[發明專利]一種壓裂充填防砂性能測試系統及其測試方法與評價方法

有效

• 申請號: 202010230549.5
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111272637B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 董長銀;周博;王力智;李志芬;劉永紅;蔡寶平;紀仁杰;賽福拉·地力木拉提;甘凌云
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N5/00;G01N13/04;G01M10/00
• 代理公司: 濟南竹森知識產權代理事務所(普通合伙) 37270
• 代理人: 呂利敏

本發明公開了一種壓裂充填防砂性能測試系統及其測試方法與評價方法，可以優化壓裂防砂施工參數，提高壓裂防砂效果。本發明的系統包括了并連設置的壓裂充填帶單翼裂縫擋砂可視化模擬主體裝置和壓裂充填帶雙翼裂縫擋砂雙線性流動可視化模擬主體裝置，可以實現針對壓裂充填防砂裂縫充填帶流動及擋砂的不同實驗測試和評價目的。整個系統功能全面、流程合理，可以實現自動加砂、過砂自動收集、自動數據采集等。實驗系統監測的數據全面，為裂縫充填帶的綜合防砂性能評價提供全方位的測試數據支持。本發明提供的性能指標評價方法測量了壓裂防砂的充填層的導流性能和擋砂性能，以及綜合性能，評價科學合理。

技術領域

本發明涉及石油與天然氣開發、開采技術領域，具體涉及一種壓裂充填防砂性能測試系統及其測試方法與評價方法。

背景技術

目前世界上的常規油氣田超過70％都是弱膠結疏松砂巖油藏，此類油藏具有高滲透性、膠結差的特點，在開采過程中油井出砂是常遇到的工程問題之一。壓裂充填防砂是一種主流的防砂工藝技術，將水力壓裂和礫石充填結合起來，在水力壓裂壓開的裂縫里充填礫石或陶粒，實現防砂和增產的雙重目的。壓裂充填防砂主要依靠裂縫中的充填帶阻擋地層砂，同時保持高流通性。因此，壓裂充填防砂裂縫充填帶的綜合防砂性能評價是一項十分重要的工作。但存在的問題有：

(1)現有的評價裂縫充填帶的充填介質防砂特性使用的測試裝置比較簡單，主要評價充填介質本身的擋砂特性，無法模擬裂縫在地層環境下的擋砂和流動特性。缺乏真實的裂縫條件下的充填介質性能評價測試系統。

(2)針對壓裂防砂裂縫充填介質的綜合性能評價，考慮的評價因素主要是導流能力，缺乏對擋砂效果、綜合效果的評價，并缺乏系統的定量評價方法。

發明內容

本發明針對上述問題，提供了一種壓裂充填防砂性能測試系統及其測試方法與評價方法，為壓裂充填防砂綜合性能測試與評價提供系統的實驗裝置、實驗方法和數據處理與評價方法，用于優化壓裂防砂施工參數，提高壓裂防砂效果。

本發明解決技術問題的技術方案為：

一種壓裂充填防砂性能測試系統，包括數據采集電腦和通過管道依次連接的恒流供液系統、主體裝置、出砂量監測系統，且所述的出砂量監測系統的出液口與恒流供液系統的進液口通過管道連接，所述的恒流供液系統與主體裝置之間的管道上設置有流量實時監測系統和加砂器，所述的主體裝置包括通過管道并連設置的壓裂充填帶單翼裂縫擋砂可視化模擬主體裝置和壓裂充填帶雙翼裂縫擋砂雙線性流動可視化模擬主體裝置，所述的壓裂充填帶單翼裂縫擋砂可視化模擬主體裝置和壓裂充填帶雙翼裂縫擋砂雙線性流動可視化模擬主體裝置的前端分別設置有分流器，所述的壓裂充填帶單翼裂縫擋砂可視化模擬主體裝置和壓裂充填帶雙翼裂縫擋砂雙線性流動可視化模擬主體裝置內設置有壓力實時采集系統，所述的流量實時監測系統、壓力實時采集系統分別與數據采集電腦連接。

所述的壓裂充填帶單翼裂縫擋砂可視化模擬主體裝置和壓裂充填帶雙翼裂縫擋砂雙線性流動可視化模擬主體裝置的支路管道上均設置有第一液壓傳感器和閥門。

所述的恒流供液系統包括儲液罐和柱塞泵，所述的儲液罐的出液口與柱塞泵的進液口連接，所述柱塞泵的出液口通過管道與主體裝置連接。

所述的流量實時監測系統包括流量計，流量計與采集電腦相連，所述的流量計安裝于管道上。

所述的壓力實時采集系統包括第一液壓傳感器、第二液壓傳感器、第三液壓傳感器、第一閉合應力傳感器、第二閉合應力傳感器。且所述的第一液壓傳感器、第二液壓傳感器、第三液壓傳感器、第一閉合應力傳感器、第二閉合應力傳感器分別與數據采集電腦連接。

所述的出砂量監測系統包括沉砂罐和集砂器，所述的集砂器設置于沉砂罐的底部，所述的沉砂罐的出液口與恒流供液系統的進液口之間的管道上設置有回水泵。沉砂罐為圓柱形罐體，底部為漏斗狀，漏斗的最底部通過閥門和接頭與集砂器連接。集砂器就是透明管的圓柱狀容器，帶有刻度。