[發明專利]一種模擬套損過程的裝置與方法

有效

• 申請號: 201610872895.7
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106285586B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 張繼成;陳新宇;匡力;鄭靈蕓;孫麗艷;榮紅麗
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B43/20
• 分類號: E21B43/20
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 李建華

1.一種模擬套損過程的裝置，由套管模擬裝置、方形人造巖心(17)、巖心夾持器以及驅替管線組成，其特征在于：

所述套管模擬裝置由鋼筒(1)、壓力傳感器(2)、注水嘴(3)、注水管線(6)、水嘴保護裝置(4)以及電纜(5)連接后組成；鋼筒(1)的內徑規格為6cm，壁厚6mm，長度為30cm；在鋼筒(1)壁水平方向上設置4組螺紋通孔(8)，以鋼筒(1)中軸線為基準，各組螺紋通孔(8)在水平面上兩兩之間呈90°角均勻分布在鋼筒(1)壁上，在垂直方向上每組螺紋通孔(8)設置8個，上下間隔為3cm，水嘴保護裝置(4)為不銹鋼材質，整體呈圓筒狀，其內外表面分別設置螺紋，水嘴保護裝置(4)通過外表面的螺紋連接于鋼筒(1)壁的螺紋通孔(8)上，注水嘴(3)通過螺紋連接的方式固定在水嘴保護裝置(4)內部，注水管線(6)與注水嘴(3)相連接；鋼筒(1)內壁在水平方向上設置8組螺紋孔(7)用于固定壓力傳感器(2)，以鋼筒(1)中軸線為基準，各組螺紋孔(7)在水平面上兩兩之間呈45°角均勻分布在鋼筒(1)內壁上，在垂直方向上每組螺紋孔(7)設置8個，上下間隔為3cm,壓力傳感器(2)的信號輸出端通過電纜(5)連接到外部的顯示電路上；

所述巖心夾持器由蓋板(12)、底板(10)以及4個側板(14)連接后組成，均為不銹鋼材質；其中，蓋板(12)開有1個注水井螺紋通孔(13)和4個采油井螺紋通孔(11)，4個采油井螺紋通孔(11)呈對角線分布，直徑均為3cm，距離蓋板(12)中心10cm，蓋板(12)中心處的注水井螺紋通孔(13)直徑為6cm；蓋板(12)、底板(10)和側板(14)圍成的空間橫截面的尺寸為30cm×30cm，每個側面均分別設置4個螺栓孔(9)，在側板(12)內部設置一層卡槽，用于盛放透明密封膠墊，蓋板(12)、底板(10)與側板(14)組合后通過緊固螺栓進行相互連接固定；

方形人造巖心(17)的長、寬、高均為30cm，采用5點法井網部署規則，人造巖心內部開設5個通孔模擬注采井網；中間通孔為注水井井眼(15)，在注水井井眼(15)中下入所述套管模擬裝置以模擬注水井，在所述套管模擬裝置外注水井眼環空部分放置水泥環(16)，周圍四個通孔模擬采油井井眼(18)；

方形人造巖心(17)放置于夾持器的底板(10)上，夾持器蓋板(12)、底板(10)以及周圍4塊側板(17)通過緊固螺栓相互連接起來，從而將人造巖心(17)進行密封。

2.一種利用權利要求1所述裝置模擬套損過程的方法，該方法由如下步驟構成：

首先，根據實際油藏水泥環的尺寸以及相似準則確定出方形人造巖心(17)的注水井井眼(15)的尺寸，具體確定過程如下：

確定注水井井眼環空的水泥環(16)部分相似參數為1:10，即實際油藏水泥環厚度按照1/10的比例折算成實驗中模擬的水泥環厚度，由此確定注水井井眼尺寸的折算公式為：

注水井井眼(15)的尺寸＝鋼筒內徑+2×鋼筒壁厚+2×1/10×實際油藏水泥環厚度；

然后，在制作好的方形人造巖心(17)按照第一步所得到的注水井井眼鉆孔，將巖心(17)放置在夾持器的底板(10)上；

之后，調整注水嘴(3)在鋼筒(1)上的旋進位置，使之與人造巖心(17)上的注水井井眼(15)相通，在注水井井眼(15)中下入所述套管模擬裝置，再將夾持器的蓋板(12)、側板(14)通過緊固螺栓分別相互連接固定，蓋板(12)和底板(10)的內部均設置有密封膠墊，4個側板(14)的凹槽內放入凸狀透明膠墊，從而實現巖心密封以及驅替過程的可視化；

再后，在注水井井眼(15)的井眼環空中注入水泥環(16)；

再后，待水泥環(16)膠結完成后，進行巖心飽和水飽和油過程；

最后，逐次注水，模擬過程中壓力的相似參數為1:10，模擬注水井套損實驗，記錄壓力傳感器(2)所得到的實驗數據。