一种评价裸眼完井油井出水后不同含水率出砂临界压差实验装置的制造方法
【专利说明】
装置
技术领域
[0001]本实用新型属于石油与天然气领域，具体涉及一种室内评价裸眼完井油井出水后不同含水率出砂临界压差实验装置。
【背景技术】
[0002]在气井开采过程中，油层水侵是普遍情况。油层见水后会破坏地层的渗透率，使油井产量下降。而油层见水的另一个严重问题是油井出砂。并且生产时间越长，油井含水率越高，油井出砂量越大。地层出砂后砂粒进入井筒会磨损油井管柱，增加了修井的频率，大大增加了维护费用。对于裸眼完井的地层，地层出水会使井壁失稳，引起井壁坍塌，同时地层出水也会破坏地层强度，使地层岩石骨架砂变为游离砂，这将会大大增加地层的出砂量，甚至使地层坍塌，掩埋井筒，从而使井报废。在世界范围内，裸眼完井依然是一种重要的完井方式，尤其在海上油田以及陆上水平井中裸眼完井的应用很多，其优点是完井难度小，但其缺点是在开采过程中，油井见水后可能出砂。在统计资料中可以得出，裸眼完井的油井中因见水后出砂的比例很大。一旦裸眼完井出砂，则没有有效的办法可以阻止地层出砂。并且，随着开采时间的增加，油井的含水率也在上升，相应的临界生产压差降低。在油田中，地层出水后如何确定合理的压差范围是非常重要的方面。现在确定油井出水后的出砂临界压差用的最多的方法是数值模拟和经验公式，其准确性并不高，并且对于不同油田不同油层差异很大，不同含水率时的出砂临界压差也不同，并不是通过一套软件一个公式就能准确测定出砂临界压差。因此，需要研制出一种能在实验室内评价裸眼完井油井出水后不同含水率出砂临界压差的实验装置。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种室内评价裸眼完井油井出水后不同含水率出砂临界压差实验装置，该装置可以最大限度的模拟油田实际情况，对实验所获得的数据更准确，对现场生产压差的制定更有实际参考价值，可靠性较高。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:其特征在于:它包括轴压栗、轴压控制系统、高压釜、岩心、岩心夹持器、储水罐、水量调节器、高压栗、储油罐、油量调节器、高压栗、油水混合器、恒压装置、进口压力传感器、高压釜下法兰、出口压力传感器、激光粒度仪、数据采集卡、数采电脑，其中轴压栗与轴压控制系统相连，岩心放于高压釜内，且岩心在岩心夹持器之上，储水罐与水量调节器相连，水量调节器与高压栗相连，储油罐与油量调节器相连，油量调节器与高压栗相连，高压栗与高压栗均连接到油水混合器上，油水混合器连接到恒压装置，恒压装置连接到高压釜上，在恒压装置和高压釜之间连接一个进口压力传感器，激光粒度仪与高压釜下法兰相连，在高压釜下法兰与激光粒度仪之间连接一个出口压力传感器，进口压力传感器、出口压力传感器与激光粒度仪均与数据采集卡相连，数据采集卡与数采电脑相连。所述的高压Il高度为50cm，直径为40cm，所述岩心直径为14cm，岩心高度为35cm，岩心中间为空心结构，空心直径为2.5cm。
[0005]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、实验条件为模拟地层条件，岩心在恒定的压差下实验保证了实验数据的准确性，对于所测得的数据可靠性高。2、本实用新型可以测量不同含水率下的出砂临界压差，对于油田不同开采时期都可以提供准确的出砂临界压差数据。2、本实用新型中的装置安装简单、操作方便，测试速度快。
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型的结构示意图
[0007]图2是实验用岩心的俯视图
[0008]图3是实验用岩心的剖面图
[0009]图中:储油罐1、轴压栗2、轴压控制系统3、储油腔4、活塞5、高压釜上法兰6、密封圈
7、上橡胶密封垫8、密封带9、高压釜10、岩心11、模拟井筒12、高压釜内腔13、岩心夹持器14、储水罐15、水量调节器16、高压栗17、储油罐18、油量调节器19、高压栗20、油水混合器21、恒压装置22、进口压力表23、进口压力传感器24、泄压阀25、下橡胶密封垫26、高压釜下法兰27、出口压力表28、出口压力传感器29、激光粒度仪30、接液池31、数据采集卡32、数采电脑33ο
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0011]如图1所示，本实用新型包括一高压釜10、一轴压栗2、一轴压控制系统3、一储水罐15、一水量调节器16、一油量调节器19、一油水混合器21、一恒压装置22、一数据采集卡32、一数米电脑33、一岩心11、一岩心夹持器14、一激光粒度仪30、一接液池31、一泄压阀25、两个储油罐I和18、两个高压栗17和20、若干压力表、压力传感器和密封垫，其中轴压栗2与轴压控制系统3相连，岩心11放于高压釜10内，且岩心11在岩心夹持器14之上，储水罐15与水量调节器16相连，水量调节器16与高压栗17相连，储油罐18与油量调节器19相连，油量调节器19与高压栗20相连，高压栗17与高压栗20均连接到油水混合器21上，油水混合器21连接到恒压装置22，恒压装置22连接到高压釜10上，在恒压装置22和高压釜10之间连接一个进口压力传感器24，激光粒度仪30与高压釜下法兰27相连，在高压釜下法兰27与激光粒度仪30之间连接一个出口压力传感器29，进口压力传感器24、出口压力传感器29与激光粒度仪30均与数据采集卡32相连，数据采集卡32与数采电脑33相连。
[0012]上述实施例中，岩心11与岩心夹持器14之间有一个密封垫26，岩心夹持器14与密封垫26和岩心11下部的一段用密封带密封。岩心11上部与活塞5之间有一个密封垫8，活塞5与密封垫8和岩心11上部的一段用密封带9密封，因而高压釜内腔13中的气液混合物就不能从连接处的空隙中流出。活塞5和储油腔4之间有一个密封圈7，起到了密封的作用。泄压阀25的作用是在实验结束后打开泄压阀25泄压。
[0013]上述实施例中，进口压力传感器24、出口压力传感器29和激光粒度仪30都与数据采集卡32相连，所有的数据将会通过数据采集卡32传输到数采电脑33。高压栗17和高压栗20启动后可以分别为实验用的水和油增压，并且油和水在油水混合器21中充分的混合，但从油水混合器21中输出的油水混合物有压力波动，而岩心11对压力波动很敏感，所以在油水混合器21后又加了一个恒压装置22，其可以将油水混合器21输出的压力过滤为恒定压力。通过调节恒压装置22的输出压力就可以控制岩心11的内外压差。而轴压栗2和轴压控制系统3可以为岩心11加轴向载荷，这样可以模拟岩石在地层时的受力状态，通过启动轴压栗2可以给轴压控制系统3提供动力，进而通过调节轴压控制系统3而给储油腔4供油，从而推动活塞5运动，活塞5压岩心11从而给岩心11施加轴向压力。
[0014]本实用新型的使用过程为:
[0015]I)首先将密封好的岩心11放入高压釜下法兰27，然后安装好高压釜上法兰6。打开泄压阀25。
[0016]2)启动轴压栗2与轴压控制系统3，通过某油田的地质资料而确定岩心所需要加的轴压，当岩心11加到所需轴压后，启动水量调节器16和油量调节器19，根据所需要的含水率条件设定水和气的流量。然后启动高压栗17、高压栗20，将水和油加压栗入油水混合器21。混合后的油水混合物经过恒压装置22后进入高压釜内腔13，当高压釜内腔13充满油水混合物后关闭泄压阀25。通过调节恒压装置22的输出压力而改变岩心11的内外压差。进口压力表23与出口压力表28的差值或进口压力传感器24与出口压力传感器29采集到的压力差值即为压差。
[0017]3)高压釜10中的油水混合物在压力的作用下通过岩心11的孔隙而流入模拟井筒12,油水混合物流入激光粒度仪30后就可以测得油水混合物中的含砂量，后油水混合物排入接液池31。含砂量数据会被传输到数据采集卡32，然后会在数采电脑33上显示，当含砂量大于0.5%。时认为岩石破坏，停止实验。关闭高压栗17、高压栗20、恒压装置22、油量调节器19、水量调节器16、轴压栗2、轴压控制系统3等。打开泄压阀26泄压。
[0018]4)最后从数采电脑中导出测试压力数据，找出含砂量为0.5%。时压力传感器所采集到的进口压力24与出口压力29，二者的差值即为油井在该含水率下的出砂临界压差。
[0019]5)当需要测定其它含水率下的出砂临界压差时，取新的岩心进行实验，重复以上4个实验过程，就可以得到不同含水率下的出砂临界压差。
【主权项】
1.一种评价裸眼完井油井出水后不同含水率出砂临界压差实验装置，其特征在于:它包括轴压栗(2)、轴压控制系统(3)、高压釜(10)、岩心(11)、岩心夹持器(14)、储水罐(15)、水量调节器(16)、高压栗(17)、储油罐(18)、油量调节器(19)、高压栗(20)、油水混合器(21)、恒压装置(22)、进口压力传感器(24)、高压釜下法兰(27)、出口压力传感器(29)、激光粒度仪(30)、数据采集卡(32)、数采电脑(33)，其中轴压栗(2)与轴压控制系统(3)相连，岩心(11)放于高压釜(10)内，且岩心(11)在岩心夹持器(14)之上，储水罐(15)与水量调节器(16)相连，水量调节器(16)与高压栗(17)相连，储油罐(18)与油量调节器(19)相连，油量调节器(19)与高压栗(20)相连，高压栗(17)与高压栗(20)均连接到油水混合器(21)上，油水混合器(21)连接到恒压装置(22)，恒压装置(22)连接到高压釜(10)上，在恒压装置(22)和高压釜(10)之间连接一个进口压力传感器(24)，激光粒度仪(30)与高压釜下法兰(27)相连，在高压釜下法兰(27)与激光粒度仪(30)之间连接一个出口压力传感器(29)，进口压力传感器(24)、出口压力传感器(29)与激光粒度仪(30)均与数据采集卡(32)相连，数据采集卡(32)与数采电脑(33)相连。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:所述的高压釜(10)高度为50cm，直径为40cm，所述岩心(11)直径为14cm，岩心(11)高度为35cm，岩心(11)中间为空心结构，空心直径为2.5cm。
【专利摘要】本实用新型涉及一种评价裸眼完井油井出水后不同含水率出砂临界压差实验装置，该装置特征在于：高压釜高度50cm，直径40cm，实验岩心直径14cm，高度35cm，岩心中间为2.5cm的通心孔，作为模拟井筒，轴压控制装置改变活塞对岩心的轴向压力，使上橡胶密封垫、下橡胶密封垫与岩心密封，实验中油水混合比例通过水量调节器、油量调节器调节，恒压装置调节油水混合物进入高压釜内腔的压力，并能输出恒定压力，数据采集卡采集进口压力传感器、出口压力传感器的压力及激光粒度仪测量的含砂量，激光粒度仪实时测量油水混合物中的含砂量，当含砂量大于0.5‰时，岩心发生破坏，此时进口压力传感器与出口压力传感器的压力差值即为出砂临界压差。
【IPC分类】G01N33/00
【公开号】CN205280687
【申请号】CN201520687647
【发明人】王厚东, 邓金根, 闫伟, 高佳佳, 孙金, 周义, 刘凯铭, 张雅楠, 刘旭, 施政
【申请人】中国石油大学(北京)
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年9月8日