[發明專利]一種可視化水平井井筒滯砂實驗評價裝置

有效

• 申請號: 201710944201.0
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107905777B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 李珍明;劉平禮;李駿;楊明;皇扶衫;張誠成;何思源;王江;張峰超;何瑜寧;郭玉杰;侯磊;蔣廷學;栗杰
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267;E21B49/00
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

本發明公開了一套可視化水平井井筒滯砂實驗評價裝置，包括攪拌系統、泵液系統、可視化水平井井筒滯砂裝置、壓裂液匯積系統、廢液回收系統、信息控制系統；所述攪拌系統由攪拌電機、儲液罐、液位計組成；所述泵液系統由壓裂泵、壓裂液管線、閥門、變頻器組成；所述可視化水平井井筒滯砂裝置由透明由機玻璃射孔管、射孔孔口、法蘭接頭、閥門、壓差傳感器組成，射孔孔口設計在有機玻璃管前后兩側，壓差傳感器分別安裝在有機玻璃井筒進出口；所述壓裂液匯積系統由空腔型剛性連接器、墊圈、出液管線組成；所述廢液回收系統由廢液罐，壓裂管線閥門組成。本發明適用于研究水平井井筒中滯留下的支撐劑的鋪置規律，可優化現場壓裂施工參數。

技術領域

本發明為壓裂測試技術領域，尤其涉及一套可視化水平井井筒滯砂實驗評價裝置。

背景技術

進入21世紀以來，全球油氣資源勘探開發技術取得了顯著進步。針對低滲透、致密油氣藏和非常規油氣藏的開發，從經濟性角度考慮，由于其油氣藏特性，常規生產措施不能滿足開發的需求。因此，針對此類油氣藏正式生產前期，通常采用水力壓裂或者酸化眼壓裂等增產措施，增大泄油/氣面積，提高采收率，以達到高產、穩產的目的，并最終取得最大效益。

在現場水力壓裂施工中，施工程序大致為：1)前置液，該階段主要形成人工裂縫，為造縫階段；2)攜砂液，攜砂液進入到人工裂縫中，支撐劑在壓裂液的攜帶作用下，向裂縫深部運移，為支撐劑充填階段；3)后置液，后置液實質為不含支撐劑的壓裂液，后置液的作用為將井筒和裂縫出時端的支撐劑頂替進入到裂縫中；4)返排，該過程為依靠裂縫閉合和地層壓力的作用，將起攜帶支撐劑的壓裂液返排到地面。影響水力壓裂增產效果因素有：造縫長度、支撐劑鋪置形態、支撐劑鋪置距離、支撐劑性能和壓裂施工規模等。其中，四個施工程序前后互相銜接，前一個施工程序直接影響到后一施工程序的規模。目前國內外，針對支撐劑在裂縫中的沉降規律，研發出的相關裝置已經很先進，理論也十分成熟。但是，當前采用的套管固井+射孔完井+分段分簇射孔技術下，眾所周知，在壓裂環節中，不同的施工條件下，攜砂液在進入裂縫的同時，支撐劑在水平井井筒中也會隨之沉降，支撐劑滯留在井筒中，并形成一定形態的砂堤。支撐劑在井筒中的沉降影響到頂替液的頂替規模，還會增加施工難度。該部分支撐劑在攜砂液泵入階段，在井筒滯留形成規律及規模等問題有待深入研究，具有重要的意義。

為了更準確地接近現場的實際施工特征，在進行支撐劑滯留評價過程中，一般要設置一套與井筒參數、地層裂縫特征相近的裝置來研究支撐劑滯留規律，通過實驗室研究，可以對現場水力壓裂施工提供建議。根據相似準則，設計出一套可視化水平井井筒滯砂實驗評價裝置，就不同施工條件下，對支撐劑在水平井井筒滯留規律展開研究。但目前，尚無任何實驗設備能夠滿足這方面的需求。

發明內容

針對上述問題，本發明專利利用相似準則設計了一套貼切實際地層特性的可視化水平井井筒滯砂實驗評價裝置。其結構簡單、連接簡便、模塊化，能夠滿足水力壓裂實驗中對井筒的支撐劑滯留規律進行實驗評價。

本發明的技術方案如下：

一種可視化水平井筒滯砂實驗評價裝置，包括攪拌系統、泵液系統、可視化水平井井筒滯砂單元、壓裂液匯積系統、廢液回收系統、信息控制系統；

所述攪拌系統由攪拌電機、儲液罐、壓差式液位計組成；攪拌電機安裝于儲液罐正上方，其下設有伸入儲液罐的葉片攪拌器，壓差式液位計安裝于儲液罐左側端面，壓差式液位計底部與儲液罐底面平齊；

所述泵液系統由壓裂螺桿泵、常規管線、壓裂管線、蝶閥、波紋管、井筒根部組成；常規管線從儲液罐下方連接到壓裂螺桿泵，再通過壓裂螺桿泵連接到壓裂管線，蝶閥設置于常規管線中，波紋管通過法蘭連接到壓裂管線的另一端，波紋管讓裝置的傾斜角在60°-90°變化，模擬不同傾斜角的井況，波紋管底部連接有一小段管線，作為井筒根部。