[發(fā)明專利]深水油氣生產(chǎn)井筒模擬試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111305742.1
• 申請(qǐng)日: 2021-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN114017004B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付瑋琪;黃炳香
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B47/00
• 分類號(hào): E21B47/00;E21B47/06;E21B47/07;E21B43/34;E21B43/00;E21B37/06;E21B21/08
• 代理公司: 徐州千秋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32556
• 代理人: 陳濤

本發(fā)明公開了一種深水油氣生產(chǎn)井筒模擬試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，包括：測(cè)試管段系統(tǒng)，包括：測(cè)試管和電?磁?超聲波場(chǎng)加載器，其中，電?磁?超聲波場(chǎng)加載器配置在進(jìn)口端處，用于在進(jìn)口端形成電場(chǎng)、磁場(chǎng)和超聲波場(chǎng)；氣液循環(huán)系統(tǒng)，包括：氣體循環(huán)泵、液體循環(huán)泵和氣液混合器，其中，混合出口端與進(jìn)口端相連通；氣體循環(huán)泵的排氣端與進(jìn)氣端相連通，液體循環(huán)泵的排液端與進(jìn)液端相連通；多相分離系統(tǒng)，包括：重力分離器，其中，入口端與出口端相連通，出液端與液體循環(huán)泵的入液端相連通，出氣端與氣體循環(huán)泵的入氣端相連通；加料系統(tǒng)，與進(jìn)口端相連通，用于向測(cè)試管輸入試驗(yàn)液體；溫度控制系統(tǒng)，與測(cè)試管相連接，用于調(diào)節(jié)測(cè)試管的溫度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于深水油氣生產(chǎn)井筒水合物、蠟、垢、積液防治模擬試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，屬于深水油氣和天然氣水合物開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國(guó)原油和天然氣的對(duì)外依存度分別超過70%和43%，嚴(yán)重威脅我國(guó)能源供應(yīng)安全。盡管我國(guó)加大了陸上常規(guī)和非常規(guī)油氣的開發(fā)力度，但陸上油氣資源的枯竭無(wú)法緩解我國(guó)能源緊張的問題。海上油氣開發(fā)已經(jīng)成為補(bǔ)充陸上油氣資源不足的重要手段，其中深水區(qū)域的油氣資源占有極大比重。全球海洋油氣資源44%分布在深水區(qū)，近十年，全球重大油氣發(fā)現(xiàn)70%來(lái)自深水區(qū)，排名前50%的超大油氣開發(fā)項(xiàng)目中75%位于深水區(qū)。深水油氣開發(fā)井具有井口（泥線附近）高壓低溫、井底高壓高溫、氣井出水量大等特點(diǎn)，油氣生產(chǎn)過程中井底高溫區(qū)域面臨結(jié)垢和積液風(fēng)險(xiǎn)，井口低溫區(qū)域則面臨水合物生成和結(jié)蠟風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，水合物試采井中也面臨著類似問題，盡管水合物儲(chǔ)層埋藏較淺不具備高溫開采環(huán)境，但是，試采井出水量更大、低溫井筒段更長(zhǎng)，水合物試采井面臨更加嚴(yán)峻的水合物和積液?jiǎn)栴}。因此，針對(duì)深水油氣和水合物開發(fā)過程中嚴(yán)重的井筒流動(dòng)保障問題，亟需研制可用于研究井筒水合物、蠟、垢和積液風(fēng)險(xiǎn)問題的裝置。

目前，國(guó)內(nèi)所涉及本專利的相關(guān)專利有以下幾項(xiàng)：中國(guó)專利CN201310712299公開了一種模擬油氣管道流體流動(dòng)安全評(píng)價(jià)裝置，包括多相流循環(huán)系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、流體注入系統(tǒng)和廢氣回收系統(tǒng)。裝置可用于模擬水合物和蠟沉積引起的油氣管道堵塞問題。中國(guó)專利CN201310561102公開了一種管道式氣體水合物生成試驗(yàn)裝置，包括氣液輸送系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和水合物管道生成系統(tǒng)。試驗(yàn)裝置操作方便、運(yùn)行費(fèi)用較低，滿足水合物漿體生成和流動(dòng)規(guī)律的試驗(yàn)需求。中國(guó)專利2015108903701公開了一種用于油氣輸送管道中天然氣水合物防治技術(shù)研究的裝置，包括反應(yīng)釜、供氣系統(tǒng)、循環(huán)管路、可視段和冷卻系統(tǒng)。試驗(yàn)裝置可以用于研究實(shí)際管輸條件和管輸工藝中天然氣水合物的防治技術(shù)。

現(xiàn)有的試驗(yàn)研究裝置大多針對(duì)單一的水合物、蠟、垢和積液?jiǎn)栴}開展研究，但是井筒內(nèi)流動(dòng)保障問題會(huì)出現(xiàn)耦合問題，例如，在低溫井筒區(qū)域內(nèi)會(huì)發(fā)生水合物和蠟耦合生成和沉積問題，同時(shí)，在高溫井筒區(qū)域內(nèi)生成的垢物會(huì)在低溫區(qū)域誘發(fā)水合物生成。因此，針對(duì)單一流動(dòng)保障問題研制的裝置，無(wú)法綜合地揭示深水油氣和水合物開發(fā)井筒內(nèi)的流動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)誘發(fā)機(jī)制。

發(fā)明內(nèi)容

本方案針對(duì)上文提出的問題和需求，提出一種深水油氣生產(chǎn)井筒模擬試驗(yàn)裝置，由于采取了如下技術(shù)特征而能夠?qū)崿F(xiàn)上述技術(shù)目的，并帶來(lái)其他多項(xiàng)技術(shù)效果。

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種深水油氣生產(chǎn)井筒模擬試驗(yàn)裝置，包括：

測(cè)試管段系統(tǒng)，包括：測(cè)試管和電-磁-超聲波場(chǎng)加載器，其中，測(cè)試管具有進(jìn)口端和出口端，所述電-磁-超聲波場(chǎng)加載器配置在所述進(jìn)口端處，用于在所述進(jìn)口端形成電場(chǎng)、磁場(chǎng)和超聲波場(chǎng)；

氣液循環(huán)系統(tǒng)，包括：氣液混合器、氣體循環(huán)泵和液體循環(huán)泵，其中，所述氣液混合器具有進(jìn)氣端、進(jìn)液端和混合出口端，所述混合出口端與所述進(jìn)口端相連通；所述氣體循環(huán)泵的排氣端與所述進(jìn)氣端相連通，所述液體循環(huán)泵的排液端與所述進(jìn)液端相連通；

多相分離系統(tǒng)，包括：重力分離器，其中，所述重力分離器具有入口端、出氣端和出液端，所述入口端與所述出口端相連通，所述出液端與所述液體循環(huán)泵的入液端相連通，所述出氣端與所述氣體循環(huán)泵的入氣端相連通；