一種高溫高壓井筒模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采油工程技術(shù)領(lǐng)域，是有關(guān)一種井筒模擬裝置，特別適用于模擬原油從油藏儲(chǔ)層到井口的生產(chǎn)過(guò)程的一種高溫高壓井筒模擬裝置；亦可應(yīng)用于不同注氣條件時(shí)的井筒生產(chǎn)情況模擬。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，油氣水三相混合物的流動(dòng)廣泛應(yīng)用于石油、化工及其他相關(guān)工業(yè)中，尤其在石油工業(yè)中，油氣水三相混合物的流動(dòng)相當(dāng)普遍，使得對(duì)其流動(dòng)規(guī)律的研宄尤其重要。在油藏開(kāi)采過(guò)程中，邊底水的存在是相當(dāng)普遍的現(xiàn)象，而且到了開(kāi)采的中后期，常常會(huì)采用注水、注氣的方式來(lái)補(bǔ)充地層能量繼續(xù)開(kāi)采油田。原油在地層中運(yùn)移并到達(dá)井底的過(guò)程中，當(dāng)?shù)貙訅毫抵僚蔹c(diǎn)壓力以下，將出現(xiàn)油氣或油氣水的多相滲流；地層水、注入水、注入氣以及原油中溶解氣的大量存在，使得流體從井底向地面流動(dòng)的過(guò)程中，油氣水三相混合物存在于井筒中，因此無(wú)論哪種舉升方式的油井，其井筒中流動(dòng)的大多數(shù)都是油氣或油氣水多相混合物，使得研宄多相流體混合物在垂直井筒中的流動(dòng)是非常必要的。
[0003]但是，多相流的研宄具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性:1、相界面的存在增加了研宄的復(fù)雜性；2、各相間存在質(zhì)量和能量的交換；3、多相管流中流型的多樣性和難確定性；4、流動(dòng)過(guò)程中各相的溫度、組分的濃度都是不均勻的，相與相之間有傳熱和傳質(zhì)發(fā)生；5、氣液界面的不穩(wěn)定性；6、多相管流中流動(dòng)參數(shù)的難測(cè)性。由于上述的復(fù)雜性，使得多相流的測(cè)量迄今為止在國(guó)際上都未得到滿意的解決方法，被稱為“難測(cè)流體”，多相流的測(cè)量也因此成為國(guó)內(nèi)外科技工作者爭(zhēng)相探索的熱點(diǎn)課題。
[0004]多相流體在管內(nèi)的流動(dòng)區(qū)別于單相流體流動(dòng)的一個(gè)重要特征就是各相流體之間存在著明顯的相界面，并且相界面的形狀以及各相在流動(dòng)體系中的分布狀況也隨著空間和時(shí)間的變化而變化。多相流體流動(dòng)中相的分布狀態(tài)稱為多相流的“流型”。在垂直井筒中的油氣水三相流，由于三相的比例不同以及沿著垂直井筒壓力逐漸地降低，油氣水三相混合物的流動(dòng)形態(tài)、相分布及壓降沿著管道不斷地變化，所以若要較為準(zhǔn)確的計(jì)算總的壓力降，就必須研宄油氣水三相流不同流型間的轉(zhuǎn)變界線以及在某種流型下三相流體的流速、截面含氣率、壓力梯度變化規(guī)律等方面的內(nèi)容。
[0005]現(xiàn)有的多相管流的研宄主要集中在油水或油氣兩相流體流動(dòng)的方面，油氣水三相混合物的流動(dòng)規(guī)律研宄大部分也都集中在水平管道流動(dòng)部分。而在垂直井筒中，三相流動(dòng)規(guī)律的研宄主要從氣液兩相流動(dòng)理論出發(fā)，通過(guò)建立各種數(shù)學(xué)模型來(lái)計(jì)算垂直井筒的壓降以及摩阻，缺乏實(shí)質(zhì)性的物理模型實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證理論，如果計(jì)算長(zhǎng)井筒的流動(dòng)壓降，誤差將不可避免地出現(xiàn)，且會(huì)對(duì)實(shí)際工業(yè)發(fā)展造成阻礙。因此，建立一套模擬實(shí)際井筒的模型裝置，對(duì)垂直井筒中的油氣水三相混合物流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研宄，已成為目前迫切需要解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種高溫高壓井筒模擬裝置，用于模擬高溫高壓井下環(huán)境和實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中采出液在井筒中的流動(dòng)情況，并通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油、氣、水及其混合物在垂直井筒中的流動(dòng)規(guī)律與摩阻變化，研宄不同生產(chǎn)條件對(duì)原油舉升過(guò)程中摩阻以及流動(dòng)形態(tài)的影響。
[0007]本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0008]本發(fā)明提供一種高溫高壓井筒模擬裝置，其包括:循環(huán)機(jī)構(gòu)，其包括往復(fù)循環(huán)泵、循環(huán)油管和配樣轉(zhuǎn)樣器，所述往復(fù)循環(huán)泵與所述循環(huán)油管的入口端和出口端相連，所述配樣轉(zhuǎn)樣器與所述循環(huán)油管的入口端相連，所述循環(huán)油管具有與所述入口端相連的上升段和與所述出口端相連的下降段，所述上升段與所述下降段之間通過(guò)過(guò)渡段相連；控溫控壓機(jī)構(gòu)，其包括油浴循環(huán)套管、油浴控溫器和調(diào)壓泵，所述油浴循環(huán)套管套設(shè)在所述循環(huán)油管夕卜，所述油浴循環(huán)套管與所述油浴控溫器相連，所述調(diào)壓泵與所述配樣轉(zhuǎn)樣器相連；數(shù)據(jù)測(cè)量采集機(jī)構(gòu)，其包括多個(gè)傳感器，多個(gè)所述傳感器連接于所述循環(huán)油管。
[0009]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述循環(huán)機(jī)構(gòu)還包括攪拌器，所述攪拌器的上下兩端分別通過(guò)連接油管連接于所述循環(huán)油管的上升段。
[0010]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述循環(huán)機(jī)構(gòu)還包括凡爾器，所述凡爾器與所述攪拌器并聯(lián)設(shè)置，所述凡爾器的上下兩端分別與所述連接油管相連。
[0011]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述循環(huán)機(jī)構(gòu)還包括加藥泵和加藥囊，所述加藥囊套設(shè)在所述循環(huán)油管的上升段開(kāi)設(shè)有加藥孔的位置處，所述加藥囊通過(guò)加藥泵管連接所述加藥栗O
[0012]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述數(shù)據(jù)測(cè)量采集機(jī)構(gòu)還包括能測(cè)量相含率的電阻率儀，所述電阻率儀與所述攪拌器并聯(lián)設(shè)置，所述電阻率儀的上下兩端分別與所述連接油管相連。
[0013]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述高溫高壓井筒模擬裝置還包括觀察機(jī)構(gòu)，所述觀察機(jī)構(gòu)包括可視觀察管和高速攝像儀，所述可視觀察管的上下兩端分別通過(guò)連接油管連接于所述循環(huán)油管的下降段，所述可視觀察管與所述循環(huán)油管的下降段平行設(shè)置，所述高速攝像儀安裝于所述可視觀察管的一側(cè)。
[0014]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述高溫高壓井筒模擬裝置還包括取樣機(jī)構(gòu)，所述取樣機(jī)構(gòu)包括取樣管和與所述取樣管相連接的背壓閥，所述背壓閥連接在所述循環(huán)油管的出口端處。
[0015]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述循環(huán)油管上開(kāi)設(shè)有抽真空口。
[0016]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，多個(gè)所述傳感器包括三個(gè)壓力傳感器，所述循環(huán)油管的上升段連接有兩個(gè)所述壓力傳感器，所述循環(huán)油管的下降段連接有一個(gè)所述壓力傳感器；所述循環(huán)油管的上升段的兩個(gè)所述壓力傳感器之間連接有一個(gè)壓差傳感器，所述循環(huán)油管的上升段的所述壓力傳感器與所述循環(huán)油管的下降段的所述壓力傳感器之間連接有一個(gè)壓差傳感器。
[0017]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，多個(gè)所述傳感器還包括兩個(gè)溫度傳感器，所述循環(huán)油管的上升段和下降段上分別連接有一個(gè)所述溫度傳感器。
[0018]本發(fā)明一種高溫高壓井筒模擬裝置通過(guò)循環(huán)機(jī)構(gòu)和控溫控壓機(jī)構(gòu)，可模擬高溫高壓井下環(huán)境和實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中采出液在井筒中的流動(dòng)情況，具體可模擬自噴井、機(jī)抽井、電泵井等的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，并能夠通過(guò)數(shù)據(jù)測(cè)量采集機(jī)構(gòu)觀察模擬采油過(guò)程中的各種參數(shù)的變化，通過(guò)配套的分析軟件進(jìn)行分析，從而有利于開(kāi)發(fā)最優(yōu)開(kāi)采方案，提高原油采收率，具有廣泛的工程應(yīng)用價(jià)值，而且，本發(fā)明填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)在高溫高壓條件下研宄垂直管流的技術(shù)空白，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明一種高溫高壓井筒模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的油浴循環(huán)套管與循環(huán)油管的橫截面示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的加藥囊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為圖3所示加藥囊結(jié)構(gòu)的A-A剖面示意圖；
[0024]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0025]I泵調(diào)速控制器，2往復(fù)循