[發明專利]一種頁巖氣水平井管內孔眼暫堵球座封測試裝置及測試方法

在審

• 申請號: 201911034980.6
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110887645A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 張峰;榮莽;張煒;李奎東;肖佳林;黃曉凱;岳泉;熊力坤;朱志芳;胡韻
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉秋芳;胡建平

本發明公開了一種頁巖氣水平井管內孔眼暫堵球座封測試裝置及測試方法，包括混料罐、循環泵、投球立管、傳感器、多孔管柱模擬測試部分、廢液罐，在模擬套管的周向方向設有多個射孔，所述各個射孔導流管沿模擬套管的徑向方向設置，分別與其連接區域內的射孔相連通，所述匯流管與同一圓周方向的射孔導流管相連接，各匯流管的尾端與廢液罐相連。本發明針對頁巖氣水平井套管內暫堵球座封效果進行模擬，獲取不同暫堵球粒徑、施工排量和炮眼開啟程度條件下，暫堵球在套管炮眼處座封的時間、有效率、位置和孔眼壓力波動，進而指導現場施工時暫堵球類型和投球時機的選擇，促進液體轉向，壓裂開啟新的裂縫。

技術領域

本發明涉及一種頁巖氣水平井管內孔眼暫堵球座封測試裝置及測試方法，屬于油氣田勘探開發技術領域。

背景技術

頁巖氣作為新興能源在國家能源體系中的地位越來越重要，涪陵氣田供氣已突破100億方。水力壓裂作為改造措施已成功應用于頁巖氣開發，壓裂液作為工作介質能夠有效造縫和攜砂。裂縫作為頁巖氣生產的通道，改造體積決定了單井產量。采用投放暫堵球封堵部分炮眼可以有效提高井底壓力，開啟新縫進而提高改造效果。傳統暫堵材料評價裝置主要針對直井，未針對水平井進行研究，沒有考慮重力作用和液體水平流態，不能實時獲取封堵位置，無法掌握每個射孔孔眼內的壓力變化；同時傳統方法無法對每個射孔內液體流量進行控制，即無法模擬不同裂縫進液能力，對于上下層位裂縫張合能力的模擬不具有針對性。本發明通過水平管道模擬單簇射孔套管，每個射孔孔眼均可監測封堵效果與壓力變化，同時可以根據上下層位變化設定每個孔眼的流量，進而有效模擬頁巖氣壓裂過程中水平井暫堵球座封效果，對于獲取封堵效果，優化暫堵球參數和施工工藝，為壓裂提高更直接的參考數據。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足提供一種頁巖氣水平井管內孔眼暫堵球座封測試裝置及測試方法，該裝置及測試方法能有效模擬頁巖氣壓裂過程中水平井暫堵球座封效果，獲取不同暫堵球粒徑、施工排量和炮眼開啟程度條件下，暫堵球在套管炮眼處座封的時間、有效率、位置和孔眼壓力波動，進而優化暫堵球參數和施工工藝，為壓裂提高更直接的參考數據。

本發明所采用的技術方案為：一種頁巖氣水平井管內孔眼暫堵球座封測試裝置，其特征在于：包括混料罐、循環泵、投球立管、傳感器、多孔管柱模擬測試部分、廢液罐，所述循環泵的進液口與混料罐相連，出液口通過主管路與多孔管柱模擬測試部分相連，所述傳感器及投球立管設置在主管路上，所述多孔管柱模擬測試部分包括模擬套管、多個射孔導流管、多個匯流管，在模擬套管的周向方向設有多個射孔，所述各個射孔導流管沿模擬套管的徑向方向設置，分別與其連接區域內的射孔相連通，所述匯流管與同一圓周方向的射孔導流管相連接，各匯流管的尾端與廢液罐相連。

按上述技術方案，所述射孔沿模擬套管外壁沿螺旋方向均勻布置，每個射孔對應連接一個射孔導流管，各個射孔導流管同樣沿螺旋方向設置。

按上述技術方案，在各個射孔導流管上設有流量閥或/和壓力傳感器。

按上述技術方案，所述的投球立管的上部設有旋塞，下部有旋轉閥門，與主管路通過三通連接。

按上述技術方案，所述射孔導流管內部為通孔，與模擬套管相連通。射孔導流管內徑9毫米，小于暫堵球直徑(10毫米或13.5毫米)，模擬套管內的暫堵球可卡緊于射孔導流管入口，實現座封。

按上述技術方案，在主管路上位于模擬套管的上游設有泄壓閥。

按上述技術方案，混料罐包括攪拌器、料斗和罐體。

一種如上所述的一種頁巖氣水平井管內孔眼暫堵球座封測試裝置的測試方法，其特征在于：包括如下步驟：

⑴混料罐內加水，按照現場配方配制減阻水或膠液，啟動攪拌器充分攪拌，靜置設定時間等待溶解。

⑵關閉投球立管旋轉閥門，擰開上部旋塞，投入設計數量的暫堵球；擰緊旋塞，等待投球時機；