负压排水采气工艺模拟实验装置的制作方法

本发明属于非常规油气藏完井工程领域，具体涉及一种负压排水采气工艺模拟实验装置。

背景技术：

1、随着气田的逐步开发，气井井口压力低于外输管网压力的气井数量不断增加，常规排水采气工艺无法使此类气井正常生产。丛式井普遍存在高低压井并存，同时开采易形成倒灌，严重影响采收率。负压排采工艺是通过降低井口油管压力，增大气井生产压差，确保气井产量大于其连续携液临界流量，延长气井正常带液生产时间的一种高效、低成本排采工艺，可以满足对气井井口压力低于外输管网压力的气井及高低压井并存的丛式井的正常开采。

2、但该工艺在应用过程中压缩机的功率、套管与油管尺寸组合、地层产液量与产气量等因素对负压排采工艺施工效果的影响规律尚不明确，无法直观定性分析，需要搭建模拟实验系统辅助分析。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，即为了提供一种满足不同地域、不同条件的负压排水采气工艺模拟并获取可靠参数的装置，本发明提供了一种负压排水采气工艺模拟实验装置，包括总控中心、液体供应装置、气体供应装置、套管油管组合模拟装置、气液分离装置、气体收集装置和泡排剂供应装置，所述液体供应装置、所述气体供应装置、所述套管油管组合模拟装置、所述气液分离装置、所述气体收集装置、所述泡排剂供应装置均与所述总控中心信号连接；

2、所述套管油管组合模拟装置包括外管和内管，所述内管的底部设置于所述外管内部以与所述外管连通，所述内管的顶部伸出所述外管设置；所述外管的下部侧壁分别开设有进液口和进气口；所述内管的上部侧壁开设有排出口；所述外管的顶部开设有第一泡排剂入口，所述内管的顶部开设有第二泡排剂入口；所述内管与所述外管之间设置有通断控制装置；

3、所述液体供应装置通过第一管路与所述进液口连接，所述第一管路上设置有第一流量控制装置、第一流量测量装置，所述第一流量控制装置、所述第一流量测量装置均与所述总控中心信号连接，且所述第一流量测量装置设置于所述第一流量控制装置与所述外管之间；

4、所述气体供应装置通过第二管路与所述进气口连接，所述第二管路上设置有第二流量控制装置、第二流量测量装置，所述第二流量控制装置、所述第二流量测量装置均与所述总控中心信号连接，且所述第二流量测量装置设置于所述第二流量控制装置与所述外管之间；

5、所述气液分离装置通过第三管路与所述排出口连接，所述第三管路上设置有第一压力测量装置和第三流量测量装置，所述第一压力测量装置、所述第三流量测量装置均与所述总控中心信号连接；

6、所述气体收集装置通过第四管路与所述气液分离装置连接，所述第四管路上设置有第一动力装置和单流阀，所述第一动力装置、所述单流阀均与所述总控中心信号连接；

7、所述泡排剂供应装置通过第五管路与所述第一泡排剂入口连接，通过第六管路与所述第二泡排剂入口连接；所述第五管路上设置有第三流量控制装置、第四流量测量装置，所述第四流量测量装置设置于所述第三流量控制装置与所述内管之间；所述第六管路上设置有第四流量控制装置、第五流量测量装置，所述第五流量测量装置设置于所述第四流量控制装置与所述外管之间。

8、在一些优选实施例中，在第一工作状态下，所述总控中心控制分别所述液体供应装置、所述气体供应装置向所述外管内输送预设压力、预设比例的液体、气体，以模拟实验井况，裹挟液体的气体依次经过所述内管、所述第三管路循环入所述气液分离装置，液体在自重作用下落入所述气液分离装置底部形成液面，气体在所述内管的腔室压力作用下通过所述单流阀进入所述气体收集装置；所述总控中心实时记录所述第一压力测量装置、所述第三流量测量装置测量的初始压力值、初始流量值，以进行对应区域的负压排水采气的工艺模拟；

9、在第二工作状态下，启动所述第一动力装置，所述总控中心实时记录所述第一压力测量装置、所述第三流量测量装置测量的第一压力值、第一流量值，结合所述初始压力值、所述初始流量值，获取所述第一动力装置的不同功率与排采效果的试验数据，以进行预设功率的动力装置对负压排水采气的工艺模拟，和/或，以进行动力装置不同功率对负压排水采气的工艺模拟；

10、在第三工作状态下，启动所述泡排剂供应装置、所述第三流量控制装置、所述第四流量测量装置向所述内管的内腔输送泡排剂，以与所述液体供应装置输送的液体、所述气体供应装置输送的气体混合，所述总控中心基于获取所述第一压力测量装置、所述第三流量测量装置测量的压力值、流量值，以进行从内管加入的泡排剂对负压排水采气施工的工艺模拟，和/或，以进行不同剂量的从内管加入的泡排剂对负压排水采气施工的工艺模拟；

11、在第四工作状态下，启动所述泡排剂供应装置、所述第四流量控制装置、所述第五流量测量装置向所述外管的内腔输送泡排剂，以与所述液体供应装置输送的液体、所述气体供应装置输送的气体混合，所述总控中心基于获取所述第一压力测量装置、所述第三流量测量装置测量的压力值、流量值，以进行从外管加入的泡排剂对负压排水采气施工的工艺模拟，和/或，以进行不同剂量的从外管加入的泡排剂对负压排水采气施工的工艺模拟；

12、在第五工作状态下，所述液体供应装置、所述气体供应装置分别向所述外管内输送预设压力、预设比例的液体、气体；裹挟液体的气体依次经过所述内管、所述第三管路循环入所述气液分离装置，液体在自重作用下落入所述气液分离装置底部形成液面；基于所述第一压力测量装置测量的压力值调整所述单流阀的开启压力，以进行外输管网压力对负压排水采气施工的工艺模拟。

13、在一些优选实施例中，所述气体供应装置包括气箱、第二动力装置和第二压力测量装置，所述第二动力装置、所述第二压力测量装置均与所述总控中心信号连接；

14、所述第二压力测量装置设置于所述第一流量控制装置与所述气箱之间，以实时获取所述气箱供应的气体压力；

15、所述第二动力装置用于提供向所述外管输送气体的动力，所述总控中心基于所述第二压力测量装置检测的压力值进行所述第二动力装置的预设压力调节。

16、在一些优选实施例中，所述液体供应装置包括下水箱、第三动力装置和第三压力测量装置，所述下水箱的内部水平设有隔板，所述第三动力装置、所述第三压力测量装置设置于所述下水箱的顶部，所述第三动力装置、所述第三压力测量装置均与所述总控中心信号连接；所述隔板在所述第三动力装置作用下向所述外管内部输送预设流量和流速的液体；所述总控中心基于所述第三压力测量装置检测的压力值进行所述第三动力装置的预设压力调节。

17、在一些优选实施例中，所述第一动力装置包括压缩机和第一变频器，所述压缩机用于对所述内管中的气液混合物形成抽吸动力，所述第一变频器与所述压缩机配套设置；

18、所述第二动力装置包括第一气泵和第二变频器，所述第二变频器与所述第一气泵配套设置；

19、所述第三动力装置包括第二气泵和第三变频器，所述第三变频器与所述第二气泵配套设置。

20、在一些优选实施例中，所述泡排剂供应装置包括上水箱和第四动力装置，所述第四动力装置与总控中心信号连接；所述第四动力装置设置于所述第五管路、第六管路的交汇点与所述上水箱之间；

21、所述第四动力装置包括柱塞泵和第四变频器，所述第四变频器与所述柱塞泵配套设置。

22、在一些优选实施例中，所述气液分离装置、所述上水箱、所述下水箱均为透明圆柱状结构；

23、所述透明圆柱状结构的外侧设置有刻度。

24、在一些优选实施例中，所述内管的底部设置有截流短接，以进行所述套管油管组合模拟装置的截流能力的调整。

25、在一些优选实施例中，所述外管的顶部设置有外管上接头，底部设置有外管下接头，所述外管上接头的顶部中间开设有与所述内管的外径匹配的第一通孔，所述外管上接头顶部还开设有与所述第六管路连通的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔互不干涉；

26、所述内管的顶部设置有内管上接头，所述内管上接头的中间开设有与所述第五管路连通的第三通孔。

27、在一些优选实施例中，所述第一流量控制装置为第一节流阀；

28、所述第一流量测量装置为第一流量计；

29、所述第二流量控制装置为第二节流阀；

30、所述第二流量测量装置为第二流量计；

31、所述第一压力测量装置为第一压力计；

32、所述第三流量测量装置为第三流量计；

33、所述第三流量控制装置为第三节流阀；

34、所述第四流量测量装置为第四流量计；

35、所述第四流量控制装置为第四节流阀；

36、所述第五流量测量装置为第五流量计。

37、本发明的有益效果为：通过本发明提供的负压排水采气工艺模拟实验装置，可以满足对不同套管与油管尺寸组合、工具截流能力、地面压缩机功率、地层出液量、地层产气量、泡排剂加入量、环空是否密封、外输压力等条件的变化对负压排水采气工艺效果模拟的影响规律，有助于定性分析现场施工中各因素对该施工工艺的影响规律。