专利名称：一种具有可调节角度水平井段的水平井实验系统的制作方法
技术领域：
本发明关于石油钻井技术领域，特别是水平井实验系统，具体的讲是一种具有可调节角度水平井段的水平井实验系统。
背景技术：
在石油钻井技术领域中，为了更好的研究井下油、水、气三相流流动规律，通常使用能够模拟井下作业环境的实验系统进行实验。然而，现有的实验系统仅为直井实验系统， 即该试验系统仅能用于模拟直井或者斜井。现有技术还并未涉及到水平井进行模拟实验。而水平井在钻井中占有一定的比例，且水平井中的数据对于本领域的研究人员来讲十分重要。水平井中的数据能够用于分析水平井是否有水突进和水的突进位置等关键信息，为优化注采方案和精细油藏描述提供基础数据，是指导压裂、堵水等作业并评价其效果不可缺少的依据。因此，如何能够提出一种用于水平井的实验系统，成为了石油钻井技术领域中一个急需解决的技术难题。
发明内容
本发明实施例提供了一种具有可调节角度水平井段的水平井实验系统，用于模拟水平井的作业环境，通过使用水平井实验系统可获取水平井中油、水、气三相流数据，以解决现有技术中只能对直井或者斜井进行模拟而无法模拟水平井的问题。本发明提供的具有可调节角度水平井段的水平井实验系统包括气源、高空油罐、 高空水罐、计量装置、油气水混合装置、可调节角度水平井段、油水分离罐、地面油罐和地面水罐；其中所述气源、所述高空油罐和所述高空水罐分别连接于所述油气水混合装置，以分别向所述油气水混合装置供气体、油和水；在所述气源、所述高空油罐和所述高空水罐与所述油气水混合装置之间还设置有所述计量装置，用于计量所述气体、油和水，生成计量数据；所述油气水混合装置将所述气体、油和水进行混合后，输入至所述可调节角度水平井段；所述可调节角度水平井段具有角度调节装置，用于调节所述可调节角度水平井段相对于水平线的角度；所述油水分离罐连接于所述可调节角度水平井段，将来自于所述可调节角度水平井段的油和水进行分离，将分离后的油输入至所述地面油罐，将分离后的水输入至所述地面水罐；所述地面油罐连接于所述高空油罐，向所述高空油罐供油；所述地面水罐连接于所述高空水罐，向所述高空水罐供水。进一步地，作为本发明的优选技术方案，所述的水平井段的水平井实验系统还包括垂直井段，连接于所述可调节角度水平井段与所述油水分离罐之间。
进一步地，作为本发明的优选技术方案，所述地面油罐与所述高空油罐之间、所述地面水罐与所述高空水罐设置之间均设置有泵。进一步地，作为本发明的优选技术方案，所述系统所包括的各装置间通过管线连接，其中，所述管线上设置有阀门。进一步地，作为本发明的优选技术方案，所述的水平井段的水平井实验系统还包括控制及数据采集装置，所述控制及数据采集装置包括数据采集单元、存储单元、控制单元和输出单元；其中所述数据采集单元，采集所述计量数据；所述存储单元，存储所述计量数据；所述控制单元，控制所述阀门的开闭；所述输出单元，将所述计量数据输出至外部设备。进一步地，所述管线包括PVC管和有机玻璃管。本发明的有益效果在于，本发明提供的具有可调节角度水平井段的水平井实验系统，用于模拟水平井的作业环境，通过使用水平井实验系统可获取水平井中油、水、气三相流数据，以用于准确测量、解释水平井流量和含水率。同时，也为定性和定量研究水平条件下油、水、气三相流流动规律提供了技术基础。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的具有可调节角度水平井段的水平井实验系统的系统结构示意图；图2为本发明实施例提供的具有可调节角度水平井段的水平井实验系统的另一系统结构示意图；图3为本发明实施例提供的具有可调节角度水平井段的水平井实验系统的又一系统结构示意图；图4为本发明实施例提供的具有可调节角度水平井段的水平井实验系统的控制及数据采集装置的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1为本发明实施例提供的具有可调节角度水平井段的水平井实验系统的结构示意图。该具有可调节角度水平井段的水平井实验系统包括气源101、高空油罐102、高空水罐103、计量装置104、油气水混合装置105、可调节角度水平井段106、油水分离罐107、地面油罐108和地面水罐109。其中气源101、高空油罐102和高空水罐103分别连接于所述油气水混合装置 105，以分别向所述油气水混合装置105供气体、油和水。在气源101、高空油罐102和高空水罐103与油气水混合装置105之间还设置有所述计量装置104，用于计量从气源101输入至油气水混合装置105的气体、计量所述高空水罐103输入至油气水混合装置105的油、以及计量从高空水罐103输入至油气水混合装置 105的水，生成计量数据。油气水混合装置105用于将输入至其内部的气体、油和水进行混合，经混合后，输入至可调节角度水平井段106。优选的是，如图1所述的，可调节角度水平井段106分为4 个部分(编号为1061的水平井段1、编号为1062的水平井段2、编号为1063的水平井段3、 编号为1064的水平井段4)。水平井段1与水平井段2之间、水平井段2与水平井段3之间、水平井段3与水平井段4之间设置分别有角度调节装置110、111、112。具体的讲，角度调节装置110、111、112可以为支持装置(例如为支撑杆或者其他支撑机构)，通过具有角度调节装置，用于调节该可调节角度水平井段相对于水平线的角度。可选的是，各角度调节装置110、111、112各自的调节角度可相同或不同，使得。例如通过角度调节装置(支撑杆)110的支撑，使得从水平井段1061至水平井段1062处于上升趋势(上坡)，从水平井段 1062至水平井段1063处于下降趋势(下坡)，从水平井段1063至水平井段1064处于上升趋势，从水平井段1064至油水分离罐107处于下降趋势。优选的是，可以实现沿水平方向 0 士 45度的模拟水平井。油水分离罐107连接于可调节角度水平井段106，将来自于可调节角度水平井段 106的油和水进行分离，分离后的油输入至所述地面油罐108，将分离后的水输入至所述地面水罐109。地面油罐108连接于高空油罐113，地面油罐108与高空油罐102之间还设置有泵113，用于将地面油罐108中的油抽取到高空油罐102中，以回收利用。类似地，地面水罐109连接于高空水罐113，地面水罐109与高空水罐113之间还设置有泵114，用于将地面水罐109中的油抽取到高空水罐103中，以回收利用。优选的是，所述的具有可调节角度水平井段的水平井实验系统所述系统所包括的各装置间通过管线(例如PVC管、有机玻璃管)连接，其中，所述管线上设置有阀门115(图中只有标记符号“115”标示出了计量装置104与高空水罐103之间的阀门，图中其他任意两装置间已绘示出阀门与阀门115相同。因此，不再使用标记符号进行逐一标记)。优选的是，如图2所示，该具有可调节角度水平井段的水平井实验系统还包括控制及数据采集装置116，用于控制所述阀门的开闭状态及对采集数据。具体地，如图3所示， 控制及数据采集装置116还包括数据采集单元1161、存储单元1162、控制单元1163和输出单元1164 ；其中所述数据采集单元1161，采集计量数据(例如数据采集单元1161采集从计量装置出来的计量数据)；所述存储单元1162，存储所述计量数据；所述控制单元 1163，控制系统内的阀门(例如包含上述阀门115在内的系统内的各阀门)的开闭；所述输出单元1164，将所述计量数据输出至外部设备，以供外部设备使用。在具体实现上，控制及数据采集装置116可以为一种控制设备或者终端设备，例如计算机、PDA、手机等，但本发明并不限于此。
优选的是，如图4所示，该具有可调节角度水平井段的水平井实验系统还包括垂直井段117，连接于所述可调节角度水平井段与所述油水分离罐之间。由于该系统既包含水平井段116又包含垂直井段117，如此配合，则可以模拟油井实际的井眼轨迹。本发明的有益效果在于，本发明提供的具有可调节角度水平井段的水平井实验系统，用于模拟水平井的作业环境，通过使用水平井实验系统可获取水平井中油、水、气三相流数据，以用于准确测量、解释水平井流量和含水率。同时，本发明提供的水平井实验系统， 适用于水平井产液剖面测试技术的基础实验，是水平井流型流态试验的基础系统，也为定性和定量研究水平条件下油、水、气三相流流动规律提供了实验设备和技术基础。本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员， 依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种具有可调节角度水平井段的水平井实验系统，其特征在于，所述的系统包括 气源、高空油罐、高空水罐、计量装置、油气水混合装置、可调节角度水平井段、油水分离罐、 地面油罐和地面水罐；其中所述气源、所述高空油罐和所述高空水罐分别连接于所述油气水混合装置，以分别向所述油气水混合装置供气体、油和水；在所述气源、所述高空油罐和所述高空水罐与所述油气水混合装置之间还设置有所述计量装置，用于计量所述气体、油和水，生成计量数据；所述油气水混合装置将所述气体、油和水进行混合后，输入至所述可调节角度水平井段；所述可调节角度水平井段具有角度调节装置，用于调节所述可调节角度水平井段相对于水平线的角度；所述油水分离罐连接于所述可调节角度水平井段，将来自于所述可调节角度水平井段的油和水进行分离，将分离后的油输入至所述地面油罐，将分离后的水输入至所述地面水罐；所述地面油罐连接于所述高空油罐，向所述高空油罐供油；所述地面水罐连接于所述高空水罐，向所述高空水罐供水。
2.如权利要求1所述的具有可调节角度水平井段的水平井实验系统，其特征在于，所述的系统还包括垂直井段，连接于所述可调节角度水平井段与所述油水分离罐之间。
3.如权利要求1所述的具有可调节角度水平井段的水平井实验系统，其特征在于，所述地面油罐与所述高空油罐之间、所述地面水罐与所述高空水罐设置之间均设置有泵。
4.如权利要求1所述的具有可调节角度水平井段的水平井实验系统，其特征在于，所述系统所包括的各装置间通过管线连接，其中，所述管线上设置有阀门。
5.如权利要求4所述的具有可调节角度水平井段的水平井实验系统，其特征在于，所述的系统还包括控制及数据采集装置，所述控制及数据采集装置包括数据采集单元、存储单元、控制单元和输出单元；其中所述数据采集单元，采集所述计量数据；所述存储单元，存储所述计量数据；所述控制单元，控制所述阀门的开闭；所述输出单元，将所述计量数据输出至外部设备。
6.如权利要求4所述的具有可调节角度水平井段的水平井实验系统，其特征在于，所述管线包括PVC管和有机玻璃管。
全文摘要
本发明提供一种具有可调节角度水平井段的水平井实验系统，包括气源、高空油罐、高空水罐、计量装置、油气水混合装置、可调节角度水平井段、油水分离罐、地面油罐和地面水罐。气源、高空油罐和高空水罐分别连接于油气水混合装置，分别供气体、油和水；该系统中还设置有计量装置，计量气体、油和水，生成计量数据；油气水混合装置将气体、油和水进行混合后，输入至可调节角度水平井段；可调节角度水平井段具有角度调节装置；油水分离罐连接于可调节角度水平井段，将油和水进行分离，将分离后的油输入至地面油罐，将分离后的水输入至地面水罐；地面油罐连接于高空油罐，向高空油罐供油；地面水罐连接于高空水罐，向高空水罐供水。
文档编号E21B47/12GK102434145SQ20111022840
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月10日 优先权日2011年8月10日
发明者于俊梅, 吕志武, 宋志军, 岳鹏飞, 张跃华, 李洪军, 杨志祥, 杨显志, 王占才, 王晓华, 王进旗, 鲍洪涛 申请人:中国石油天然气股份有限公司