化学封隔器封堵性能的试验装置及方法

本发明涉及化学封隔试验，具体是涉及一种化学封隔器封堵性能的试验装置及方法。

背景技术：

1、油田开发到中后期，地层能量降低，采收率相应减少，大部分油田开始通过注水补充地层能量以提高采收率。但由于岩石层物质组成的差异性、岩石矿物含量及胶质含量不尽相同，导致储油层层内、层间的非均质性，因此储油层与储油层、储油层与注水层渗透率存在差异。渗透率的差异性使得注水过早进入油井，在油藏内部形成优势通道，注水阻力减小，注水过程势必出现“串流”“突进”“直进”等现象，对采收率造成严重影响；原先旧通道解堵也会对注水效果造成负面影响，为了提高采收率必须对这些通道进行调剖堵水。

2、因此，通过向地层中注入化学封隔器来改善吸水剖面，提高注水波及范围，是抑制低效循环、改善油田开发效果最为有效的方法之一。近年来调剖堵水的工作量逐年增大，工作难度上升，而增油潜力降低，这种形势导致了对化学封隔器的性能要求日益增加。

3、目前，化学封隔器封种类繁多，研究广泛，大多采用岩心驱替实验对化学封隔器封堵性能进行评价，实验操作略显复杂，准备时间较长，可重复性差。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种化学封隔器封堵性能的试验装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单、操作方便，提高化学封隔器封堵性能研究的效率。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供了一种化学封隔器封堵性能的试验装置，包括井体组件、化学封隔器储集罐、油储集罐、温度控制仪器、压力控制仪器和计算机，所述井体组件上设有用于化学封隔器进入的化学封隔器入口、用于化学封隔器排出的化学封隔器出口、用于试验用油进入的油入口以及用于试验用油排出的油出口，所述化学封隔器出口与所述化学封隔器储集罐连通，且所述化学封隔器储集罐用于收集经所述化学封隔器出口排出的化学封隔器，所述油出口与所述油储集罐连通，且所述油储集罐用于收集经所述油出口排出的试验用油，所述温度控制仪器用于控制所述井体组件内试验用油的温度，所述压力控制仪器用于控制所述井体组件内试验用油所受压力，所述温度控制仪器和所述压力控制仪器均与所述计算机电连接，所述井体组件的侧壁上还设有刻度尺。

4、优选的，所述井体组件包括井架、井筒和井身，所述井身位于所述井筒内，所述井架与所述井筒外壁连接并用于支撑所述井筒，所述刻度尺位于所述井身上，并能够通过所述井筒外部观测。

5、优选的，所述化学封隔器入口和所述化学封隔器出口均开设于所述井身的侧壁，且靠近所述井身的上半部设置，所述化学封隔器入口高于所述化学封隔器出口，且所述化学封隔器入口和所述化学封隔器出口均延伸至所述井筒外部。

6、优选的，所述油入口和所述油出口均开设于所述井身的侧壁，且靠近所述井身的下半部设置，所述油入口高于所述油出口，所述油入口和所述油出口均延伸至所述井筒外部。

7、优选的，所述井身下半部的外壁与所述井筒的内壁之间还设有夹套，所述夹套内用于通入介质，所述夹套上设有温度恒流入口，所述温度恒流入口延伸至所述井筒外部并与所述温度控制仪器连接，所述温度控制仪器用于控制所述夹套内介质的温度。

8、优选的，所述井身下半部的侧壁上设有压力恒流入口，所述压力恒流入口延伸至所述井筒外部并与所述压力控制仪器连接，所述压力控制仪器用于经所述压力恒流入口向所述井身内通入气体来控制所述井身内试验用油所受压力。

9、优选的，所述压力控制仪器为isco柱塞泵。

10、优选的，所述油出口与所述油储集罐之间设置有稳压阀。

11、本发明还提供了一种化学封隔器封堵性能的试验方法，使用上述技术方案中任一项所述的化学封隔器封堵性能的试验装置，包括以下步骤：

12、s1.安装并固定井架、井筒和井身；

13、s2.打开油入口，关闭油出口，将试验用油通过油入口投入至井身内的下半部，投入结束后，关闭油入口；

14、s3.打开化学封隔器入口，关闭化学封隔器出口，将所研究的化学封隔器通过化学封隔器入口投入至井身内的上半部，投入结束后，关闭化学封隔器入口；

15、s4.开启温度控制仪器、压力控制仪器和计算机，确认计算机已通过数据线连接温度控制仪器和压力控制仪器；

16、s5.测试所研究化学封隔器在某恒定温度条件下可承受最大的地层压力时：压力控制仪器通过管线连接至压力恒流入口，调整压力控制仪器的参数，使压力控制仪器输入一个随时间线性递增的压力来模拟地层压力，观察井身中化学封隔器所在层是否被地层压力突破；查看计算机所绘制图表，可知在此温度条件下化学封隔器发挥封堵作用所承受的具体地层压力数值；试验结束后，打开化学封隔器出口，排出化学封隔器至化学封隔器储集罐；调节好稳压阀，打开油出口，排出试验用油至油储集罐，对井身进行清洗，方便后续试验；

17、测试所研究化学封隔器在恒定压力、不同温度条件下的封堵性能时：通过刻度尺对比化学封隔器所在层被地层压力突破的厚度，调整压力控制仪器的参数，使压力控制仪器提供恒定压力，温度控制仪器通过管线连接至温度恒流入口，控制试验用油的温度变化；观察刻度尺和计算机，记录化学封隔器所在层被油层突破高度及其对应温度；试验结束后，打开化学封隔器出口，排出化学封隔器至化学封隔器储集罐；调节好稳压阀，打开油出口，排出试验用油至油储集罐，对井身进行清洗，方便后续试验；

18、测试恒温条件下不同化学封隔器对同一种试验用油的封堵性能时：先投入一种化学封隔器和一种试验用油进行第一组试验，保存计算机中的压力随时间变化图表；然后打开化学封隔器出口，排出化学封隔器至化学封隔器储集罐，调节好稳压阀，打开油出口，排出试验用油至油储集罐，对井身进行清洗；进行下一组试验，投入另一种化学封隔器和同一种试验用油，查看计算机，对比温度压力随时间变化图表，即可得出不同化学封隔器对同一种试验用油的封堵性能评价；打开化学封隔器出口，排出化学封隔器至化学封隔器储集罐；调节好稳压阀，打开油出口，排出试验用油至油储集罐，对井身进行清洗；

19、s6.按规范处理化学封隔器储集罐和油储集罐中的废液，对井身进行清洁，方便下次试验，检查各出入口是否关闭，关闭压力控制仪器和计算机，试验结束。

20、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

21、本发明提供的化学封隔器封堵性能的试验装置及方法，结构简单，操作方便，观测直接以及可重复性好，能够模拟在实际地层中对化学封隔器的封堵性能进行评价，可以更为直观地研究化学封隔器在不同压力或者温度条件下的封堵性能，从而进一步提高化学封隔器封堵性能研究的效率。

技术特征：

1.一种化学封隔器封堵性能的试验装置，其特征在于：包括井体组件、化学封隔器储集罐、油储集罐、温度控制仪器、压力控制仪器和计算机，所述井体组件上设有用于化学封隔器进入的化学封隔器入口、用于化学封隔器排出的化学封隔器出口、用于试验用油进入的油入口以及用于试验用油排出的油出口，所述化学封隔器出口与所述化学封隔器储集罐连通，且所述化学封隔器储集罐用于收集经所述化学封隔器出口排出的化学封隔器，所述油出口与所述油储集罐连通，且所述油储集罐用于收集经所述油出口排出的试验用油，所述温度控制仪器用于控制所述井体组件内试验用油的温度，所述压力控制仪器用于控制所述井体组件内试验用油所受压力，所述温度控制仪器和所述压力控制仪器均与所述计算机电连接，所述井体组件的侧壁上还设有刻度尺。

2.根据权利要求1所述的化学封隔器封堵性能的试验装置，其特征在于：所述井体组件包括井架、井筒和井身，所述井身位于所述井筒内，所述井架与所述井筒外壁连接并用于支撑所述井筒，所述刻度尺位于所述井身上，并能够通过所述井筒外部观测。

3.根据权利要求2所述的化学封隔器封堵性能的试验装置，其特征在于：所述化学封隔器入口和所述化学封隔器出口均开设于所述井身的侧壁，且靠近所述井身的上半部设置，所述化学封隔器入口高于所述化学封隔器出口，且所述化学封隔器入口和所述化学封隔器出口均延伸至所述井筒外部。

4.根据权利要求2所述的化学封隔器封堵性能的试验装置，其特征在于：所述油入口和所述油出口均开设于所述井身的侧壁，且靠近所述井身的下半部设置，所述油入口高于所述油出口，所述油入口和所述油出口均延伸至所述井筒外部。

5.根据权利要求2所述的化学封隔器封堵性能的试验装置，其特征在于：所述井身下半部的外壁与所述井筒的内壁之间还设有夹套，所述夹套内用于通入介质，所述夹套上设有温度恒流入口，所述温度恒流入口延伸至所述井筒外部并与所述温度控制仪器连接，所述温度控制仪器用于控制所述夹套内介质的温度。

6.根据权利要求2所述的化学封隔器封堵性能的试验装置，其特征在于：所述井身下半部的侧壁上设有压力恒流入口，所述压力恒流入口延伸至所述井筒外部并与所述压力控制仪器连接，所述压力控制仪器用于经所述压力恒流入口向所述井身内通入气体来控制所述井身内试验用油所受压力。

7.根据权利要求6所述的化学封隔器封堵性能的试验装置，其特征在于：所述压力控制仪器为isco柱塞泵。

8.根据权利要求1所述的化学封隔器封堵性能的试验装置，其特征在于：所述油出口与所述油储集罐之间设置有稳压阀。

9.一种化学封隔器封堵性能的试验方法，其特征在于：使用权利要求1-8中任一项所述的化学封隔器封堵性能的试验装置，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种化学封隔器封堵性能的试验装置及方法，涉及化学封隔试验技术领域，井体组件上设有用于化学封隔器进入的化学封隔器入口、用于化学封隔器排出的化学封隔器出口、用于试验用油进入的油入口以及用于试验用油排出的油出口，化学封隔器出口与化学封隔器储集罐连通，用于收集经化学封隔器出口排出的化学封隔器，油出口与油储集罐连通，用于收集经油出口排出的试验用油，温度控制仪器用于控制井体组件内试验用油的温度，压力控制仪器用于控制井体组件内试验用油所受压力，温度控制仪器和压力控制仪器均与计算机电连接，井体组件的侧壁上还设有刻度尺。本发明结构简单、操作方便，能够提高化学封隔器封堵性能研究的效率。

技术研发人员：张志秋,刘俊良,刘影,曹广胜,杨二龙,赵万春,柏明星,张继成,白玉杰
受保护的技术使用者：东北石油大学三亚海洋油气研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11