攜砂壓裂液在射孔孔道中運(yùn)移模擬研究裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種模擬裝置，特別涉及一種攜砂壓裂液在射孔孔道中運(yùn)移模擬研究裝置，模擬油氣井射孔完井后，水力壓裂過程中攜砂壓裂液在射孔孔道中的流動(dòng)形態(tài)及支撐劑的運(yùn)移，由于現(xiàn)場施工中射孔參數(shù)對后期壓裂效果以及增產(chǎn)效果影響很大，研究流體在不同射孔參數(shù)下的孔道中的流動(dòng)規(guī)律對射孔參數(shù)的優(yōu)化有較大意義。
【背景技術(shù)】
[0002]水力壓裂是目前國內(nèi)外主要的油氣田增產(chǎn)技術(shù)之一，不僅廣泛應(yīng)用于低滲透油藏，在中高滲透油氣藏的增產(chǎn)改造中也取得較好的效果。水力壓裂的目標(biāo)就是形成高導(dǎo)流能力的裂縫，所以在壓裂時(shí)必須確保足夠的加砂量，而在套管井中，壓裂液首先要通過射孔孔道才能進(jìn)入地層壓開裂縫，支撐劑在孔道中的運(yùn)移沉降規(guī)律將直接影響到加砂效率，通過模擬射孔段實(shí)驗(yàn)分析研究攜砂壓裂液在射孔孔道中的流動(dòng)和支撐劑運(yùn)移的情況，包括由于射孔參數(shù)的變化而引起的支撐劑運(yùn)移規(guī)律發(fā)生改變，將對今后的射孔完井施工具有一定指導(dǎo)意義。
[0003]目前國內(nèi)在射孔參數(shù)研究方面主要是依靠優(yōu)化軟件模擬射孔參數(shù)優(yōu)選，缺少模擬井下射孔的實(shí)體裝置來研究射孔參數(shù)的變化對流體流動(dòng)的影響，因此我們可以通過此裝置來模擬實(shí)際施工中各種因素影響下流體在微孔中的流動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種攜砂壓裂液在射孔孔道中運(yùn)移模擬研究裝置，采用相位、孔密、孔徑可調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)不同射孔參數(shù)下壓裂液的攜砂性能，能夠更好的模擬井下壓裂液流體在射孔孔道中的流動(dòng)，并可實(shí)驗(yàn)檢測不同壓裂液中支撐劑的粒徑與其流動(dòng)的影響規(guī)律。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]攜砂壓裂液在射孔孔道中運(yùn)移模擬研究裝置，包括砂量計(jì)量池1，在砂量計(jì)量池I上部1/4的位置設(shè)置有沉沙濾網(wǎng)2，在砂量計(jì)量池I頂部設(shè)置有孔道軟管固定網(wǎng)3，在砂量計(jì)量池I底部一側(cè)設(shè)置有流體出口管道4，在砂量計(jì)量池I底部另一側(cè)連通有套管5，套管5上開有不同相位螺紋孔眼6，螺紋孔眼6通過模擬孔道7與砂量計(jì)量池I的頂部相連通。
[0007]所述的套管5分為兩段，一段為30°、60°、120°相位的螺紋孔眼6布孔段，此布孔段每簇開眼12孔；另一段為45°、90。、180。相位的螺紋孔眼6布孔段，此布孔段每簇開眼8孔，兩布孔段的出口端均設(shè)置有閥門8。
[0008]一段為30°、60。、120。相位的螺紋孔眼6布孔段，另一段為45°、90。、180。相位的螺紋孔眼6布孔段，兩段的出口端均設(shè)置有閥門8。
[0009]所述的模擬孔道7分為兩部分，與套管5連通的豎直段為透明有機(jī)鋼化玻璃材質(zhì)，豎直段外徑相同內(nèi)徑不同；與砂量計(jì)量池I連通的水平段是塑料軟管。
[0010]本實(shí)用新型能夠較真實(shí)的模擬壓裂液進(jìn)入套管射孔孔道的各種情況，通過調(diào)整螺紋孔眼6，可調(diào)節(jié)相位、孔密，來實(shí)現(xiàn)不同射孔參數(shù)下壓裂液的攜砂性能；通過更換不同內(nèi)徑的模擬孔道7來控制孔徑的變化實(shí)現(xiàn)不同射孔參數(shù)下壓裂液的攜砂性能，模擬孔道7豎直段采用有機(jī)玻璃材料，便于觀察支撐劑進(jìn)入孔道的運(yùn)移、攜砂、鋪置等情況；砂量計(jì)量池I可以簡便快捷地計(jì)量壓裂液攜砂量。
[0011]本實(shí)用新型能夠更好的模擬井下壓裂液流體在射孔孔道中的流動(dòng)，并可實(shí)驗(yàn)檢測不同壓裂液中支撐劑的粒徑與其流動(dòng)的影響規(guī)律。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型裝置的整體示意圖。
[0013]圖2為套管5的示意圖。
[0014]圖3為螺紋孔眼6相位角示意圖，其中圖3A為30°相位角的示意圖，圖3B為60°相位角的不意圖；圖3C為120°相位角的不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作詳細(xì)敘述:
[0016]參照圖1，攜砂壓裂液在射孔孔道中運(yùn)移模擬研究裝置，包括砂量計(jì)量池1，在砂量計(jì)量池I上部1/4的位置設(shè)置有沉沙濾網(wǎng)2，在砂量計(jì)量池I頂部設(shè)置有孔道軟管固定網(wǎng)3，在砂量計(jì)量池I底部一側(cè)設(shè)置有流體出口管道4，在砂量計(jì)量池I底部另一側(cè)連通有套管5，套管5上開有不同相位螺紋孔眼6，螺紋孔眼6通過模擬孔道7與砂量計(jì)量池I相連通。
[0017]參照圖2，所述的套管5分為兩段，一段為30°、60°、120°相位的螺紋孔眼6布孔段，此布孔段每簇開眼12孔，當(dāng)使用30°相位角(12孔/簇)時(shí)，12孔全開，當(dāng)使用60°相位角(6孔/簇)時(shí)關(guān)閉相應(yīng)的6個(gè)孔，當(dāng)使用120°相位角(3孔/簇)時(shí)，關(guān)閉相應(yīng)的9個(gè)孔眼。另一段為45°、90°、180°相位的螺紋孔眼6布孔段，同理在此布孔段每簇開眼8孔，使用45°相位角時(shí)8孔全開，使用90°相位角(4孔/簇)時(shí)關(guān)閉相應(yīng)的4個(gè)孔，使用180°相位角(2孔/簇)時(shí)關(guān)閉相應(yīng)的6個(gè)孔，兩布孔段的出口端均設(shè)置有閥門8。
[0018]參照圖2和圖3，所述的套管5鋼級為J-55的鋼質(zhì)套管，管道長10m，外徑139.7mm (89.5mm)，內(nèi)徑124.3mm (76.5mm)，每個(gè)螺紋孔眼6可以通過螺紋絲堵來控制其射孔相位、孔密；再通過更換不同的模擬孔道7來控制孔徑的變化，模擬孔道7為外徑相同，內(nèi)徑不同的帶螺紋微管。閥門8為手動(dòng)可控閥門，使用30°、60°、120°相位的布孔段時(shí)關(guān)閉此段出口的閥門8，使用45°、90°、180°相位的布孔段時(shí)關(guān)閉關(guān)閉此段出口的閥門8，同時(shí)用絲堵堵上30°、60°、120°相位的布孔段的所有螺紋孔眼6。
[0019]所述的模擬孔道7分為兩部分，與套管5連通的豎直段為透明有機(jī)鋼化玻璃材質(zhì)，由于套管5的螺紋孔眼6直徑均為30_，所以模擬孔道7的豎直段外徑相同，內(nèi)徑為5、8、10、15、20、25mm，豎直段長度為200、300、400、500、600mm ;與砂量計(jì)量池I連通的水平段是塑料軟管。
[0020]參照圖1，所述的砂量計(jì)量池I整體呈正方體，邊長為lm，容積lm3，在砂量計(jì)量池I頂部設(shè)置有孔道軟管固定網(wǎng)3 ;在砂量計(jì)量池I上部1/4的位置設(shè)置有沉沙濾網(wǎng)2，根據(jù)不同粒徑的支撐劑更換不同目數(shù)的篩網(wǎng)布，其更換方式為抽屜式，簡單易操作，隨后可計(jì)量篩布上的砂粒質(zhì)量來測量壓裂液的攜砂量；砂量計(jì)量池I上還有液面觀察窗，保證砂量計(jì)量池I中的液面高度不得高于沉沙濾網(wǎng)2的位置；在砂量計(jì)量池I底部一側(cè)設(shè)置有流體出口管道4。
[0021]本實(shí)用新型的工作原理:該裝置可模擬水平井中水平段的射孔孔道壓裂液運(yùn)移情況，壓裂液進(jìn)入套管5后，流體壓力迫使其流經(jīng)模擬孔道7，在模擬孔道7中由于重力、流速等因素，支撐劑會在此出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，而且在螺紋孔眼6的跟部和趾部會出現(xiàn)不同的砂堤形態(tài)。通過控制壓裂液的排量、流速以及支撐劑粒徑來研究其不同的變化，在此基礎(chǔ)上亦可改變射孔參數(shù)來研究各參數(shù)與流動(dòng)形態(tài)的影響作用。
[0022]具體操作為:
[0023]參考圖1、圖3A，當(dāng)使用30°相位角射孔模擬時(shí)，30°、60°、120°相位的螺紋孔眼6全開，關(guān)閉此處出口的閥門8，流體通過套管5上的螺紋孔眼6進(jìn)入模擬孔道7，攜砂壓裂液經(jīng)過模擬孔道7的沉降運(yùn)移進(jìn)入砂量計(jì)量池1，然后通過計(jì)量篩布上過濾的砂粒來測量該壓裂液的攜砂情況，并通過觀察透明的模擬孔道7來研究支撐劑在螺紋孔眼6中的沉降運(yùn)移規(guī)律。
[0024]如圖3B，當(dāng)使用60°相位角時(shí)，用絲堵關(guān)閉30°、60。、120。相位的布孔段的相對應(yīng)的6個(gè)螺紋孔眼6，只打開圖3B圖示的6個(gè)螺紋孔眼6，并關(guān)閉此布孔段的閥門8即可；同理使用120°相位角時(shí)關(guān)閉對應(yīng)的9個(gè)螺紋孔眼，只打開圖3C圖示的3個(gè)螺紋孔眼6即可。
[0025]同理使用45°、90°、180°相位的布孔段進(jìn)行模擬時(shí)，使用這三種相位所對應(yīng)的螺紋孔眼6，關(guān)閉此布孔段閥門8，打開30°、60。、120。相位的布孔段出口的閥門8，關(guān)閉30°、60°、120°相位的布孔段的所有孔眼，即可。
[0026]在每個(gè)角度的相位角下，也可通過關(guān)閉適當(dāng)?shù)穆菁y孔眼6來控制孔密，油田施工常用孔密為10、13、16、20、25、32、40孔/m。在相同相位角下通過更換不同內(nèi)徑的模擬孔道7來實(shí)現(xiàn)射孔孔徑的變參。
[0027]每次實(shí)驗(yàn)完成后，打開閥門8清理套管5中的殘砂，并計(jì)量殘砂量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.攜砂壓裂液在射孔孔道中運(yùn)移模擬研究裝置，其特征在于，包括砂量計(jì)量池(I)，在砂量計(jì)量池(I)上部1/4的位置設(shè)置有沉沙濾網(wǎng)(2)，在砂量計(jì)量池(I)頂部設(shè)置有孔道軟管固定網(wǎng)(3)，在砂量計(jì)量池(I)底部一側(cè)設(shè)置有流體出口管道(4)，在砂量計(jì)量池(I)底部另一側(cè)連通有套管(5)，套管(5)上開有不同相位螺紋孔眼￠)，螺紋孔眼(6)通過模擬孔道(7)與砂量計(jì)量池(I)相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攜砂壓裂液在射孔孔道中運(yùn)移模擬研究裝置，其特征在于，所述的套管(5)分為兩段，一段為30°、60°、120°相位的螺紋孔眼(6)布孔段，此布孔段每簇開眼12孔；另一段為45°、90°、180°相位的螺紋孔眼(6)布孔段，兩段的出口端均設(shè)置有閥門(8)，此布孔段每簇開眼8孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攜砂壓裂液在射孔孔道中運(yùn)移模擬研究裝置，其特征在于，所述的模擬孔道(7)分為兩部分，與套管(5)連通的豎直段為透明有機(jī)鋼化玻璃材質(zhì)，豎直段外徑相同內(nèi)徑不同；與砂量計(jì)量池(I)連通的水平段是塑料軟管。
【專利摘要】攜砂壓裂液在射孔孔道中運(yùn)移模擬研究裝置，在砂量計(jì)量池上部1/4的位置設(shè)置有沉沙濾網(wǎng)，在砂量計(jì)量池頂部設(shè)置有孔道軟管固定網(wǎng)，在砂量計(jì)量池底部一側(cè)設(shè)置有流體出口管道，在砂量計(jì)量池底部另一側(cè)連通有套管，套管上開有不同相位螺紋孔眼，螺紋孔眼通過模擬孔道與砂量計(jì)量池相連通，該裝置可模擬水平井中水平段的射孔孔道壓裂液運(yùn)移情況，壓裂液進(jìn)入套管后，流體壓力迫使其流經(jīng)模擬孔道，在模擬孔道中由于重力、流速等因素，支撐劑會在此出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，而且在螺紋孔眼的跟部和趾部會出現(xiàn)不同的砂堤形態(tài)；本實(shí)用新型通過控制壓裂液的排量、流速以及支撐劑粒徑來研究其不同的變化，在此基礎(chǔ)上亦可改變射孔參數(shù)來研究各參數(shù)與流動(dòng)形態(tài)的影響作用。
【IPC分類】E21B47/10, E21B43/267
【公開號】CN204899917
【申請?zhí)枴緾N201520424241
【發(fā)明人】周德勝, 王博學(xué), 石豫, 周媛, 趙超能, 惠峰, 馮滿云, 劉安邦
【申請人】西安石油大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年6月18日