dòng)泵也可以用來(lái)對(duì)夾持器施加環(huán)壓。
6.9、液壓機(jī)
載荷：≤1500KN
承壓板間距離：≤300mm
活塞直徑：Φ185mm
加載速度：3.5MPa/min
行程：≤50mm
功率 0.75kW
電源：AC380 50Hz
6.10、壓力補(bǔ)償系統(tǒng)
由壓力補(bǔ)償泵、壓力變送器及控制電路板組成。壓力變送器不斷測(cè)量實(shí)際閉合壓力
值并與設(shè)定的閉合值相比較，當(dāng)閉合壓力值低于誤差標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，控制電路將自動(dòng)啟動(dòng)補(bǔ)償
泵補(bǔ)償，保持閉合壓力的穩(wěn)定，補(bǔ)償泵的另一個(gè)作用是當(dāng)閉合壓力需要上升至上一級(jí)閉
合壓力時(shí)，由補(bǔ)償泵自動(dòng)增壓并判斷。補(bǔ)償泵型號(hào)：ZJ-X2/50
6.11、位移計(jì)
采用 GA-10 型精密數(shù)字式位移計(jì)，該位移計(jì)由差動(dòng)變送器（LVDT）和電測(cè)儀組成。
電測(cè)儀器由電子測(cè)量式線(xiàn)路和數(shù)字面板表等組成。
位移測(cè)量范圍：0～20mm、線(xiàn)性度＜0.05%、分辯率：0.001mm。
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傳感器對(duì)靜電感應(yīng)和電磁場(chǎng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力。
6.12、數(shù)據(jù)采集控制與處理系統(tǒng)
該系統(tǒng)由通訊轉(zhuǎn)接卡 MOSA C186H/PCI、HY-PCI 812，計(jì)算機(jī)、打印機(jī)及控制、采集
處理軟件組成。
※ 用于自動(dòng)采集：
1.導(dǎo)流室進(jìn)出口壓差；
2．液體流量；
3．導(dǎo)流室左右位移；
4．導(dǎo)流室進(jìn)出口溫度；
5．補(bǔ)償泵壓力；
※ 用于自動(dòng)控制
1．平流泵流量自動(dòng)變換；
2．閉合壓力自動(dòng)變換；
3．閉合壓力自動(dòng)補(bǔ)償；
※ 用于數(shù)據(jù)處理
1．導(dǎo)流能力；
2．液體滲透率
3．繪制各采集參數(shù)與時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)。
※軟 件
全中文界面、操作靈活、方便友好。能在 Windows7 下運(yùn)行。輸入和提示使用對(duì)話(huà)框
具有提示、自檢、報(bào)警、錯(cuò)誤操作處理、流程示意圖等功能。能完成支撐劑原始數(shù)據(jù)和
環(huán)境參數(shù)的輸入，并與采集的各種參數(shù)計(jì)算結(jié)果，并以磁盤(pán)文件形式長(zhǎng)期保存?？呻S意
打出測(cè)試報(bào)告或相應(yīng)曲線(xiàn)—各種數(shù)據(jù)（包括：溫度、壓力、流量、位移、滲透率、導(dǎo)流
能力）的表格，不同流體在不同閉合壓力、壓差、溫度、流量等條件下與裂縫導(dǎo)流能力
的關(guān)系曲線(xiàn)，不同流體在不同閉合壓力、壓差、溫度、流量等條件下與各種類(lèi)型支撐劑
滲透率關(guān)系曲線(xiàn)。
