一種評(píng)價(jià)裸眼完井油井出水后不同含水率出砂臨界壓差實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于石油與天然氣領(lǐng)域,具體涉及一種室內(nèi)評(píng)價(jià)裸眼完井油井出水后不同含水率出砂臨界壓差實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在氣井開(kāi)采過(guò)程中,油層水侵是普遍情況。油層見(jiàn)水后會(huì)破壞地層的滲透率,使油井產(chǎn)量下降。而油層見(jiàn)水的另一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題是油井出砂。并且生產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng),油井含水率越高,油井出砂量越大。地層出砂后砂粒進(jìn)入井筒會(huì)磨損油井管柱,增加了修井的頻率,大大增加了維護(hù)費(fèi)用。對(duì)于裸眼完井的地層,地層出水會(huì)使井壁失穩(wěn),引起井壁坍塌,同時(shí)地層出水也會(huì)破壞地層強(qiáng)度,使地層巖石骨架砂變?yōu)橛坞x砂,這將會(huì)大大增加地層的出砂量,甚至使地層坍塌,掩埋井筒,從而使井報(bào)廢。在世界范圍內(nèi),裸眼完井依然是一種重要的完井方式,尤其在海上油田以及陸上水平井中裸眼完井的應(yīng)用很多,其優(yōu)點(diǎn)是完井難度小,但其缺點(diǎn)是在開(kāi)采過(guò)程中,油井見(jiàn)水后可能出砂。在統(tǒng)計(jì)資料中可以得出,裸眼完井的油井中因見(jiàn)水后出砂的比例很大。一旦裸眼完井出砂,則沒(méi)有有效的辦法可以阻止地層出砂。并且,隨著開(kāi)采時(shí)間的增加,油井的含水率也在上升,相應(yīng)的臨界生產(chǎn)壓差降低。在油田中,地層出水后如何確定合理的壓差范圍是非常重要的方面?,F(xiàn)在確定油井出水后的出砂臨界壓差用的最多的方法是數(shù)值模擬和經(jīng)驗(yàn)公式,其準(zhǔn)確性并不高,并且對(duì)于不同油田不同油層差異很大,不同含水率時(shí)的出砂臨界壓差也不同,并不是通過(guò)一套軟件一個(gè)公式就能準(zhǔn)確測(cè)定出砂臨界壓差。因此,需要研制出一種能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)評(píng)價(jià)裸眼完井油井出水后不同含水率出砂臨界壓差的實(shí)驗(yàn)裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]針對(duì)上述問(wèn)題,本實(shí)用新型的目的是提供一種室內(nèi)評(píng)價(jià)裸眼完井油井出水后不同含水率出砂臨界壓差實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置可以最大限度的模擬油田實(shí)際情況,對(duì)實(shí)驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)壓差的制定更有實(shí)際參考價(jià)值,可靠性較高。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:其特征在于:它包括軸壓栗、軸壓控制系統(tǒng)、高壓釜、巖心、巖心夾持器、儲(chǔ)水罐、水量調(diào)節(jié)器、高壓栗、儲(chǔ)油罐、油量調(diào)節(jié)器、高壓栗、油水混合器、恒壓裝置、進(jìn)口壓力傳感器、高壓釜下法蘭、出口壓力傳感器、激光粒度儀、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)采電腦,其中軸壓栗與軸壓控制系統(tǒng)相連,巖心放于高壓釜內(nèi),且?guī)r心在巖心夾持器之上,儲(chǔ)水罐與水量調(diào)節(jié)器相連,水量調(diào)節(jié)器與高壓栗相連,儲(chǔ)油罐與油量調(diào)節(jié)器相連,油量調(diào)節(jié)器與高壓栗相連,高壓栗與高壓栗均連接到油水混合器上,油水混合器連接到恒壓裝置,恒壓裝置連接到高壓釜上,在恒壓裝置和高壓釜之間連接一個(gè)進(jìn)口壓力傳感器,激光粒度儀與高壓釜下法蘭相連,在高壓釜下法蘭與激光粒度儀之間連接一個(gè)出口壓力傳感器,進(jìn)口壓力傳感器、出口壓力傳感器與激光粒度儀均與數(shù)據(jù)采集卡相連,數(shù)據(jù)采集卡與數(shù)采電腦相連。所述的高壓Il高度為50cm,直徑為40cm,所述巖心直徑為14cm,巖心高度為35cm,巖心中間為空心結(jié)構(gòu),空心直徑為2.5cm。
[0005]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案,其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、實(shí)驗(yàn)條件為模擬地層條件,巖心在恒定的壓差下實(shí)驗(yàn)保證了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,對(duì)于所測(cè)得的數(shù)據(jù)可靠性高。2、本實(shí)用新型可以測(cè)量不同含水率下的出砂臨界壓差,對(duì)于油田不同開(kāi)采時(shí)期都可以提供準(zhǔn)確的出砂臨界壓差數(shù)據(jù)。2、本實(shí)用新型中的裝置安裝簡(jiǎn)單、操作方便,測(cè)試速度快。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
[0007]圖2是實(shí)驗(yàn)用巖心的俯視圖
[0008]圖3是實(shí)驗(yàn)用巖心的剖面圖
[0009]圖中:儲(chǔ)油罐1、軸壓栗2、軸壓控制系統(tǒng)3、儲(chǔ)油腔4、活塞5、高壓釜上法蘭6、密封圈
7、上橡膠密封墊8、密封帶9、高壓釜10、巖心11、模擬井筒12、高壓釜內(nèi)腔13、巖心夾持器14、儲(chǔ)水罐15、水量調(diào)節(jié)器16、高壓栗17、儲(chǔ)油罐18、油量調(diào)節(jié)器19、高壓栗20、油水混合器21、恒壓裝置22、進(jìn)口壓力表23、進(jìn)口壓力傳感器24、泄壓閥25、下橡膠密封墊26、高壓釜下法蘭27、出口壓力表28、出口壓力傳感器29、激光粒度儀30、接液池31、數(shù)據(jù)采集卡32、數(shù)采電腦33ο
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0011]如圖1所示,本實(shí)用新型包括一高壓釜10、一軸壓栗2、一軸壓控制系統(tǒng)3、一儲(chǔ)水罐15、一水量調(diào)節(jié)器16、一油量調(diào)節(jié)器19、一油水混合器21、一恒壓裝置22、一數(shù)據(jù)采集卡32、一數(shù)米電腦33、一巖心11、一巖心夾持器14、一激光粒度儀30、一接液池31、一泄壓閥25、兩個(gè)儲(chǔ)油罐I和18、兩個(gè)高壓栗17和20、若干壓力表、壓力傳感器和密封墊,其中軸壓栗2與軸壓控制系統(tǒng)3相連,巖心11放于高壓釜10內(nèi),且?guī)r心11在巖心夾持器14之上,儲(chǔ)水罐15與水量調(diào)節(jié)器16相連,水量調(diào)節(jié)器16與高壓栗17相連,儲(chǔ)油罐18與油量調(diào)節(jié)器19相連,油量調(diào)節(jié)器19與高壓栗20相連,高壓栗17與高壓栗20均連接到油水混合器21上,油水混合器21連接到恒壓裝置22,恒壓裝置22連接到高壓釜10上,在恒壓裝置22和高壓釜10之間連接一個(gè)進(jìn)口壓力傳感器24,激光粒度儀30與高壓釜下法蘭27相連,在高壓釜下法蘭27與激光粒度儀30之間連接一個(gè)出口壓力傳感器29,進(jìn)口壓力傳感器24、出口壓力傳感器29與激光粒度儀30均與數(shù)據(jù)采集卡32相連,數(shù)據(jù)采集卡32與數(shù)采電腦33相連。
[0012]上述實(shí)施例中,巖心11與巖心夾持器14之間有一個(gè)密封墊26,巖心夾持器14與密封墊26和巖心11下部的一段用密封帶密封。巖心11上部與活塞5之間有一個(gè)密封墊8,活塞5與密封墊8和巖心11上部的一段用密封帶9密封,因而高壓釜內(nèi)腔13中的氣液混合物就不能從連接處的空隙中流出?;钊?和儲(chǔ)油腔4之間有一個(gè)密封圈7,起到了密封的作用。泄壓閥25的作用是在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后打開(kāi)泄壓閥25泄壓。
[0013]上述實(shí)施例中,進(jìn)口壓力傳感器24、出口壓力傳感器29和激光粒度儀30都與數(shù)據(jù)采集卡32相連,所有的數(shù)據(jù)將會(huì)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡32傳輸?shù)綌?shù)采電腦33。高壓栗17和高壓栗20啟動(dòng)后可以分別為實(shí)驗(yàn)用的水和油增壓,并且油和水在油水混合器21中充分的混合,但從油水混合器21中輸出的油水混合物有壓力波動(dòng),而巖心11對(duì)壓力波動(dòng)很敏感,所以在油水混合器21后又加了一個(gè)恒壓裝置22,其可以將油水混合器21輸出的壓力過(guò)濾為恒定壓力。通過(guò)調(diào)節(jié)恒壓裝置22的輸出壓力就可以控制巖心11的內(nèi)外壓差。而軸壓栗2和軸壓控制系統(tǒng)3可以為巖心11加軸向載荷,這樣可以模擬巖石在地層時(shí)的受力狀態(tài),通過(guò)啟動(dòng)軸壓栗2可以給軸壓控制系統(tǒng)3提供動(dòng)力,進(jìn)而通過(guò)調(diào)節(jié)軸壓控制系統(tǒng)3而給儲(chǔ)油腔4供油,從而推動(dòng)活塞5運(yùn)動(dòng),活塞5壓巖心11從而給巖心11施加軸向壓力。
[0014]本實(shí)用新型的使用過(guò)程為:
[0015]I)首先將密封好的巖心11放入高壓釜下法蘭27,然后安裝好高壓釜上法蘭6。打開(kāi)泄壓閥25。
[0016]2)啟動(dòng)軸壓栗2與軸壓控制系統(tǒng)3,通過(guò)某油田的地質(zhì)資料而確定巖心所需要加的軸壓,當(dāng)巖心11加到所需軸壓后,啟動(dòng)水量調(diào)節(jié)器16和油量調(diào)節(jié)器19,根據(jù)所需要的含水率條件設(shè)定水和氣的流量。然后啟動(dòng)高壓栗17、高壓栗20,將水和油加壓栗入油水混合器21?;旌虾蟮挠退旌衔锝?jīng)過(guò)恒壓裝置22后進(jìn)入高壓釜內(nèi)腔13,當(dāng)高壓釜內(nèi)腔13充滿(mǎn)油水混合物后關(guān)閉泄壓閥25。通過(guò)調(diào)節(jié)恒壓裝置22的輸出壓力而改變巖心11的內(nèi)外壓差。進(jìn)口壓力表23與出口壓力表28的差值或進(jìn)口壓力傳感器24與出口壓力傳感器29采集到的壓力差值即為壓差。
[0017]3)高壓釜10中的油水混合物在壓力的作用下通過(guò)巖心11的孔隙而流入模擬井筒12,油水混合物流入激光粒度儀30后就可以測(cè)得油水混合物中的含砂量,后油水混合物排入接液池31。含砂量數(shù)據(jù)會(huì)被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集卡32,然后會(huì)在數(shù)采電腦33上顯示,當(dāng)含砂量大于0.5%。時(shí)認(rèn)為巖石破壞,停止實(shí)驗(yàn)。關(guān)閉高壓栗17、高壓栗20、恒壓裝置22、油量調(diào)節(jié)器19、水量調(diào)節(jié)器16、軸壓栗2、軸壓控制系統(tǒng)3等。打開(kāi)泄壓閥26泄壓。
[0018]4)最后從數(shù)采電腦中導(dǎo)出測(cè)試壓力數(shù)據(jù),找出含砂量為0.5%。時(shí)壓力傳感器所采集到的進(jìn)口壓力24與出口壓力29,二者的差值即為油井在該含水率下的出砂臨界壓差。
[0019]5)當(dāng)需要測(cè)定其它含水率下的出砂臨界壓差時(shí),取新的巖心進(jìn)行實(shí)驗(yàn),重復(fù)以上4個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程,就可以得到不同含水率下的出砂臨界壓差。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種評(píng)價(jià)裸眼完井油井出水后不同含水率出砂臨界壓差實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:它包括軸壓栗(2)、軸壓控制系統(tǒng)(3)、高壓釜(10)、巖心(11)、巖心夾持器(14)、儲(chǔ)水罐(15)、水量調(diào)節(jié)器(16)、高壓栗(17)、儲(chǔ)油罐(18)、油量調(diào)節(jié)器(19)、高壓栗(20)、油水混合器(21)、恒壓裝置(22)、進(jìn)口壓力傳感器(24)、高壓釜下法蘭(27)、出口壓力傳感器(29)、激光粒度儀(30)、數(shù)據(jù)采集卡(32)、數(shù)采電腦(33),其中軸壓栗(2)與軸壓控制系統(tǒng)(3)相連,巖心(11)放于高壓釜(10)內(nèi),且?guī)r心(11)在巖心夾持器(14)之上,儲(chǔ)水罐(15)與水量調(diào)節(jié)器(16)相連,水量調(diào)節(jié)器(16)與高壓栗(17)相連,儲(chǔ)油罐(18)與油量調(diào)節(jié)器(19)相連,油量調(diào)節(jié)器(19)與高壓栗(20)相連,高壓栗(17)與高壓栗(20)均連接到油水混合器(21)上,油水混合器(21)連接到恒壓裝置(22),恒壓裝置(22)連接到高壓釜(10)上,在恒壓裝置(22)和高壓釜(10)之間連接一個(gè)進(jìn)口壓力傳感器(24),激光粒度儀(30)與高壓釜下法蘭(27)相連,在高壓釜下法蘭(27)與激光粒度儀(30)之間連接一個(gè)出口壓力傳感器(29),進(jìn)口壓力傳感器(24)、出口壓力傳感器(29)與激光粒度儀(30)均與數(shù)據(jù)采集卡(32)相連,數(shù)據(jù)采集卡(32)與數(shù)采電腦(33)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于:所述的高壓釜(10)高度為50cm,直徑為40cm,所述巖心(11)直徑為14cm,巖心(11)高度為35cm,巖心(11)中間為空心結(jié)構(gòu),空心直徑為2.5cm。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種評(píng)價(jià)裸眼完井油井出水后不同含水率出砂臨界壓差實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置特征在于:高壓釜高度50cm,直徑40cm,實(shí)驗(yàn)巖心直徑14cm,高度35cm,巖心中間為2.5cm的通心孔,作為模擬井筒,軸壓控制裝置改變活塞對(duì)巖心的軸向壓力,使上橡膠密封墊、下橡膠密封墊與巖心密封,實(shí)驗(yàn)中油水混合比例通過(guò)水量調(diào)節(jié)器、油量調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié),恒壓裝置調(diào)節(jié)油水混合物進(jìn)入高壓釜內(nèi)腔的壓力,并能輸出恒定壓力,數(shù)據(jù)采集卡采集進(jìn)口壓力傳感器、出口壓力傳感器的壓力及激光粒度儀測(cè)量的含砂量,激光粒度儀實(shí)時(shí)測(cè)量油水混合物中的含砂量,當(dāng)含砂量大于0.5‰時(shí),巖心發(fā)生破壞,此時(shí)進(jìn)口壓力傳感器與出口壓力傳感器的壓力差值即為出砂臨界壓差。
【IPC分類(lèi)】G01N33/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205280687
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520687647
【發(fā)明人】王厚東, 鄧金根, 閆偉, 高佳佳, 孫金, 周義, 劉凱銘, 張雅楠, 劉旭, 施政
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年9月8日