[發明專利]復雜結構井井筒油氣水三相流體變質量流動的模擬裝置

有效

• 申請號: 201210562671.8
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN102979504A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 王小秋;汪志明;魏建光;張權;翟羽佳;張秋陽
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/10;E21B49/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 董惠石

技術領域

本發明涉及石油工業中的一種室內實驗模擬裝置，特別是一種復雜結構井井筒油氣水三相流體變質量流動的大尺寸模擬裝置。

背景技術

復雜結構井作為一種高效的油氣開采技術，是20世紀末期世界油田開發迅速發展的一項新技術，使用該項技術通常可以較大程度的提高單井產能和最終采收率，尤其是對低滲透、多裂縫、薄產層等某些特殊的非常規油氣藏，其開采效益更為顯著。目前，世界已有很多國家都在使用復雜結構井技術進行油氣藏的開采。雖然采用復雜結構井能夠有效的開采油氣資源，但關于此領域仍有諸多的問題亟待解決。其中，復雜結構井的完井優化設計技術是復雜結構井優化設計與控制技術的重要組成部分，是當前石油工程領域的國際性技術難題，是提高復雜結構井單井產能及油田整體開發經濟效益的保證。

石油界于20世紀80年代后期才開始關注水平井等復雜結構井井筒動力學。此前，研究者通常認為水平井筒具有無限導流特性，當油藏滲透率較低且水平井生產段長度較短時，這種假設近乎合理。直到1989年，Dikken首次指出，為準確預測水平井的生產動態，水平井目標井段流動壓降不能忽略，即井筒無限導流假設具有狹隘性。至此以后，大量學者開始對水平井目標井段流體流動規律進行實驗和理論研究。

為了對復雜結構井完井段多相流體復雜流動規律進行全面的研究，探索多相流體變質量流動的流型和壓降規律。中國專利CN?102296946A，公開日期2011年12月28日，公開了一種《復雜結構井井筒固液兩相變質量流動模擬系統》，該實驗系統可以模擬疏松砂巖油藏開發中沙粒隨產出液進入管路以及被攜帶至井口整個過程的變質量流動。但是該模擬系統在使用時也存在下述缺陷：1、所模擬的井筒尺寸偏小，小尺寸的實驗管道無法真實模擬現場水平井的流動情況，尤其是油水或氣液多相流體流動。2、所開展的系列流動實驗是在3種射孔管道上面開展的，對于不同的射孔直徑以及射孔相位角沒有進行全面的實驗研究。3、所開展的系列流動實驗不包括氣液兩相流動實驗，即管道泵氣液兩相混合流體沿射孔段壁面注射單相液體或氣液兩相液體的模擬實驗。4、所開展的系列流動實驗亦不包括油氣水三相流動實驗，即管道泵油氣水三相混合流體沿射孔段壁面注射單相流體、兩相流體或油氣水三相流體的模擬實驗。

對本發明中涉及的技術術語的解釋如下：

復雜結構井：以水平井為基本特征，包括水平井、多分支井、大位移井、雙水平井以及多功能組合井等系列井型。

油氣水多相流：管道或井筒油氣水三相流體并存的、以各相的空間分布狀態為首要特征的復雜流動體系。其中，各相的空間分布狀態亦稱作流動型態，簡稱流型。

變質量流：沿管道或井筒流動方向，流體質量發生變化的流動體系。其中，流體質量發生變化是由壁面有流體注入導致的。

注入比：側壁流體注入速度與管道或井筒中的流體流速的比值。其中，側壁流體注入速度是指單位時間、單位管道或井筒內壁表面積的流體注入體積。

壓降：管道或井筒流體流動時，沿流動方向的壓力損失。

發明內容

為了解決現有技術中的模擬裝置不能模擬井筒油氣水三相流動實驗的技術問題，本發明提供了一種復雜結構井井筒油氣水三相流體變質量流動的模擬裝置，該模擬裝置能夠全面真實的模擬原油、天然氣及地層水開采過程中水平井目標井段油氣水三相流體復雜流動過程，研究水平井井筒多相流體變質量流動的壓降規律及其主要影響參數，為進一步開展復雜結構井的完井段單相、油水兩相、氣液兩相及油氣水三相流動復雜流動模型研究提供可靠的數據支持。