專利名稱：一種多級圓柱筒體近井地帶剪切模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種近井地帶剪切模擬裝置，屬于油田注聚領(lǐng)域中提高采收率的室內(nèi)模擬工藝中的近井地帶剪切模擬裝置。
背景技術(shù)：
聚合物驅(qū)已成為油田開發(fā)過程中提高采收率重要的重要提高采收率技術(shù)之一。在注聚方案的設(shè)計階段，聚合物溶液性能對注聚方案設(shè)計起著至關(guān)重要的作用，方案設(shè)計中涉及的關(guān)于聚合物溶液性能的參數(shù)均應(yīng)為實際油藏條件下的溶液的性能，對于這些實際油藏條件下的粘度、流變性等參數(shù)，目前獲取的途徑分為現(xiàn)場獲取和室內(nèi)模擬獲取兩種，現(xiàn)場獲取就是在注聚過程中通過鉆取樣井取樣或者在注聚井進行注氮氣返排取樣(耿玉廣，李善維，翁燕萍等.華北油田三次采油先導(dǎo)性試驗研究[J].鉆采工藝.1998 ；張振華等.聚合物驅(qū)油現(xiàn)場先導(dǎo)試驗技術(shù)[M].北京聚合物驅(qū)油現(xiàn)場先導(dǎo)試驗技術(shù)，1996 207 ；王友啟，張以根，姜顏波等.影響聚合物礦場實施效果的幾個問題[J].油田化學(xué).1999 :244-246.)； 室內(nèi)只能通過對聚合物溶液的模擬剪切得到其近井地帶剪切后的溶液性能，模擬剪切方法的準確性直接影響到油藏方案編制、動態(tài)跟蹤和實施預(yù)測的合理性與準確性數(shù)值模擬過程中各參數(shù)的選擇，最終影響注聚開發(fā)效果。目前，室內(nèi)研究近井地帶剪切對聚合物溶液性能的影響，主要采用WARING攪拌器(張群志，趙文強，陳素萍等.不同剪切方式對聚合物溶液及凝膠性能的影響[J].油田化學(xué).2008 :256460;中國海洋石油總公司技術(shù)標準.海上油田驅(qū)油用丙烯酰胺類耐鹽聚合物的性能指標和檢測方法[S].中國海洋石油總公司， 2006.)、巖心壓差剪切(中國海洋石油總公司技術(shù)標準.海上油田驅(qū)油用丙烯酰胺類耐鹽聚合物的性能指標和檢測方法[S].中國海洋石油總公司，2006;楊懷軍，張杰，張景春.締合聚合物溶液巖芯剪切流變行為研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報.2007 =102-105 ；中國石油天然氣總公司技術(shù)標準.驅(qū)油用丙烯酰胺類聚合物性能測定[S].中國石油天然氣總公司， 1993 :1994-1-6.)、毛細管剪切(周海剛，杜燦敏，刑志軍.聚合物在注聚管道中降解的模擬研究[J]. 2003 =247-249 ；中國石油天然氣總公司技術(shù)標準.驅(qū)油用丙烯酰胺類聚合物性能測定[S].中國石油天然氣總公司，2007.)等方法進行研究。利用WARING攪拌器剪切聚合物溶液實際上是純粹的機械剪切，由于剪切方式與地層滲流剪切方式的差異，因此它并不能真實反映聚合物溶液進入地層時被剪切的實際情況。巖心剪切的方法是利用注入泵使中間容器中的聚合物溶液通過裝有模擬巖心的巖心夾持器，從而實現(xiàn)對聚合物溶液的剪切； 該方法需要的設(shè)備主要包括注入泵，中間容器，巖心夾持器等部件，在一定程度上可以模擬聚合物溶液受剪切以后的溶液性能，但是該方法操作起來比較繁瑣由于剪切速度是不連續(xù)變化的，只能模擬地層中某個點的剪切，不能模擬近井地帶流速連續(xù)劇烈變化導(dǎo)致的對聚合物的剪切及其他作用，對于大批量的室內(nèi)實驗來說既不經(jīng)濟時間上也不允許。毛細管剪切由于是聚合物在毛細管內(nèi)部的流動產(chǎn)生的，其流動狀態(tài)為管流，與地層滲流的流動狀態(tài)不同，剪切方式與地層滲流剪切也不同，因此它也不能真實反映聚合物溶液進入地層時被剪切的實際情況。[0003]綜上，現(xiàn)有的模擬剪切方法在剪切方式、剪切距離、剪切強度、剪切介質(zhì)等多方面與實際情況存在差異，導(dǎo)致現(xiàn)有的評價方法不能很好的評價近井地帶剪切對聚合物溶液性能產(chǎn)生的影響，因此在室內(nèi)模擬過程中存在局限性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能夠在剪切方式、剪切距離、剪切強度、剪切介質(zhì)等方面都與實際情況吻合的近井地帶模擬裝置，通過裝置形狀的變化實現(xiàn)剪切強度和剪切距離的變化，通過采用相同或相似的滲流介質(zhì)實現(xiàn)剪切方式的一致，使得模擬的近井地帶滲流環(huán)境更加接近實際情況。本實用新型提供的一種近井地帶剪切模擬裝置包括由至少兩個不等徑圓柱筒體組成的多級圓柱筒體；所述多級圓柱筒體上設(shè)有密封蓋A和密封蓋B ；所述密封蓋A位于第一級所述圓柱筒體端，所述密封蓋A和密封蓋B上分別設(shè)有密封管線接頭a和密封管線接頭b ；第一級所述圓柱筒體腔內(nèi)設(shè)有與之過盈配合的圓環(huán)柱體；所述圓環(huán)柱體的下表面與所述密封蓋B之間設(shè)有膠結(jié)砂體，所述膠結(jié)砂體內(nèi)設(shè)有與所述圓環(huán)柱體的內(nèi)腔相連通的圓柱孔。上述的模擬裝置，所述密封蓋A和密封蓋B與所述多級圓柱筒體均為螺紋密封連接或過盈配合，為所述多級圓柱筒體起到密封作用。所述密封蓋A和密封蓋B均可以由能承受一定壓力的材料制成。上述的模擬裝置，所述密封蓋A與所述密封管線接頭a為螺紋密封連接或過盈配合，所述密封管線接頭a可與室內(nèi)驅(qū)替管線緊密銜接以提供液流通道。上述的模擬裝置，所述密封蓋B與所述密封管線接頭b為螺紋密封連接或過盈配合，所述密封管線接頭b可與室內(nèi)驅(qū)替管線緊密銜接以提供液流通道。上述的模擬裝置，所述多級圓柱筒體上設(shè)有至少一個取樣口 ；所述取樣口上設(shè)有密封蓋C ；所述密封蓋C與所述多級圓柱筒體為螺紋密封連接或過盈配合。通過所述取樣口可以獲取驅(qū)替工作液樣品，從而可以測試其壓力等參數(shù)。在不使用的時候可以使用密封蓋C封閉所述取樣口的通道。上述的模擬裝置，所述取樣口的個數(shù)可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。上述的模擬裝置，所述圓環(huán)柱體可為圓環(huán)水泥柱體、圓環(huán)不銹鋼柱體或圓環(huán)合金鋼柱體；所述圓環(huán)柱體的高度小于第一級所述圓柱筒體的高度；所述圓環(huán)柱體的下表面和第一級所述圓柱筒體與第二級所述圓柱筒體的交界面重合。所述圓環(huán)柱體的厚度可以根據(jù)實際套管尺寸與鉆井采用鉆頭尺寸及其擴徑情況確定，所述圓環(huán)柱體的內(nèi)環(huán)直徑與實際目標井的射孔彈型號匹配。上述的模擬裝置，所述圓柱孔的直徑大于或等于所述圓環(huán)柱體的內(nèi)環(huán)直徑；所述圓柱孔的高度小于所述膠結(jié)砂體的高度。所述圓柱孔用來模擬射孔炮眼，其內(nèi)環(huán)直徑和高度取決于擬模擬的射孔彈型號參數(shù)。上述的模擬裝置，所述膠結(jié)砂體的滲透率、孔隙度與目標井的地層相關(guān)參數(shù)一致或相近，所采用的材質(zhì)可為露頭砂、石英砂、玻璃微珠或陶粒等。上述的模擬裝置，所述多級圓柱筒體的直徑從所述密封蓋A端至所述密封蓋B端依次增大。[0015]本實用新型的剪切模擬裝置由于采用了以上技術(shù)方案，可以模擬工作液在近井地帶地層滲流時由于距離井筒中心距離的變化導(dǎo)致的滲流介質(zhì)和滲流速度的變化；可以模擬由于滲流介質(zhì)的變化導(dǎo)致的剪切方式變化；可以模擬近井地帶剪切導(dǎo)致的聚合物溶液性能的變化。本實用新型提供的剪切模擬裝置可以廣泛應(yīng)用于油田化學(xué)驅(qū)提高采收率工藝中。

圖1為本實用新型的近井地帶剪切模擬裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明，但本實用新型并不局限于以下實施例。本實用新型的近井地帶剪切模擬裝置如圖1所示，圖中各標記如下1密封管線接頭a、2密封蓋A、3，12，13圓柱筒體、4取樣口、5開孔套管、6圓環(huán)水泥柱體、7圓柱孔、8密封蓋C、9膠結(jié)石英砂體、10密封蓋B、ll密封管線接頭b。本實用新型的剪切模擬裝置包括三級圓柱筒體，該三級圓柱筒體包括第一級圓柱筒體3，第二級圓柱筒體12和第三級圓柱筒體13，圓柱筒體3、圓柱筒體12和圓柱筒體13 的直徑依次增大，用于提供徑向變化的滲流通道；該三級圓柱筒體上設(shè)有密封蓋A2和密封蓋B10，用于對該三級圓柱筒體起到封閉作用；密封蓋A2和密封蓋BlO均由不銹鋼制成；密封蓋A2和密封蓋BlO均通過螺紋與該三級圓柱筒體密封連接；密封蓋A2上設(shè)有密封管線接頭al，密封蓋A2與密封管線接頭al通過螺紋密封連接，用于與室內(nèi)驅(qū)替管線緊密銜接以提供液流通道；密封蓋BlO上設(shè)有密封管線接頭bll，密封蓋BlO與密封管線接頭bll通過螺紋密封連接，用于與室內(nèi)驅(qū)替管線緊密銜接以提供液流通道；該三級圓柱筒體上設(shè)有3 個取樣口 4，在需要的時候，可以將外界與該三級圓柱筒體連通，從而獲取工作液進行性能測試；取樣口 4上設(shè)有密封蓋C8，在不使用的時候可以用密封蓋C8封閉取樣口 4的通道； 圓柱筒體3內(nèi)設(shè)有與圓柱筒體3過盈配合的圓環(huán)水泥柱體6，圓環(huán)水泥柱體6的下表面和圓柱筒體3與圓柱筒體12的交界面重合，圓環(huán)水泥柱體6的高度小于圓柱筒體3的高度；圓環(huán)水泥柱體6上設(shè)有開孔套管5，開孔套管5的開孔大小與圓環(huán)水泥柱體6的內(nèi)環(huán)直徑相等；圓環(huán)水泥柱體6的下表面與密封蓋BlO之間設(shè)有膠結(jié)石英砂體9，膠結(jié)石英砂體9的滲透率、孔隙度與目標井的地層相關(guān)參數(shù)一致；膠結(jié)石英砂體9內(nèi)設(shè)有與圓環(huán)水泥柱體6的內(nèi)腔相連通的圓柱孔7，用來模擬射孔炮眼，圓柱孔7的直徑與圓環(huán)水泥柱體6的內(nèi)環(huán)直徑相等，圓柱孔7的高度小于膠結(jié)石英砂體9的高度。本實用新型的上述剪切模擬裝置中，密封蓋A2和密封蓋BlO的材質(zhì)還可以是能夠承受一定壓力的玻璃鋼；密封蓋A2和密封蓋BlO還可以通過過盈配合與該三級圓柱筒體密封連接；密封蓋A2與密封管線接頭al還可以通過過盈配合密封連接；密封蓋BlO與密封管線接頭bll還可以通過過盈配合密封連接；取樣口 3的個數(shù)可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，密封蓋 C8還可以通過過盈配合與該三級圓柱筒體密封連接。圓環(huán)水泥柱體6還可以為圓環(huán)不銹鋼柱體或圓環(huán)合金鋼柱體；圓環(huán)水泥柱體6的內(nèi)環(huán)直徑和圓柱孔7的直徑均可以根據(jù)實際目標井的射孔彈型號進行調(diào)節(jié)；圓柱孔7的直徑可以大于圓環(huán)水泥柱體6的內(nèi)環(huán)直徑；膠結(jié)石英砂體9還可以為膠結(jié)露頭砂體、膠結(jié)玻璃微珠或膠結(jié)陶粒等，其滲透率、孔隙度可與目標井的地層相關(guān)參數(shù)相近。 使用本實用新型的剪切模擬裝置時，將密封管線接頭al與室內(nèi)驅(qū)替管線緊密連接，使驅(qū)替工作液進入多級圓柱筒體內(nèi)。驅(qū)替工作液從圓柱水泥環(huán)體6的內(nèi)環(huán)流入圓柱孔7 中，然后在膠結(jié)石英砂體9內(nèi)沿徑向方向滲流；需要對驅(qū)替工作液的性能進行測量的時候， 從取樣口 3獲取驅(qū)替工作液進行性能測試；測試完畢后的驅(qū)替工作液可以從密封管線接頭 bll排出該三級圓柱筒體。
權(quán)利要求1.一種近井地帶剪切模擬裝置，其特征在于所述裝置包括由至少兩個不等徑圓柱筒體組成的多級圓柱筒體；所述多級圓柱筒體上設(shè)有密封蓋A和密封蓋B ；所述密封蓋A位于第一級所述圓柱筒體端，所述密封蓋A和密封蓋B上分別設(shè)有密封管線接頭a和密封管線接頭b ；第一級所述圓柱筒體腔內(nèi)設(shè)有與之過盈配合的圓環(huán)柱體；所述圓環(huán)柱體的下表面與所述密封蓋B之間設(shè)有膠結(jié)砂體，所述膠結(jié)砂體內(nèi)設(shè)有與所述圓環(huán)柱體的內(nèi)腔相連通的圓柱孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬裝置，其特征在于所述密封蓋A和密封蓋B與所述多級圓柱筒體均為螺紋密封連接或過盈配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模擬裝置，其特征在于所述密封蓋A與所述密封管線接頭a為螺紋密封連接或過盈配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模擬裝置，其特征在于所述密封蓋B與所述密封管線接頭b為螺紋密封連接或過盈配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模擬裝置，其特征在于所述多級圓柱筒體上設(shè)有至少一個取樣口 ；所述取樣口上設(shè)有密封蓋C。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬裝置，其特征在于所述密封蓋C與所述多級圓柱筒體為螺紋密封連接或過盈配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模擬裝置，其特征在于所述圓環(huán)柱體為圓環(huán)水泥柱體、 圓環(huán)不銹鋼柱體或圓環(huán)合金鋼柱體；所述圓環(huán)柱體的高度小于第一級所述圓柱筒體的高度；所述圓環(huán)柱體的下表面和第一級所述圓柱筒體與第二級所述圓柱筒體的交界面重合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模擬裝置，其特征在于所述圓柱孔的直徑大于或等于所述圓環(huán)柱體的內(nèi)環(huán)直徑；所述圓柱孔的高度小于所述膠結(jié)砂體的高度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模擬裝置，其特征在于所述多級圓柱筒體的直徑從所述密封蓋A端至所述密封蓋B端依次增大。
專利摘要本實用新型提供了一種多級圓柱筒體近井地帶剪切模擬裝置。該裝置由至少兩個不等徑圓柱筒體組成的多級圓柱筒體；所述多級圓柱筒體上設(shè)有密封蓋A和密封蓋B；所述密封蓋A位于第一級所述圓柱筒體端，所述密封蓋A和密封蓋B上分別設(shè)有密封管線接頭a和密封管線接頭b；第一級所述圓柱筒體腔內(nèi)設(shè)有與之過盈配合的圓環(huán)柱體；所述圓環(huán)柱體的下表面與所述密封蓋B之間設(shè)有膠結(jié)砂體，所述膠結(jié)砂體內(nèi)設(shè)有與所述圓環(huán)柱體的內(nèi)腔相連通的圓柱孔。本實用新型提供的剪切模擬裝置可以廣泛應(yīng)用于油田化學(xué)驅(qū)提高采收率工藝中。
文檔編號E21B43/22GK201982088SQ20102067895
公開日2011年9月21日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者葉仲斌, 姜偉, 施雷庭, 楊光, 舒政, 薛新生, 趙文森 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油研究中心, 西南石油大學(xué)