[發(fā)明專利]一種井下套管形變模擬裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810505163.3
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108571313A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王軍;杜衛(wèi)強(qiáng);韓飛;喬磊;朱英杰;梁國紅;邵強(qiáng);楊斯媛;盧靜;張曄
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B43/26;G09B25/02
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝

本申請?zhí)峁┮环N井下套管形變模擬裝置及方法。所述裝置包括：壓力倉，所述壓力倉內(nèi)設(shè)置有帶有套管孔的頁巖樣品，所述套管孔內(nèi)設(shè)置有套管，所述套管的內(nèi)壁處設(shè)置有應(yīng)變檢測設(shè)備；所述壓力倉的內(nèi)表面設(shè)置有壓力加載設(shè)備，所述壓力加載設(shè)備用于向所述頁巖樣品施加壓力；所述壓力倉中設(shè)置有注水口，所述注水口連接有注水設(shè)備。利用本申請中各實施例，高壓條件下，頁巖吸水膨脹、蠕變套管形變過程的監(jiān)測，為套管形變的機(jī)理研究提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于油氣田鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種井下套管形變模擬裝置及方法。

背景技術(shù)

頁巖氣是我國重點開發(fā)的非常規(guī)資源，我國頁巖地層裂縫發(fā)育較大，井下易漏，頁巖氣井存在著井壁易縮徑、破碎垮塌的問題。

在頁巖氣的開開采過程中，頁巖氣層井在壓裂過程中吸水膨脹、蠕變后使得套管變形損壞嚴(yán)重。特別是在水平井段中，壓裂后井筒的完整性差，而且隨著壓裂的壓力越來越高，這種情況越來越嚴(yán)重，最終導(dǎo)致整個水平段無法正常開采，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。現(xiàn)有技術(shù)中，無專門的套管變形物理模擬試驗裝置及其方法來揭示頁巖氣水平井大型體積壓裂過程套變機(jī)理。因此，業(yè)內(nèi)亟需一種能夠?qū)搸r氣開采時，井下套管形變進(jìn)行研究的實施方案。

發(fā)明內(nèi)容

本申請目的在于提供一種井下套管形變模擬裝置及方法，實現(xiàn)了高壓條件下，頁巖吸水膨脹、蠕變套管形變過程的監(jiān)測，為套管形變的機(jī)理研究提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

一方面本申請?zhí)峁┝艘环N井下套管形變模擬裝置，包括：

壓力倉，所述壓力倉內(nèi)設(shè)置有帶有套管孔的頁巖樣品，所述套管孔內(nèi)設(shè)置有套管，所述套管的內(nèi)壁處設(shè)置有應(yīng)變檢測設(shè)備；

所述壓力倉的內(nèi)表面設(shè)置有壓力加載設(shè)備，所述壓力加載設(shè)備用于向所述頁巖樣品施加壓力；

所述壓力倉中設(shè)置有注水口，所述注水口連接有注水設(shè)備。

進(jìn)一步地，所述裝置的另一個實施例中，所述壓力倉包括：壓力倉主體，設(shè)置在所述壓力倉主體下端面的壓力倉底板，設(shè)置在所述壓力倉主體上端面壓力倉上蓋，所述壓力倉底板和所述壓力倉上蓋之間通過拉桿連接。

進(jìn)一步地，所述裝置的另一個實施例中，所述壓力倉底板與所述壓力倉主體之間、所述壓力倉上蓋與所述壓力倉主體之間均設(shè)置有密封圈。

進(jìn)一步地，所述裝置的另一個實施例中，所述壓力加載設(shè)備設(shè)置在所述壓力倉主體的內(nèi)側(cè)表面和所述壓力倉上蓋的下表面。

進(jìn)一步地，所述裝置的另一個實施例中，所述壓力倉底板的上表面設(shè)置有底部墊板。

進(jìn)一步地，所述裝置的另一個實施例中，所述應(yīng)變檢測設(shè)備包括：應(yīng)變片，所述應(yīng)變片還連接有應(yīng)變儀，所述應(yīng)變儀用于保存所述應(yīng)變片的應(yīng)變量。

進(jìn)一步地，所述裝置的另一個實施例中，所述應(yīng)變儀還連接有數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備。

進(jìn)一步地，所述裝置的另一個實施例中，所述注水設(shè)備包括注水泵、注水閥，所述注水泵與所述數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備連接。

進(jìn)一步地，所述裝置的另一個實施例中，所述壓力加載設(shè)備包括帶有推桿的壓力加載板，所述推桿與所述注水泵連接。

進(jìn)一步地，所述裝置的另一個實施例中，所述壓力加載板與所述注水泵之間設(shè)置有壓力傳感器。

進(jìn)一步地，所述裝置的另一個實施例中，所述套管與所述套管孔之間注有水泥漿。

另一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N井下套管形變模擬的方法，包括：

通過壓力加載設(shè)備向設(shè)置在壓力倉內(nèi)的頁巖樣品施加壓力；

通過注水設(shè)備向所述壓力倉內(nèi)注水；