專利名稱：一種篩管完井模擬試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種篩管完井模擬試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
在油田隨著水平井、大位移井完井技術(shù)的日趨成熟，水平井逐漸成為油田穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。水平井開采面臨最大的問題是油層出水，如何確定出水層位及出水量直接影響了水平井的開發(fā)效果。利用測(cè)井儀進(jìn)行井下動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是解決該問題最有效的手段，測(cè)井解釋技術(shù)是將測(cè)井儀輸出的信息轉(zhuǎn)換成井下的生產(chǎn)系統(tǒng)信息。解釋技術(shù)研究是提高監(jiān)測(cè)效果不可缺少的環(huán)節(jié)，解釋技術(shù)研究的前提了解油井產(chǎn)物在地下的流動(dòng)狀態(tài)，流動(dòng)參數(shù)與流動(dòng)狀態(tài)的相關(guān)規(guī)律。 篩管完井是水平井的重要完井形式，結(jié)構(gòu)形式如


圖1所示，油氣水通過生產(chǎn)套管1上的射孔3進(jìn)入水平井，并通過篩管2壁上的割縫進(jìn)入篩管2內(nèi)，流動(dòng)介質(zhì)4為油氣水三相流動(dòng)，流動(dòng)特征為流體質(zhì)量沿程增加。在生產(chǎn)中利用測(cè)井儀深入到井下的篩管2內(nèi)測(cè)量流動(dòng)參數(shù)，進(jìn)行生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。井下的流動(dòng)是復(fù)雜的多相流動(dòng)，流動(dòng)形態(tài)與流動(dòng)參數(shù)相關(guān)性研究主要依賴于實(shí)驗(yàn)?zāi)M。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠模擬篩管完井井下狀態(tài)的試驗(yàn)裝置。 為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種篩管完井模擬試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)系
統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、供液系統(tǒng)及徑向供液系統(tǒng)， 所述試驗(yàn)系統(tǒng)模擬篩管完井結(jié)構(gòu)； 所述供氣系統(tǒng)為所述試驗(yàn)系統(tǒng)提供壓縮空氣； 所述供液系統(tǒng)為所述試驗(yàn)系統(tǒng)提供軸向流動(dòng)的油水混合液體； 所述徑向供液系統(tǒng)為所述試驗(yàn)系統(tǒng)提供徑向流動(dòng)的油水混合液體。 進(jìn)一步，所述試驗(yàn)系統(tǒng)與所述供氣系統(tǒng)及所述供液系統(tǒng)之間還設(shè)置有用于混合所
述供氣系統(tǒng)中壓縮空氣及所述供液系統(tǒng)中軸向流動(dòng)的油水混合液體的入口混合器。 進(jìn)一步，所述試驗(yàn)系統(tǒng)包括模擬套管及套裝在所述模擬套管內(nèi)的模擬篩管，所述
模擬篩管與所述模擬套管之間由套管封隔器封隔為環(huán)空內(nèi)腔，所述模擬套管上還設(shè)置有便
于向所述環(huán)空內(nèi)腔注入徑向流動(dòng)的油水混合液體的沿程注入口，所述模擬篩管兩端設(shè)置有
便于軸向流動(dòng)的氣液混合物出入的出口及入口 。 進(jìn)一步，所述供液系統(tǒng)還包括用于調(diào)節(jié)油水混合比例的比例混合機(jī)構(gòu)。[0013] 本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn) 1、本實(shí)用新型采用試驗(yàn)系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、供液系統(tǒng)及徑向供液系統(tǒng)，充分模擬篩管
完井的井下情況，提高了對(duì)篩管完井井下流動(dòng)形態(tài)與流動(dòng)參數(shù)相關(guān)性研究。 2、本實(shí)用新型中的試驗(yàn)系統(tǒng)采用模擬套管、模擬篩管及以沿程注入口模擬射孔，有效地模擬了篩管完井的結(jié)構(gòu)，模擬準(zhǔn)確性很高。 3、本實(shí)用新型中油、水、氣比例均可調(diào)，對(duì)于各種環(huán)境下的測(cè)井提供了有效的解釋 數(shù)據(jù)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明
圖1示出了篩管完井的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2示出了本實(shí)用新型一種篩管完井模擬試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3示出了本實(shí)用新型中試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4示出了本實(shí)用新型現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)壓降實(shí)測(cè)值與計(jì)算值的比較示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，本實(shí)用新型包括試驗(yàn)系統(tǒng)5、供氣系統(tǒng)6、供液系統(tǒng)7及徑向供液系
統(tǒng)8，其中試驗(yàn)系統(tǒng)5與試驗(yàn)系統(tǒng)5相連，模擬篩管完井結(jié)構(gòu)；供氣系統(tǒng)6與試驗(yàn)系統(tǒng)5相
連，為試驗(yàn)系統(tǒng)5提供壓縮空氣；供液系統(tǒng)7與試驗(yàn)系統(tǒng)5相連，為試驗(yàn)系統(tǒng)5提供軸向流
動(dòng)的油水混合液體；徑向供液系統(tǒng)8為試驗(yàn)系統(tǒng)5提供徑向流動(dòng)的油水混合液體。 本實(shí)用新型采用試驗(yàn)系統(tǒng)5、供氣系統(tǒng)6、供液系統(tǒng)7及徑向供液系統(tǒng)8，充分模擬
篩管完井的井下情況，提高了對(duì)篩管完井井下流動(dòng)形態(tài)與流動(dòng)參數(shù)相關(guān)性研究。 本實(shí)用新型中，試驗(yàn)系統(tǒng)5與供氣系統(tǒng)6及供液系統(tǒng)7之間還設(shè)置有用于混合供
氣系統(tǒng)6中壓縮空氣及供液系統(tǒng)7中軸向流動(dòng)的油水混合液體的入口混合器9。實(shí)際工
作中，油井管道的長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)千米，其流動(dòng)是充分發(fā)展的多相流動(dòng)，實(shí)驗(yàn)室的管道大都比較
短，多相流型難于充分發(fā)展，必須使用入口混合器9力求相間充分的混合，入口混合器9經(jīng)
常是多相流動(dòng)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵設(shè)備。本實(shí)驗(yàn)采用軸向氣體入流的方式進(jìn)行氣、液混合。 如圖3所示，試驗(yàn)系統(tǒng)5包括模擬套管51及套裝在模擬套管51內(nèi)的模擬篩管52，
模擬篩管52與模擬套管51之間由套管封隔器53封隔為環(huán)空內(nèi)腔55，模擬套管51上還設(shè)
置有便于向環(huán)空內(nèi)腔55注入徑向流動(dòng)的油水混合液體的沿程注入口 54，模擬篩管52兩端
設(shè)置有便于軸向流動(dòng)的氣液混合物出入的出口 57及入口 56。 本實(shí)用新型中，試驗(yàn)系統(tǒng)5使用DN50規(guī)格管道，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)5分成上坡段12和下坡 段11兩部分，分別安裝在可變角度的桁架10上。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)5由模擬篩管52、模擬套管51 組成。試驗(yàn)系統(tǒng)5包括多段，每段長(zhǎng)度為4米。試驗(yàn)系統(tǒng)5還包括觀測(cè)段13，觀測(cè)段13采 用透明管路，方便觀測(cè)混合氣液的流動(dòng)情況。 本實(shí)用新型中，用沿程注入口 54模擬射孔3。為了實(shí)現(xiàn)模擬篩管52的徑向注入功 能，在徑向供液系統(tǒng)8中使用單獨(dú)的徑向注入泵并單獨(dú)安裝質(zhì)量流量計(jì)，另外配有調(diào)節(jié)閥 調(diào)節(jié)流量，并在與每段試驗(yàn)系統(tǒng)平行的位置安裝注入管81，以多點(diǎn)方式向模擬套管52注入 流體，以盡可能接近現(xiàn)場(chǎng)情況。 本實(shí)用新型中，供液系統(tǒng)7還包括用于調(diào)節(jié)油水混合比例的比例混合機(jī)構(gòu)71 。在
出油管道上安裝流量計(jì)和節(jié)流閥，動(dòng)態(tài)計(jì)量并調(diào)節(jié)油相流量。 本實(shí)用新型利用壓縮空氣、透明模擬油和水模擬井下的流動(dòng)。 如圖4所示，本實(shí)用新型與克拉瑪依現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)條件計(jì)算管道的壓降與實(shí)驗(yàn)中實(shí)測(cè)壓降進(jìn)行比較。在傾角為5度的數(shù)據(jù)對(duì)比將19組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，綜合準(zhǔn)確 率為84. 2% 。多相流動(dòng)是復(fù)雜的流體流動(dòng)，通過計(jì)算預(yù)測(cè)管道壓降非常困難， 一般預(yù)測(cè)的壓 降與實(shí)際的壓降誤差小于35%即認(rèn)為預(yù)測(cè)正確。圖4橫軸為現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，縱軸為 計(jì)算預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，圖中的點(diǎn)是某試驗(yàn)工況下的實(shí)測(cè)數(shù)值與計(jì)算預(yù)測(cè)數(shù)值的交點(diǎn)。圖中對(duì)角線 是實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)百分之百的吻合線，上下兩條線為誤差±35%的分界線，試驗(yàn)工況點(diǎn)落于誤 差界限之內(nèi)的為判斷準(zhǔn)確，誤差界限之外者為判斷不準(zhǔn)確。圖中每一個(gè)點(diǎn)是一次實(shí)驗(yàn)的預(yù) 測(cè)與實(shí)測(cè)的比對(duì)結(jié)果，本圖的判斷準(zhǔn)率達(dá)到83.3%。 綜上所述，以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍，因此，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均 應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種篩管完井模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于包括試驗(yàn)系統(tǒng)(5)、供氣系統(tǒng)(6)、供液系統(tǒng)(7)及徑向供液系統(tǒng)(8)，所述試驗(yàn)系統(tǒng)(5)模擬篩管完井結(jié)構(gòu)；所述供氣系統(tǒng)(6)與所述試驗(yàn)系統(tǒng)(5)相連，為所述試驗(yàn)系統(tǒng)(5)提供壓縮空氣；所述供液系統(tǒng)(7)與所述試驗(yàn)系統(tǒng)(5)相連，為所述試驗(yàn)系統(tǒng)(5)提供軸向流動(dòng)的油水混合液體；所述徑向供液系統(tǒng)(8)與所述試驗(yàn)系統(tǒng)(5)相連，為所述試驗(yàn)系統(tǒng)(5)提供徑向流動(dòng)的油水混合液體。
2. 如權(quán)利要求1所述的篩管完井模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于所述試驗(yàn)系統(tǒng)(5)與所述供氣系統(tǒng)(6)及所述供液系統(tǒng)(7)之間還設(shè)置有用于混合所述供氣系統(tǒng)(6)中壓縮空氣及所述供液系統(tǒng)(7)中軸向流動(dòng)的油水混合液體的入口混合器。
3. 如權(quán)利要求2所述的篩管完井模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于所述試驗(yàn)系統(tǒng)(5)包括模擬套管(51)及套裝在所述模擬套管(51)內(nèi)的模擬篩管(52)，所述模擬篩管(52)與所述模擬套管(51)之間由套管封隔器(53)封隔為環(huán)空內(nèi)腔(55)，所述模擬套管(51)上還設(shè)置有便于向所述環(huán)空內(nèi)腔(55)注入徑向流動(dòng)的油水混合液體的沿程注入口 (54)，所述模擬篩管(52)兩端設(shè)置有便于軸向流動(dòng)的氣液混合物出入的出口 (57)及入口 (56)。
4. 如權(quán)利要求3所述的篩管完井模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于所述供液系統(tǒng)(7)還包括用于調(diào)節(jié)油水混合比例的比例混合機(jī)構(gòu)(71)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種篩管完井模擬試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、供液系統(tǒng)及徑向供液系統(tǒng)，所述試驗(yàn)系統(tǒng)模擬篩管完井結(jié)構(gòu)；所述供氣系統(tǒng)為所述試驗(yàn)系統(tǒng)提供壓縮空氣；所述供液系統(tǒng)為所述試驗(yàn)系統(tǒng)提供軸向流動(dòng)的油水混合液體；所述徑向供液系統(tǒng)為所述試驗(yàn)系統(tǒng)提供徑向流動(dòng)的油水混合液體。本實(shí)用新型采用試驗(yàn)系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、供液系統(tǒng)及徑向供液系統(tǒng)，充分模擬篩管完井的井下情況，提高了對(duì)篩管完井并下流動(dòng)形態(tài)與流動(dòng)參數(shù)相關(guān)性研究。
文檔編號(hào)E21B47/10GK201546709SQ20092024608
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者于達(dá), 牛朋, 馬煥英, 黃志潔 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海油田服務(wù)股份有限公司