[實用新型]水平井剖面頂替效率測定裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220330475.3
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN202628028U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 艾池;馮福平;王利生;王銀龍;崔志華;于法浩
• 申請（專利權(quán)）人: 東北石油大學(xué)
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21B47/005
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所 23118
• 代理人: 曹愛華

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及的是石油與天然氣工程中水平井剖面頂替效率的室內(nèi)模擬測量裝置，用于測量水平井頂替過程中偏心環(huán)空剖面頂替效率，具體涉及的是水平井剖面頂替效率測定裝置。

背景技術(shù)

良好的層間封隔效果是實現(xiàn)水平井分段壓裂提高薄差油層和低滲透油田采收率的關(guān)鍵，水平井頂替時由于套管自重偏心和水泥漿與鉆井液密度差的聯(lián)合作用，形成的水泥環(huán)薄厚不均，甚至有些地方?jīng)]有形成水泥環(huán)，同時由于局部泥漿滯留的存在，降低了界面膠結(jié)強度，無法形成良好的封隔系統(tǒng)，導(dǎo)致許多水平井壓裂后很快層間竄通，嚴(yán)重影響到水平井分段壓裂優(yōu)勢的發(fā)揮。

對于水平井頂替來說，主要存在如下兩個問題：（1）水平井中，水泥漿、鉆井液所受重力方向已經(jīng)不再是軸向而是徑向，由于比重差的原因，使得重的水泥漿沉向低側(cè)，頂替界面更容易向井眼下側(cè)擴展，水泥漿在低邊形成指進現(xiàn)象獲得較好的頂替效果，而輕的鉆井液聚集在井眼上側(cè)很難被替走，形成連續(xù)的鉆井液竄槽通道；（2）套管自重使得水平井中偏心現(xiàn)象比較嚴(yán)重，套管偏心形成寬窄不一的環(huán)空間隙，固井頂替時頂替流體在寬間隙處的流動阻力要小于窄間隙處，使得頂替界面容易向?qū)掗g隙處擴展，窄間隙處形成鉆井液滯留。因此對于水平井來說，層間封隔效果受到頂替流體的密度差和套管偏心的雙重影響，套管偏心的方位及大小對層間封隔效果可能會產(chǎn)生截然不同的影響。因此需要了解套管偏心以及頂替流體密度差對水平井剖面頂替效率的影響，得出水平井偏心環(huán)空鉆井液滯留的規(guī)律。

張興國等人通過實驗研究了紊流頂替及接觸時間對注水泥頂替效率的影響，通過測定γ射線穿透不同密度的流體時強度的變化來測定頂替效率。楊建波等人利用自行研制的偏心環(huán)空注水泥模擬試驗裝置，用相似液頂替試驗研究了密度差對頂替界面以及頂替過程的影響規(guī)律，在膨潤土漿相似液頂替試驗中，采用出口混漿密度連續(xù)測量法，對密度差等因素影響頂替效率的規(guī)律進行了較為系統(tǒng)的研究。

這些實驗裝置只能測定頂替過程中兩種流體摻混流動時的頂替效果，不能測定頂替結(jié)束后環(huán)空剖面鉆井液滯留的位置以及厚度。本實用新型的研制可以用來解決目前缺少水平井偏心環(huán)空鉆井液滯留層厚度分布規(guī)律和剖面頂替效率測定的室內(nèi)實驗裝置的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供水平井剖面頂替效率測定裝置，它用于解決目前缺少水平井偏心環(huán)空鉆井液滯留層厚度分布規(guī)律和剖面頂替效率測定的室內(nèi)實驗裝置的問題。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：這種水平井剖面頂替效率測定裝置包括水泥漿箱、鉆井液箱、內(nèi)外管模擬裝置、調(diào)偏心機構(gòu)、支撐座、“擬畢托管測速儀”、倒U型管差壓計，內(nèi)外管模擬裝置由玻璃井筒內(nèi)置封閉的塑料套管構(gòu)成，內(nèi)外管模擬裝置一端通過入口管分別連接水泥漿箱、鉆井液箱，內(nèi)外管模擬裝置另一端連接出口管，內(nèi)外管模擬裝置兩端分別安裝調(diào)偏心機構(gòu)，內(nèi)外管模擬裝置安裝在支撐座上；“擬畢托管測速儀”利用針管作測壓探頭，測壓探頭插入膠塞，膠塞底面固定到玻璃井筒上，倒U型管差壓計連接測壓探頭。

上述方案中調(diào)偏心機構(gòu)設(shè)置有調(diào)節(jié)螺桿、調(diào)節(jié)支撐座、刻度盤，調(diào)節(jié)螺桿和刻度盤安裝在調(diào)節(jié)支撐座上，通過調(diào)節(jié)螺桿來調(diào)節(jié)套管偏心度。

上述方案中水泥漿箱、鉆井液箱分別連接一個泵，分別利用泵將水泥或鉆井液打入內(nèi)外管模擬裝置的環(huán)形通道中。

上述方案中“擬畢托管測速儀”的測壓探頭有兩根，其中一根探頭是彎成90°的彎曲探頭，另一根探頭垂直于流體流速方向。

本實用新型具有以下有益效果：

1、本實用新型可模擬水平井偏心環(huán)空不同周向角條件下井壁處的鉆井液滯留厚度，能夠明確的得出水平井頂替時環(huán)空的剖面頂替效率，為水平井頂替局部清洗工藝技術(shù)提供依據(jù)。

2、本實用新型內(nèi)外管模擬實驗裝置中套管偏心度可調(diào)；通過設(shè)計合理的水平井套管居中度，能夠降低環(huán)空剖面的鉆井液滯留厚度從而增加界面膠結(jié)強度，增強水平井環(huán)空封隔效果。

3、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、適應(yīng)能力強。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型中“擬畢托管測速儀”結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型中內(nèi)外管模擬裝置環(huán)形通道剖面測點示意圖。

1.泵??2.流量閥??3.入口管??4.塑料套管??5.玻璃井筒???7.出口管??8.儲水泥漿箱??9.儲鉆井液箱??10.調(diào)節(jié)螺桿??11.支撐座??12.鉆井液箱??13.水泥漿箱??14“擬畢托管測速儀”??15.倒U型管差壓計??16.針管??17.彎曲探頭??18.膠塞。