[發明專利]測量封竄劑侵入地層深度的模擬實驗裝置及其測量方法

在審

• 申請號: 201611009283.1
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106777471A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 付美龍;文守成;黃倩;劉國霖
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 陳家安

技術領域

本發明涉及油田化學技術領域，具體涉及一種測量封竄劑侵入地層深度的模擬實驗裝置，本發明還涉及這種模擬實驗裝置的測量方法。

背景技術

隨著油田開發深度，廣度的不斷延伸，對油水井質量要求逐漸升高，特別是細分層注采工藝技術的實施以及三次采油技術的推廣與應用，對油水層之間竄槽的治理越來越受到重視。油水井經過長時間的開采，套管出現變形、破損和漏失，再加上固井質量差和長期注水開采引起的層間矛盾導致竄槽現象不斷加劇，油水井竄槽，特別是多層段的竄槽，會給油井生產和管理帶來嚴重危害，主要表現在：一是不能對多油層進行分層開采；二是使油水井增產增注措施的全面實施受到一定的限制，嚴重影響油井正常生產；三是影響油田開發速度；四是降低油水井的使用壽命；五是影響油田最終采收率；六是給修井作業和管理造成麻煩，影響油田開發效益。為達到穩油控水的目的，使油田能夠正常開發生產，封竄技術越來越受到人們的重視。

目前主要采用向竄槽部位擠入封竄劑，對竄槽部位進行有效封堵，降低竄槽對油氣井生產的影響。然而，在現場施工過程中發現，根據吸水情況，封竄劑的用量設計半徑可能大于重復補孔射孔槍的最大穿深，導致封竄后重復補孔射不透，造成層位報廢。因此，有必要建立合理的物理模型，研究不同地層物性和施工參數條件下封竄劑侵入深度，分析不同的滲透率、溫度、驅替壓力以及驅替速度對封竄劑侵入深度的影響。該裝置成功設計對模擬現場封竄，根據不同地層物性優化現場封竄施工工藝及施工參數具有重要意義。

發明內容

本發明的第一目的在于克服上述背景技術的不足，而提供一種測量封竄劑侵入地層深度的模擬實驗裝置。本發明的模擬實驗裝置為根據不同的物性參數、施工參數以及物模實驗數據建立了封竄劑侵入深度的預測模型，通過建立封竄劑侵入深度預測模型，對施工壓力、施工排量、施工用量等施工參數進行了合理優化，對現場施工中封竄劑的侵入深度進行合理預測，確保封竄劑侵入深度＜1m，使得射孔槍可以射穿封竄地層。

本發明的第二目的在于提供這種測量封竄劑侵入地層深度的模擬實驗裝置的測量方法，該測量方法簡單易行，可模擬封竄劑在射孔通道及通道頂部的侵入狀態，更為真實的模擬封堵劑在地層中的分布狀態及侵入深度，有利于對施工壓力、施工排量、施工用量等施工參數進行了合理優化。

為實現第一目的，本發明的測量封竄劑侵入地層深度的模擬實驗裝置，包括呈中空圓柱形狀的套管、設置在套管頂部與之固定連接的釜體、設置在套管底部用于對其進行支撐固定的底座、設置在套管內沿其軸向布置的填砂管、設置在釜體與填砂管之間用于連通兩者的射孔通道、設置在填砂管內可沿其軸向上下滑動的壓縮模塊、以及設置底座上用于驅動壓縮模塊軸向滑動的千斤頂；

所述釜體的上部設置有與之密封連接的蓋體，所述釜體與蓋體之間圍合形成用于容納封竄劑的容納腔，所述容納腔通過貫穿蓋體的第一管路與外界的增壓泵連接；所述套管內沿其軸向設置有用于安裝固定填砂管的固定套，所述套管內壁與固定套外壁之間圍合形成用于模擬地層壓力的壓力腔，所述壓力腔通過第二管路與外界的環壓泵連接；

所述填砂管為頂端封堵、底端敞開的圓柱形管狀結構，所述填砂管的頂端嵌入釜體底部與之固定連接，所述填砂管的底端向下延伸穿出套管的底部，所述壓縮模塊置入填砂管的底部與之周向密封連接；所述千斤頂的底部固定設置在底座上，頂部的伸縮端與壓縮模塊的底部固定連接；

所述固定套的頂端與釜體底部固定連接，所述固定套的底端與套管底部固定連接，所述固定套的內壁與填砂管的外壁貼合；所述固定套為由橡膠制成的中空圓柱形狀橡膠固定套。所述套管的外壁上套設有用于對其內腔進行加熱的加熱裝置。

上述技術方案中，所述釜體與蓋體之間設置有密封圈，所述釜體的底部設置有清洗通孔，所述清洗通孔通過可拆卸的柱塞封堵。

上述技術方案中，所述套管的外壁上套設有用于對其內腔進行加熱的加熱裝置。

上述技術方案中，所述千斤頂的底部設置有用于顯示其壓力值大小的壓力表。

上述技術方案中，所述加熱裝置為環繞設置在套管外壁的環形加熱裝置。

上述技術方案中，所述蓋體與第一管路的相連部、以及套管與第二管路的相連部均設置有快速接頭。

為實現第二目的，本發明提供一種利用測量封竄劑侵入地層深度的模擬實驗裝置進行測量的方法，包括如下步驟：

1)按實驗配方將石英砂放入溫度為102～110℃的恒溫干燥箱中處理8～16h后，自然冷卻至室溫，將石英砂充分混合均勻；