[發(fā)明專利]測量多層合采氣井層間竄流量的實驗裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410222731.0
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN105089653B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 史云清;鄭榮臣;嚴謹;王樹平
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建,劉華聯(lián)

技術領域

本發(fā)明涉及油氣井工程，特別是涉及測量多層合采氣井層間竄流量的實驗裝置。本發(fā)明還涉及使用這種實驗裝置測量層間竄流量的方法。

背景技術

致密低滲透氣藏大多數(shù)發(fā)育多套儲層，為提高單井產量，氣井往往同時開采多個儲層。地下多個儲層的氣體同時產出，在地面表現(xiàn)為一個井口產出量，但是無法知道由于層間壓力不同且隔層不能完全封閉而造成的層間竄流量的多少。層間竄流降低氣田采出程度，測量層間竄流多少，可以指導氣田科學合理高效開發(fā)。

目前，大多情況下，只能通過數(shù)值模擬軟件建立多層合采氣井層間隔層不完全封閉的模型來模擬和計算竄流情況，但是這種方法受到所建立的氣井儲層模型的準確性的制約。

因此，需要一種能在實驗室精確計算多層合采氣井層間竄流量的裝置。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種測量多層合采氣井層間竄流量的實驗裝置。通過這種實驗裝置，能夠在實驗室準確地模擬實際工況而精確地測出采氣井層間竄流量。

根據本發(fā)明的第一方面，提出了一種測量多層合采氣井層間竄流量的實驗裝置，包括：地層模擬器，在其內部疊置有多層巖芯，在相鄰的巖芯之間設置有氣體透過性的隔層，在地層模擬器的頂壁和底壁與相應的巖芯之間均設置有能變形的密封墊從而在頂壁和/或底壁與相應的密封墊之間形成覆壓流體室，在地層模擬器的殼體側壁上設置有多個分別與相應的巖芯連通的測量氣入口，在地層模擬器的殼體底壁上設置有與覆壓流體室連通的覆壓流體入口，延伸穿過地層模擬器的頂壁并且下端開口延伸到待測巖芯中的用于引出測量氣的模擬油管其中，待測巖芯的測量氣的進氣量和出氣量的差值為層間竄流量。

通過本發(fā)明的實驗裝置，向待測巖芯和與待測巖芯相鄰的巖芯充入壓力不同的待測氣體，氣體由于巖芯內的表觀壓力差值而會穿過隔層在不同的巖芯層之間發(fā)生流動，這表現(xiàn)為待測巖芯進氣量與出氣量之間的差值，即層間竄流量。這種實驗原理與實際地層中發(fā)生的層間竄流完全相同，因此本實驗裝置能夠準確地模擬實際地層中的層間竄流，實驗結果也就能更準確地反映實際情況，實驗成本也較低。

在一個實施例中，該實驗裝置還包括從頂壁到最底層巖芯貫穿延伸的模擬井筒，模擬井筒與巖芯接觸的部分形成測量段，模擬井筒與隔層接觸的部分形成密封段，測量段與相應的巖芯相連通，在密封段內設置有密封件，模擬油管延伸穿過密封件而豎直設置在模擬井筒內。通過設置模擬井筒，可更方便地在地層模擬器中設置模擬油管。此外，由于在實際施工過程中，油管就是設置在井筒中，因此本實驗裝置也真實地模擬了實際工況，使得所測得的實驗數(shù)據更真實地反應了實際工況。在一個優(yōu)選的實施例中，模擬油管的數(shù)量為多個，并且在模擬井筒內并行延伸到不同層的巖芯處。從而本發(fā)明的實驗裝置能夠同時測量氣井中多個層位之間的竄流量，提高了實驗效率。

在一個實施例中，在測量段上設置有多個通孔。這種結構的模擬井筒用于模擬氣井底部射孔，使得本實驗裝置能夠模擬射孔和裸眼生產。

在一個實施例中，在隔層上設置有模擬井筒延伸穿過的中央通孔，和圍繞中央通孔分布的多個通氣孔。在使用本發(fā)明的實驗裝置中模擬層間竄流時，這種隔層使得竄流能在整個巖芯任意徑向位置任意徑向位置發(fā)生，較好地模擬了實際地層狀況，提高了實驗數(shù)據的可信度。

在一個實施例中，在地層模擬器的殼體側壁內表面的相應于巖芯的區(qū)域設置有多個與相應的測量氣入口連通環(huán)形槽，優(yōu)選地，環(huán)形槽的高度與相應巖芯的高度之比為1∶1到1∶1.1。通過設置環(huán)形槽，當打開恒壓氣源時，氣體會通過測量氣入口迅速流入環(huán)形槽而到達巖芯周圍，從而巖芯邊緣處的氣體壓力相等。借助于巖芯邊緣處的氣體壓力相等，在巖芯內的氣體流動為沿著巖芯的徑向流向模擬井筒底部并進入到模擬井筒內，即為徑向滲流，這與實際工況中儲層內的流體滲流模式一致，從而提高了實驗數(shù)據的準確性。環(huán)形槽的高度與相應巖芯的高度大體相等，也有助于巖芯邊緣處的氣體壓力快速達到平衡，提高了實驗效率。

在一個實施例中，在地層模擬器的殼體頂壁和/或底壁內表面上設置有多個與覆壓流體入口連通的覆壓流體槽，多個覆壓流體槽彼此連通。通過這種結構，當通過覆壓流體源向覆壓流體室施加覆壓流體時，這些覆壓流體槽能夠使覆壓流體迅速充滿整個覆壓流體室，實現(xiàn)給巖芯壓施加均勻的壓力。