多功能大尺寸真三轴储层改造实验装置的开发与应用

郭天魁，战永平，朱 丹，齐 宁，陈 铭，曲占庆

（1. 中国石油大学（华东） 石油工程学院，山东 青岛 266580；2. 中国石油长庆油田分公司第五采油厂，陕西 西安 710200）

储层改造技术是目前实现低渗透和非常规油气藏及地热资源高效开采的核心技术[1-3]，主要包括水力压裂、酸化酸压、高能气体压裂、CO2干法压裂等。储层改造基础理论和工艺方法是当前油气及地热开发工程领域的研究热点。大尺寸真三轴储层压裂改造物理模拟实验是开展相关研究的重要手段[4]。该类型实验装置是一种大型复杂的实验系统，国内外相关装置数量不多，主要用于大尺寸（30 cm×30 cm×30 cm）真三轴水力压裂物理模拟实验研究[5-6]。伴随着储层改造对象的拓展、工艺的革新和地质条件的复杂化，当前的实验装置呈现出功能少（仅能开展水力压裂研究）、性价比不高（功能少、价格昂贵）、模拟条件有限（试件尺寸小、常温、围压低、无孔压）、施工参数选择范围窄（纯液相泵注、排量小）、检测手段单一（仅声发射检测）、操作复杂（费时费力）、安全性差等诸多缺陷，难以满足新工科背景下储层改造技术教学科研工作、工程实践锻炼及创新能力培养的需求[7]。

针对上述缺陷和储层改造技术的发展需求，本文自主设计了一种多功能大尺寸真三轴储层改造实验装置，能够实现针对不同尺寸（30 cm×30 cm×30 cm，40 cm×40 cm×40 cm）人造或露头岩心，不同温度（-35～200 ℃）、围压（≤80 MPa）和孔压（≤50 MPa），不同流量固液（0.1～1 000 mL/min）（酸）两相泵入，不同井筒完井工艺（水平井分段多簇、同步及拉链压裂等）下的复杂储层改……