液压加载系统利用高压柱塞泵将受控的油压施加到导流能力测试池上，从而有效地重现了地下深层地层的极端条件。通过产生特定的压力范围——通常在 20 至 60 MPa 之间——该设备模拟了作用在储层岩石和水力压裂缝上的巨大“闭合压力”。
通过维持稳定且极端的应力水平，该系统使研究人员能够量化支撑剂破碎和嵌入造成的裂缝宽度物理损失，从而对储层导流能力的长期表现进行现实预测。
模拟深层地层压力
为了准确模拟致密储层，实验室环境必须复制上方岩层造成的挤压重量。
动力源
模拟的核心依赖于高压柱塞泵。这些泵能够产生模仿深层地层条件所需的巨大力。
受控施加
系统将受控的油压直接施加到导流能力测试池上。这种液压流体充当传递介质，将泵的力转化为样品上的均匀应力。
达到目标压力
设备的目标闭合压力范围是20 至 60 MPa。这个特定范围对于复制深层致密储层中实际的应力环境至关重要。
评估压力下的物理变化
施加此压力的目的不仅仅是为了达到一个数值，而是为了观察材料在物理上如何退化。
监测支撑剂破碎
在这些高压下，用于保持压裂缝张开的人工砂（支撑剂）可能会破碎。该系统使研究人员能够观察到这种破碎的程度。
测量嵌入
同时，系统测试支撑剂在岩石表面嵌入的程度。这被称为嵌入岩板，它会显著减小裂缝的有效宽度。
长期稳定性测试
真实地层施加压力是数年，而不是数分钟。该设备会随着时间的推移保持稳定的应力水平，以模拟长期的闭合条件，确保数据能够反映储层的寿命。
理解权衡
虽然液压加载系统提供了关键数据，但正确解读结果至关重要，必须了解其中涉及的变量。
静态与动态应力
该系统在维持稳定应力方面表现出色。但是，您必须考虑到实际储层条件可能因生产变化而波动，而此模拟优先考虑恒定压力。
侧重于物理损失
此方法专门量化裂缝宽度的物理损失。这是一项力学测试。除非单独引入特定流体，否则它本身并不考虑化学相互作用。
根据您的目标做出正确的选择
在分析液压加载系统的数据时，请根据您的具体工程目标来调整您的关注点。
- 如果您的主要关注点是支撑剂选择：优先考虑破碎观察数据，以选择能够承受您储层特定 20-60 MPa 目标的材料。
- 如果您的主要关注点是产量预测：关注嵌入和宽度损失指标，以计算压裂缝闭合后实际剩余的导流能力。
了解压力如何物理改变裂缝几何形状是准确进行储层建模的第一步。
总结表：
| 特征 | 规格/影响 | 模拟中的目的 |
|---|---|---|
| 压力源 | 高压柱塞泵 | 产生巨大的地下力 |
| 压力范围 | 20 至 60 MPa | 复制致密储层中的闭合应力 |
| 介质 | 受控油压 | 确保样品上的均匀应力施加 |
| 主要指标 | 破碎与嵌入 | 量化裂缝宽度的物理损失 |
| 稳定性 | 长期恒定应力 | 模拟储层导流能力的长期寿命 |
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参考文献
- Chuanliang Yan, Yuanfang Cheng. Long‐term fracture conductivity in tight reservoirs. DOI: 10.1002/ese3.1708
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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