一種化學(xué)防砂固砂評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種化學(xué)防砂固砂評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置。所述實(shí)驗(yàn)裝置包括注入系統(tǒng)、填砂模型和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)；注入系統(tǒng)包括氣體調(diào)壓系統(tǒng)和液體注入系統(tǒng)；氣體調(diào)壓系統(tǒng)包括相連通的氣瓶、減壓閥、儲(chǔ)水罐、水柱和蠕動(dòng)泵；液體注入系統(tǒng)包括至少1個(gè)活塞容器和與之相連接的平流泵；填砂模型包括筒體，筒體的兩端分別設(shè)有左封頭和右封頭，筒體的側(cè)壁上設(shè)有測(cè)點(diǎn)焊接接頭；筒體的左封頭端與蠕動(dòng)泵和平流泵的液體出口相連通；筒體的右封頭端與回壓閥相連接，回壓閥與回壓泵和回壓容器相連接。本實(shí)用新型把防砂固砂實(shí)驗(yàn)用固結(jié)體的制作、滲透率的測(cè)定、固結(jié)體固結(jié)質(zhì)量評(píng)價(jià)聯(lián)為一個(gè)整體，從而把室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的模擬過(guò)程與現(xiàn)場(chǎng)的施工工藝緊密結(jié)合。
【專利說(shuō)明】一種化學(xué)防砂固砂評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種化學(xué)防砂固砂評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置，可應(yīng)用于石油、天然氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中化學(xué)防砂固砂技術(shù)的室內(nèi)研究，屬于石油開(kāi)采領(lǐng)域中的模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在疏松砂巖稠油油藏的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，埋藏較淺的疏松砂巖因?yàn)閴簩?shí)成巖作用差，儲(chǔ)層膠結(jié)疏松，在鉆井過(guò)程中，分枝井眼和主井眼連接處的井壁容易失穩(wěn)，導(dǎo)致整個(gè)分枝井眼被埋，失去分枝井眼的作用。在開(kāi)采過(guò)程中出砂嚴(yán)重導(dǎo)致砂堵。注水過(guò)程中，在注水壓力作用下，疏松的砂粒向地層深部運(yùn)移，導(dǎo)致地層損害，滲透率下降，注水壓力升高；同時(shí)停注時(shí)，砂粒容易返吐。所以，對(duì)于稠油油藏開(kāi)發(fā)，研究疏松砂巖防砂固砂技術(shù)就顯得十分必要。
[0003]化學(xué)防砂固砂技術(shù)是利用化學(xué)藥劑把疏松砂巖地層的砂礫或充填到地層的砂石膠結(jié)起來(lái)，穩(wěn)定地層結(jié)構(gòu)或形成具有一定強(qiáng)度和滲透率的人工井壁，從而固結(jié)地層流砂達(dá)到防止地層出砂的目的?；瘜W(xué)防砂固砂技術(shù)以其工藝簡(jiǎn)單、井筒內(nèi)不留機(jī)具等特點(diǎn)受到石油工作者的青睞。
[0004]迄今為止，對(duì)化學(xué)防砂固砂技術(shù)室內(nèi)性能評(píng)價(jià)儀器還很少，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)一般采用拌砂法制作固結(jié)體，利用制作好的固結(jié)體進(jìn)行性能評(píng)價(jià)，這種方法造成整個(gè)過(guò)程有中斷，不連續(xù)性；不能模擬現(xiàn)場(chǎng)施工工藝，評(píng)價(jià)結(jié)果無(wú)法反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。
[0005]因此，在化學(xué)防砂固砂室內(nèi)研究中需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便的儀器裝置，能模擬現(xiàn)場(chǎng)施工工藝條件下注入防砂固砂劑、制作固結(jié)體、評(píng)價(jià)固結(jié)體性能，為科研和生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種化學(xué)防砂固砂評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置。
[0007]本實(shí)用新型所提供的一種化學(xué)防砂固砂評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置，它包括注入系統(tǒng)、填砂模型和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)；
[0008]所述注入系統(tǒng)包括氣體調(diào)壓系統(tǒng)和液體注入系統(tǒng)；
[0009]所述氣體調(diào)壓系統(tǒng)包括相連通的氣瓶、減壓閥、儲(chǔ)水罐、水柱和蠕動(dòng)泵；所述液體注入系統(tǒng)包括至少I個(gè)活塞容器和與之相連接的平流泵；
[0010]所述填砂模型包括一筒體，所述筒體的內(nèi)壁上設(shè)有膠套；所述筒體的兩端分別設(shè)有左封頭和右封頭，所述筒體的側(cè)壁上設(shè)有測(cè)點(diǎn)焊接接頭，用以測(cè)定填砂管不同部位滲透率的測(cè)定；所述筒體的左封頭端與所述蠕動(dòng)泵和所述平流泵的液體出口相連通；所述筒體的右封頭端與回壓閥相連接，所述回壓閥與回壓泵和回壓容器相連接；
[0011]所述數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括壓力傳感器和壓差傳感器；所述壓力傳感器設(shè)于所述筒體的入口管路上，所述壓差傳感器與所述筒體的兩端相連接。
[0012]上述的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置中，所述筒體可為對(duì)開(kāi)式筒體；[0013]所述對(duì)開(kāi)式筒體通過(guò)對(duì)開(kāi)式焊接法蘭相連接。
[0014]上述的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置中，所述筒體可為卡箍式半開(kāi)結(jié)構(gòu)。
[0015]上述的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置中，所述減壓閥與所述儲(chǔ)水罐之間依次設(shè)有定值器和穩(wěn)壓閥，其作用是在測(cè)定填砂管滲透率時(shí)穩(wěn)定入口端壓力。
[0016]上述的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置中，所述活塞容器和所述填砂模型設(shè)于恒溫箱內(nèi)，以保證模擬地層條件下防砂固砂劑的注入和固化。
[0017]上述的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置中，所述液體注入系統(tǒng)包括4個(gè)并聯(lián)的所述活塞容器。
[0018]上述的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置中，所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括計(jì)量天平，所述計(jì)量天平設(shè)于所述填砂模型的右封頭端，用于在線實(shí)時(shí)測(cè)定液體流經(jīng)所述填砂模型的量。
[0019]本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置包括至少一臺(tái)計(jì)算機(jī)，置于計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集板和運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)處理軟件，計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)采集板的多路采集口分別與壓力傳感器、差壓傳感器、溫度傳感器(設(shè)于恒溫箱內(nèi))和計(jì)量天平的輸出連接；計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)處理軟件根據(jù)計(jì)量天平采集的數(shù)據(jù)，計(jì)算出填砂模型的滲透率。計(jì)算機(jī)還可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，控制泵的運(yùn)行，壓力換向閥的換向等。
[0020]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0021 ] (I)本實(shí)用新型填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)防砂固砂室內(nèi)評(píng)價(jià)模擬儀器的空白。
[0022](2)本實(shí)用新型的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置把防砂固砂實(shí)驗(yàn)用固結(jié)體的制作、滲透率的測(cè)定、固結(jié)體固結(jié)質(zhì)量評(píng)價(jià)聯(lián)為一個(gè)整體，從而把室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的模擬過(guò)程與現(xiàn)場(chǎng)的施工工藝緊密結(jié)
口 o
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置中的填砂模型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中各標(biāo)記如下:
[0026]I左封頭、2對(duì)開(kāi)式焊接法蘭、3內(nèi)襯膠套、4對(duì)開(kāi)式筒體、5測(cè)點(diǎn)焊接接頭、6測(cè)點(diǎn)接頭、7右封頭、8減壓閥、9定值器、10穩(wěn)壓閥、11儲(chǔ)水罐、12水柱、13蠕動(dòng)泵、14平流泵1、15平流泵I1、16活塞容器1、17活塞容器I1、18活塞容器II1、19活塞容器IV、20壓力傳感器(5MPa)、21壓力傳感器(0.5MPa)、22差壓傳感器、23填砂模型1、24填砂模型I1、25回壓閥、26回壓泵、27回壓容器、28計(jì)量天平。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置中的填砂模型包括一個(gè)對(duì)開(kāi)式筒體4，其為卡箍式半開(kāi)結(jié)構(gòu)，且其通過(guò)對(duì)開(kāi)式焊接法蘭2進(jìn)行連接。在該對(duì)開(kāi)式筒體4的內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)襯膠套3，該內(nèi)襯膠套3內(nèi)刷高溫膠，可用于防止邊界串流。對(duì)開(kāi)式筒體4的兩端分別設(shè)有左封頭I和右封頭7，其側(cè)壁上設(shè)有測(cè)點(diǎn)焊接接頭5和測(cè)點(diǎn)接頭6。
[0029]如圖2所示，本實(shí)用新型提供的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置包括注入系統(tǒng)、填砂模型I 23、填砂模型II 24和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)；其中，注入系統(tǒng)包括氣體調(diào)壓系統(tǒng)和液體注入系統(tǒng)；氣體調(diào)壓系統(tǒng)包括相連通的氣瓶、減壓閥8、定值器9、穩(wěn)壓閥10、儲(chǔ)水罐11、水柱12和蠕動(dòng)泵13，主要用于低壓微壓驅(qū)動(dòng)液體注入巖心；液體注入系統(tǒng)包括4個(gè)并聯(lián)的活塞容器(分別標(biāo)記為活塞容器I 16、活塞容器II 17、活塞容器III 18和活塞容器IV 19)和與之相連接的平流泵I 14和平流泵II 15，活塞容器用于存放防砂固砂劑及其配套處理液樣品，平流泵用于提供流體的連續(xù)無(wú)脈沖驅(qū)替，能恒速、恒壓工作。其中，填砂模型I 23和填砂模型II 24的左封頭端均與蠕動(dòng)泵13、平流泵I 14和平流泵II 15的液體出口相連通；而填砂模型I 23和填砂模型II 24的右封頭端與回壓閥25相連接，該回壓閥25與回壓泵26和回壓容器27相連接，且在填砂模型I 23和填砂模型II 24的右封頭端(出口端)設(shè)有計(jì)量天平28，用于在線實(shí)時(shí)測(cè)定液體流經(jīng)所述填砂模型的量。
[0030]本實(shí)用新型中的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括壓力傳感器20和21和壓差傳感器22，其中壓力傳感器20和21設(shè)于填砂模型I 23和填砂模型II 24的入口管路上，壓差傳感器22與對(duì)開(kāi)式筒體4的兩端相連接，用以測(cè)量對(duì)開(kāi)式筒體4兩端的壓力差。
[0031]本實(shí)用新型評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置中，活塞容器I 16、活塞容器II 17、活塞容器III 18、活塞容器IV 19、填砂模型I 23和填砂模型II 24均設(shè)于恒溫箱(圖中未示)內(nèi)，以保證模擬地層條件下防砂固砂劑的注入和固化，且在恒溫箱內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，用以測(cè)量恒溫箱內(nèi)的溫度。
[0032]在進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，在填砂模型I 23和填砂模型II 24內(nèi)的內(nèi)襯膠套3中填滿模擬砂，連接對(duì)開(kāi)式筒體4，連接對(duì)開(kāi)式焊接法蘭2，旋緊左封頭I和右封頭7，待組裝完畢后左端連接到活塞容器(16、17、18、19)，右端連接到回壓閥25，進(jìn)行防砂固砂劑及其配套處理液的注入實(shí)驗(yàn)。固結(jié)體完全固化后拆卸填砂管，取出固結(jié)體進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的測(cè)試。
[0033]如圖2所示，本實(shí)用新型中，通過(guò)液體注入系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)填砂模型固化前后所填砂滲透率的測(cè)定。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，活塞容器I 16裝入測(cè)滲透率用流體，連接平流泵I 14，測(cè)定填砂模型I 23中填入模擬砂的原始滲透率；活塞容器II 17中裝入防砂固砂劑，連接泵14或連接氣驅(qū)系統(tǒng)，把防砂固砂劑注入填砂模型I 23中，待填砂模型中模擬砂完全固化后，測(cè)定填砂模型I 23中填入模擬砂固化后的滲透率，通過(guò)前后模擬砂的滲透率變化來(lái)表征防砂固砂劑的性能。
[0034]填砂管模擬砂的滲透率計(jì)算公式如下:
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種化學(xué)防砂固砂評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述實(shí)驗(yàn)裝置包括注入系統(tǒng)、填砂模型和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)； 所述注入系統(tǒng)包括氣體調(diào)壓系統(tǒng)和液體注入系統(tǒng)； 所述氣體調(diào)壓系統(tǒng)包括相連通的氣瓶、減壓閥、儲(chǔ)水罐、水柱和蠕動(dòng)泵；所述液體注入系統(tǒng)包括至少I個(gè)活塞容器和與之相連接的平流泵； 所述填砂模型包括一筒體，所述筒體的內(nèi)壁上設(shè)有膠套；所述筒體的兩端分別設(shè)有左封頭和右封頭，所述筒體的側(cè)壁上設(shè)有測(cè)點(diǎn)焊接接頭；所述筒體的左封頭端與所述蠕動(dòng)泵和所述平流泵的液體出口相連通；所述筒體的右封頭端與回壓閥相連接，所述回壓閥與回壓泵和回壓容器相連接； 所述數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括壓力傳感器和壓差傳感器；所述壓力傳感器設(shè)于所述筒體的入口管路上，所述壓差傳感器與所述筒體的兩端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述筒體為對(duì)開(kāi)式筒體； 所述對(duì)開(kāi)式筒體通過(guò)對(duì)開(kāi)式焊接法蘭相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述筒體為卡箍式半開(kāi)結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述減壓閥與所述儲(chǔ)水罐之間依次設(shè)有定值器和穩(wěn)壓閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述活塞容器和所述填砂模型設(shè)于恒溫箱內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述液體注入系統(tǒng)包括4個(gè)并聯(lián)的所述活塞容器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括計(jì)量天平，所述計(jì)量天平設(shè)于所述填砂模型的右封頭端。
【文檔編號(hào)】E21B49/00GK203463095SQ201320475404
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】李玉光, 林科雄, 曹硯鋒, 向興金, 王珊, 舒福昌, 陳歡, 羅剛 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院, 荊州市漢科新技術(shù)研究所