[發(fā)明專利]舉升泵排砂能力測試方法

有效

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• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108661924B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設計）人: 王宇賓;徐鴻志;李玉泉;郝志偉;鄧君宇;王天駒;謝夢春;王劍
• 申請（專利權）人: 中國石油集團海洋工程有限公司
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00;F04B51/00
• 代理公司: 11340 北京天奇智新知識產權代理有限公司
• 代理人: 李振文

本公開涉及一種舉升泵排砂能力測試方法，其中，舉升泵位于測試井中，用于抽取井內液體，測試井連接有供液裝置，供液裝置具有供液泵，其中，方法包括以下步驟：步驟1、在供液裝置中預備具有特定含砂量的特定體積的液體；步驟2、啟動供液泵，以從供液裝置向測試井內注入具有特定含砂量的液體；步驟3、啟動舉升泵，以將測試井內的液體抽取到供液裝置，以形成循環(huán)回路；步驟4、調節(jié)供液泵和舉升泵，使循環(huán)回路中的液體流速分別到達多個預定值，分別測量得到測試井的多個井口壓力值；步驟5、在供液裝置中預備具有不同于之前的特定含砂量的特定體積的液體，并重復執(zhí)行步驟2至4，測量得到對應于不同液體流速和不同含砂率的井口壓力值。

技術領域

本發(fā)明涉及海洋工程測試技術領域，尤其涉及一種舉升泵排砂能力測試方法。

背景技術

在常規(guī)油氣資源開發(fā)過程中，人工舉升技術主要用于輸送原油和天然氣，盡管采取了防砂措施，正常生產時地層出砂很少或者不出砂，但部分油井在防砂失敗或生產后期會出現(xiàn)地層出砂的情況。

舉升泵在應用于含砂油井時，存在的問題較多，如地層砂粒進入井筒后在流動過程中會發(fā)生沉積，造成井筒堵塞，地面管線和儲油罐積存大量沉砂，因而經(jīng)常被迫起管柱進行大修作業(yè)，以清除砂堵、沖洗砂埋油層、清理地面管線和儲油罐。上述問題嚴重時，可能引起井壁坍塌而損壞套管和襯管、砂埋油層導致油井停產，降低油井的生產時率，增加生產成本。

在含砂油井電潛泵選井選泵過程中，需要明確井液含砂量、酸溶性、砂粒度、石英砂含量、砂粒幾何特性等數(shù)據(jù)，如果以上數(shù)據(jù)不完整，則難以確定是否下電潛泵。

另一方面，天然氣水合物的開采原理與常規(guī)油氣資源不同，天然氣水合物是在一定條件下水與天然氣結合的一種化學成分不穩(wěn)定、具有籠形框架結構的類冰狀結晶物質，理論上一個飽和的天然氣水合物分子結構內，甲烷與水的摩爾比為1:6，即在標準狀況下，1m³天然氣水合物約含有164m³甲烷氣和0.8m³水，氣水比達到200左右。通常在開采常規(guī)石油、天然氣過程不存在相變，而開采天然氣水合物時，需要通過控制水合物的平衡曲線使其發(fā)生相變。當甲烷水合物所受的壓力降低或者溫度升高達到水合物與甲烷氣的分界線時，水合物就會發(fā)生相變而分解，產生游離天然氣，同時會產生大量的水。水合物分解后骨架結構失去支撐而變得不穩(wěn)定，地層將發(fā)生坍塌，在完井防砂效果不佳時地層砂會進入井筒，形成水砂混合物，如果是粉砂質儲層，地層砂粒徑小更加容易進入井筒。

因此，在天然氣水合物的開采場合，由于地層大量出砂，人工舉升技術如不能有效排砂，會堵塞舉升通道，影響水合物的開采。目前，世界各國在水合物試采測試時不同程度地遇到了地層出砂的情況，導致電潛泵發(fā)生故障終止測試。在天然氣水合物試采中，排砂主要依靠舉升泵，通過抽取地層水將地層砂帶出井筒，達到降壓和排砂的目的，使井筒環(huán)境達到水合物分解的條件，并保持舉升通道通暢。

盡管目前已經(jīng)出現(xiàn)各種類型的防砂電潛泵，如目前使用的寬流道耐砂泵，但其使用壽命距離理想目標還很遠，尤其對于天然氣水合物開采地層出砂量大的情況，對舉升泵的防砂和排砂能力要求更高。常規(guī)油氣井生產中，舉升泵的工作介質主要是原油或地層水，舉升泵的結構、性能設計以及加工制作也主要是為滿足原油和地層水的輸送要求。目前防砂電潛泵也僅僅是在含砂量很低的井筒環(huán)境中短時間內應用，常規(guī)油氣井地層發(fā)現(xiàn)出砂后主要采取沖砂作業(yè)來清除，不采用舉升泵排砂的方式，長期穩(wěn)定的排砂能力沒有作為舉升泵主要性能來設計和檢驗。在電潛泵和螺桿泵等舉升泵相關的技術規(guī)范與標準中，沒有關于排砂能力測試方法的規(guī)定，常規(guī)油氣井生產過程中，也不是通過舉升泵來清除地層砂。關于舉升泵的排砂能力，目前沒有測試檢驗方法和與之相關的內容，因此并未見到相應的技術方案。

綜上所述，在水合物開采過程中，由于地層大量出砂，對舉升泵的排砂能力提出嚴苛的要求，因此有必要對舉升泵的排砂能力進行測試驗證。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的發(fā)明人針對現(xiàn)有技術的上述情況，開發(fā)了舉升泵排砂能力測試驗證方法，其主要解決以下問題：