[發(fā)明專利]水合物儲層礫石充填與防砂增產(chǎn)反應(yīng)釜

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210707491.8
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115327070A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于彥江;趙穎杰;張熙;劉志超;寧伏龍;劉玲;寧子杰;竇曉峰;徐猛;曾志國;史浩賢;于浩雨
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局;中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N13/04
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;黃培智

本發(fā)明公開了一種水合物儲層礫石充填與防砂增產(chǎn)反應(yīng)釜，包括沉積物腔，用以放置樣品；所述沉積物腔設(shè)置有沉積物腔孔口；軸壓加載板，其設(shè)置于所述沉積物腔內(nèi)，通過對軸壓加載板施加外力來對沉積物腔內(nèi)發(fā)樣品施加上覆應(yīng)力以固結(jié)壓實(shí)；礫石腔，其設(shè)置有礫石腔孔口，用以和所述沉積物腔孔口相對安裝；透明觀察窗，其設(shè)置在所述沉積物腔和礫石腔相連通的位置處并向沉積物腔和礫石腔方向延伸，用以觀測全過程礫石與儲層顆粒的運(yùn)移堆積情況。本反應(yīng)釜能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗室內(nèi)進(jìn)行礫石尺寸、攜砂比、泵注排量等礫石充填工藝對于水合物儲層影響的評價以及礫石充填后防砂增產(chǎn)效果的定量評價。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礫石充填與防砂增產(chǎn)實(shí)驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種進(jìn)行水合物儲層礫石充填模擬與充填后防砂增產(chǎn)實(shí)驗的反應(yīng)釜。

背景技術(shù)

天然氣水合物實(shí)際開采過程中，由于水合物分解導(dǎo)致沉積物骨架弱化，部分儲層顆粒會隨流體遷移至井筒內(nèi)，發(fā)生出砂現(xiàn)象。大量骨架顆粒的產(chǎn)出可能導(dǎo)致儲層坍塌堵塞或地層滲透率降低，影響開采效率，從而帶來經(jīng)濟(jì)損失。因此，需要進(jìn)一步研究水合物儲層的防砂增產(chǎn)問題。

礫石充填防砂是將礫石、陶礫等固相顆粒充填到井筒或地層中的防砂工藝，具有擋砂效果好、有效期長等優(yōu)點(diǎn)，在傳統(tǒng)油氣完井工藝中被證明是行之有效的防砂方法，已成為國內(nèi)外疏松砂巖油氣田的主流防砂工藝。中國南海神狐海域水合物儲層屬于未固結(jié)超細(xì)粉砂儲層，礫石充填防砂被認(rèn)為是應(yīng)對此類儲層最有效的防砂工藝之一。但由于此類防砂工藝施工相對復(fù)雜、成本較高，因此對于工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計而取得好的防砂效果尤為重要，對于可能發(fā)生相變過程的水合物儲層進(jìn)行礫石充填作業(yè)是否會引起水合物分解、儲層破壞等問題尚不明確，有待進(jìn)一步研究。

針對上述問題，除了需要關(guān)注礫石充填過程中的攜礫液流態(tài)、礫石運(yùn)移堆積方式、水合物儲層狀態(tài)等以外，還需要關(guān)注礫石尺寸、攜砂比、泵注排量和泵注程序等工藝參數(shù)過程對于礫石充填與水合物儲層穩(wěn)定的影響，更進(jìn)一步的需要定量評估礫石充填后的防砂增產(chǎn)效果，從而形成一套完整的礫石充填與防砂增產(chǎn)工藝。因此，為滿足水合物開采的需要，全過程評估礫石充填效果并優(yōu)化工藝參數(shù)，確有必要設(shè)計出一種聚焦水合物儲層礫石充填過程實(shí)驗，同時兼顧防砂增產(chǎn)效果評估的室內(nèi)模擬實(shí)驗裝置。

專利文獻(xiàn)CN111999466A公開了一種用于天然氣水合物開采的可拆分式出砂防砂反應(yīng)釜，該方案可以實(shí)現(xiàn)天然氣水合物模擬開采出砂的觀察及出砂計量功能、裝填不同的多孔介質(zhì)的填砂功能、模擬開采產(chǎn)沙水氣功能和生成天然氣水合物的初始注水氣功能可以根據(jù)需要可以分別實(shí)現(xiàn)不同的觀察、填砂、模擬開采、注水氣等功能，但是該方案不能實(shí)現(xiàn)定量評估礫石充填后的防砂增產(chǎn)效果。

專利文獻(xiàn)CN110346529A公開了一種天然氣水合物水平井開采三維徑向流出砂、防砂試驗反應(yīng)釜，該方案能模擬天然氣水合物水平井實(shí)際開采過程中，不同降壓方案與不同完井防砂方式下的出砂量、出砂規(guī)律與產(chǎn)能預(yù)測，但是該方案也不能實(shí)現(xiàn)定量評估礫石充填后的防砂增產(chǎn)效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)所存在的至少一技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種進(jìn)行水合物儲層礫石充填模擬與充填后防砂增產(chǎn)實(shí)驗的反應(yīng)釜。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種水合物儲層礫石充填與防砂增產(chǎn)反應(yīng)釜，包括：

沉積物腔，用以放置樣品；所述沉積物腔設(shè)置有沉積物腔孔口；

軸壓加載板，其設(shè)置于所述沉積物腔內(nèi)，通過對軸壓加載板施加外力來對沉積物腔內(nèi)發(fā)樣品施加上覆應(yīng)力以固結(jié)壓實(shí)；

礫石腔，其設(shè)置有礫石腔孔口，用以和所述沉積物腔孔口相對安裝，以作為礫石充填過程中攜礫液進(jìn)入水合物儲層和防砂增產(chǎn)實(shí)驗中儲層顆粒運(yùn)移進(jìn)入礫石層的通道；

透明觀察窗，其設(shè)置在所述沉積物腔和礫石腔相連通的位置處并向沉積物腔和礫石腔方向延伸，用以觀測生產(chǎn)模擬實(shí)驗全過程礫石與儲層顆粒的運(yùn)移堆積情況。