一种评价裸眼完井气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气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，气层水侵是普遍情况。气层见水后会破坏地层的渗透率，使气井产量下降。而气层见水的另一个严重问题是气井出砂。并且生产时间越长，气井含水率越高，气井出砂量越大。地层出砂后砂粒进入井筒会磨损气井管柱，增加了修井的频率，大大增加了维护费用，由于气体的速度很高，在高速气体携砂时，砂粒对管壁以及地面管汇的磨损非常严重，若气井管柱磨损后会使管柱的强度大大降低，甚至使管柱断裂，严重时会使气井停产甚至报废，若地面管汇磨损后，管壁变薄，承压能力大大降低，气体可能在管汇的薄弱点喷出，若现场出现火星将会引起巨大事故。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，尤其在海上气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，气井见水后可能出砂。在统计资料中可以得出，裸眼完井的气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，气井的含水率也在上升，相应的临界生产压差降低。在气田中，地层出水后如何确定合理的压差范围是非常重要的方面。现在确定气井出水后的出砂临界压差用的最多的方法是数值模拟，其准确性并不高，并且对于不同气田不同气层差异很大，不同含水率时的临界压差也不同，并不是通过一套软件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气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气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地层出砂实际情况，对实验所获得的数据更准确，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:一种评价裸眼完井气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、轴压控制系统、高压釜、岩心、岩心夹持器、储水罐、水量调节器、第一高压栗、第二高压栗、空气压缩机、储气罐、气量调节器、恒压装置、激光粒度仪、计算机等。所述的高压釜高度为50cm，直径为40cm，所述岩心直径为5-1/2〃，岩心高度为35cm，岩心中间为空心结构，空心直径为2.5cm。水量调节器和气量调节器可以分别调节进入气液混合器中水和气的质量，从而确定气液混合物的含水率，通过调节水量调节器和气量调节器就可以改变气液混合物的含水率。所述恒压装置能够精确的控制进口压力，从而使岩心处于恒定的压差下实验，通过调节恒压装置的出口压力而改变岩心的内外压差。所述激光粒度仪能够实时测出从岩心中流出的气液混合物中的含砂量，当含砂量大于0.5%。时，认为岩心破坏，此时的进口压力传感器与出口压力传感器的压力差值即为临界压差。
[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、本实用新型中的该套装置可以测得不同含水率下的出砂临界压差，使油气田在不同含水率阶段都有出砂临界压差可以参考，对于控制出砂有重要意义。3、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、第一高压栗17、空气压缩机18、储气罐19、气量调节器20、第二高压栗21、气液混合器22、恒压装置23、进口压力表24、进口压力传感器25、泄压阀26、下橡胶密封垫27、高压釜下法兰28、出口压力表29、出口压力传感器30、激光粒度仪31、接液池32、数据采集卡33、计算机34。
【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，本实用新型包括一轴压栗2、一轴压控制系统3、一高压釜10、一岩心
11、一岩心夹持器14、一储水罐15、一水量调节器16、一第一高压栗17、一空气压缩机18、一气量调节器20、一第二高压栗21、一气液混合器22、一丨旦压装置23、一泄压阀26、一激光粒度仪31、一接液池32、一数据采集卡33、一计算机34、若干压力表、压力传感器和密封垫。泄压阀26安装于高压釜上法兰6，储水罐15与水量调节器16相连，水量调节器16与第一高压栗17相连，空气压缩机18与储气罐19相连接，储气罐19与气量调节器20相连，气量调节器20与第二高压栗21相连，第一高压栗17与第二高压栗21均连接到气液混合器22，气液混合器22连接到恒压装置23，恒压装置23连接到高压釜10，在恒压装置23和高压釜10之间连接有进口压力表24与进口压力传感器25，岩心11放于高压釜内腔13中，置于岩心夹持器14上，激光粒度仪31连接到高压釜下法兰28，在激光粒度仪31与高压釜下法兰28之间连接有出口压力表29和出口压力传感器30，进口压力传感器25、出口压力传感器30与激光粒度仪31所采集的数据均连接到数据采集卡33，数据采集卡33与计算机34相连，岩心11与岩心夹持器14中间有下橡胶密封垫27，关闭泄压阀26，打开激光粒度仪31、数据采集卡33与计算机34，启动空气压缩机18，向储气罐19注气，启动第一高压栗17、第二高压栗21，储水罐15中的水与储气罐19中的气体分别通过水量调节器16、气量调节器20而进入管路系统，通过恒压装置23可以使水和气的混合物以恒定压力进入高压釜内腔13，调节恒压装置23可以改变气水混合物进入高压釜内腔13的压力，进口压力表24与进口压力传感器25采集的压力均为高压釜10进口压力，高压釜内腔13中的气水混合物通过岩心11进入模拟井筒12，气水混合物通过激光粒度仪31后可以实时分析气水混合物中的含砂量，最后气水混合物进入接液池32，出口压力表29、出口压力传感器30采集到的是模拟井筒12内的压力，当激光粒度仪31采集的含砂量数据大于0.5%。时，认为岩心发生破坏，此时进口压力传感器25与出口压力传感器30所采集的压力差值即为临界压差，若要进行其它含水率下出砂临界压差实验，就要调节水量调节器16、气量调节器20，进而改变气水混合物的含水率。
[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27，岩心夹持器14与密封垫27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