[發明專利]一種模擬氣井暫堵壓井實驗裝置

有效

• 申請號: 202111296520.8
• 申請日: 2021-11-03
• 公開（公告）號: CN114033334B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 王雷;雷博;奚運濤;胥珊娜;孫良;雷書賓;鐘玉潔;李一迪;趙學巍
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21B47/005;E21B49/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發明公開了一種模擬氣井暫堵壓井實驗裝置，包括油套管井筒模擬系統，油套管井筒模擬系統包括上法蘭蓋板，上法蘭蓋板的下部開有兩個同心的環形卡槽，內側的環形卡槽中固定有高透耐壓有機玻璃油管，外側的環形卡槽中固定有高透耐壓有機玻璃套管，高透耐壓有機玻璃油管和高透耐壓有機玻璃套管之間形成環形空間，上法蘭蓋板連接有與高透耐壓有機玻璃油管連通的油管控壓閥門和與環形空間連通的油套環空控壓閥門，上法蘭蓋板的外沿穿插設置有長連桿，長連桿的上端與上法蘭蓋板連接，下端連接至鋼體底座；高透耐壓有機玻璃油管的外側設置有井筒封隔器模擬系統；鋼體底座上連接有暫堵壓井過程模擬觀測系統和巖心模擬監測系統。

技術領域

本發明涉及氣井暫堵修井技術研究領域，具體涉及一種模擬氣井暫堵壓井實驗裝置。

背景技術

修井作業是維持氣井正常生產的重要手段之一。在氣井生產過程中，地層出砂、井下落魚、生產管柱竄漏、油管斷脫、氣井水淹等情況均會導致氣井無法正常生產。另外，套管變形、腐蝕、破裂，油管腐蝕穿孔，斷落，油管堵塞等原因也會造成氣井停產，甚至報廢。為了使這些氣井處于良好的生產狀態，需要對他們進行修井作業，使其恢復正常生產。

目前，氣井常用的修井方法主要有兩種，一種是不壓井帶壓作業，即采用不放噴井口裝置控制，使氣井在帶壓條件下完成作業。該技術對地層傷害小，對氣井產能的影響也小，可以實現真正意義上的氣層保護。但是，該技術對設備和配套隊伍的要求高，價格昂貴，且作業能力十分有限，僅能對簡單氣井生產問題進行修井作業。另一種方法是壓井作業，即采用修井設備從地面向井里注入密度適當的壓井液(流體)，使井筒里的液柱在井底造成的回壓與地層的壓力相平衡，恢復和重建壓力平衡。壓井是修井施工中最基本、最常用的作業，往往是其他作業的前提。壓井技術的難點主要為壓井作業中，如何解決壓井液漏失嚴重、地層傷害大，以及液體返排困難等問題。一般情況下，壓井液會通過井壁、井底進入近井地帶，造成地層傷害，導致滲透率降低和氣井的產能降低。漏失嚴重時還會造成井噴，帶來作業不安全和環境污染問題。尤其對于低壓、低產、低滲透的氣井，傷害更大。例如，采用常規清潔鹽水壓井，單井平均氣量損失在20％以上，嚴重時還會導致氣井直接被“壓死”，無法復產。

暫堵修井工藝技術是針對上述低壓氣井開發的一種新型修井作業技術，該技術與常規修井作業技術的不同之處在于需要采用特殊的暫堵壓井液進行壓井，該修井液能夠暫時封堵地層孔道，防止修井液大量漏入地層，對氣層進行保護，同時可以確保地層壓力平衡，保證修井作業過程安全。待修井作業完成后，再采取其它方式使暫堵壓井液破膠、水化后返排出地面，不傷害產層或對產層傷害很小。

暫堵修井技術在使用前需要開展室內模擬實驗，評價暫堵效果和地層傷害程度，確定配方比例、破膠時間、作業時間等關鍵參數。目前國內缺乏有效手段開展相關室內評價實驗?，F在主要是通過現場直接評價方法得到以上參數，再通過配方調整優化工藝，再進行現場直接評價試驗，從而通過不斷的循環以上現場直接評價試驗，對配方和工藝進行調整和優化，直到達到試驗效果，各項參數滿足設計要求為止。另外，由于各個氣井之間存在一定差異，因此很難對某一個試驗參數進行固定來研究另外一個參數，導致試驗數據重現性差，分析難度大。由以上分析可知，雖然現場直接評價方法能夠得到相關試驗數據，但存在研發成本高、實驗周期長、效果評價缺乏重現性、分析難度大等諸多問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種模擬氣井暫堵壓井實驗裝置，以克服現有技術存在的缺陷，本發明能夠系統研究暫堵壓井液在巖心端面的封堵效果及作用機理；能夠通過可視有機玻璃觀察暫堵壓井液在巖心端部的作用過程，研究不同配方下，巖心的暫堵效果；能夠顯著縮短暫堵修井液的研發周期，降低研發成本，及時調整暫堵壓井液配方，并給出詳細的實驗效果評價數據，能夠直接觀察井下暫堵過程，從而很好地促進暫堵壓井液配方和工藝的改進與完善。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：