一種評價防砂管沖蝕速率的方法及其專用裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種室內(nèi)評價防砂管沖蝕速率的方法及其專用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在弱固結(jié)砂巖油藏中，油層出砂一旦嚴重，此時危害不僅是形成砂堵影響油井產(chǎn)量，同時也會磨損抽油泵和抽油桿，增加清砂作業(yè)的工作量；油層出砂嚴重時會堵塞油井，使油井停產(chǎn)。機械篩管防砂是其選擇的主要防砂工具之一。由于地層本身的地質(zhì)屬性和開采方式的不同，在油氣田的生產(chǎn)過程中，現(xiàn)場的防砂方式選擇不一樣，經(jīng)過數(shù)據(jù)調(diào)研，目前最常見的機械防砂方式有:割縫襯管、繞絲篩管、礫石充填、優(yōu)質(zhì)篩管和其他多種新型防砂篩管。對于油田防砂成功的關(guān)鍵主要不僅在于防砂方式和參數(shù)的選擇，篩管性能的好壞對防砂的質(zhì)量、成本和油井的產(chǎn)量等都有很大的影響，在油田生產(chǎn)現(xiàn)場篩管長期使用過程中，由于沖蝕引起篩管的防砂精度增大甚至掉塊等現(xiàn)象而致使防砂失敗常有發(fā)生，一旦篩管失效將導(dǎo)致油井整個防砂作業(yè)的失敗。篩管在鉆采作業(yè)中的損壞形式主要表現(xiàn)是沖蝕磨損失效，導(dǎo)致篩管沖蝕磨損失效的主要因素有生產(chǎn)壓差、生產(chǎn)過程中的原油含砂濃度、含砂粒度分布以及生產(chǎn)井中的腐蝕性氣體引發(fā)的損壞失效等雙重因素造成的。由于現(xiàn)場使用的篩管具有其特定的形狀及其組合方式，相對于不同完井方式來說，在礫石充填情況下，一般相配套使用的割縫篩管、繞絲篩管或優(yōu)質(zhì)篩管會在外層礫石的滲流保護下降低相對應(yīng)的沖蝕，而在定向井、大位移井或者水平井中，當(dāng)其礫石充填不均勻甚至篩管上表面未充填礫石的情況下，即與篩管獨立完井的方式一樣，讓篩管直接面對含砂流體對其沖擊。目前對篩管沖蝕速率的評價方法多是憑經(jīng)驗，具有很大的局限性。同時在防砂方式的選擇上主要考慮的是防砂初期的產(chǎn)量和出砂量，從未考慮在長遠生產(chǎn)過程中篩管損壞及其損壞后的產(chǎn)量及出砂量。最優(yōu)的防砂措施是既要考慮初期防砂成果，更重要的是考慮長遠防砂的效應(yīng)，提高篩管的長期使用壽命，提高防砂后的油井經(jīng)濟指標高。要達到這個目的，不僅需要優(yōu)選完井時的防砂方式及參數(shù)，更要考慮防砂管在生產(chǎn)過程中不同地層參數(shù)及生產(chǎn)條件下的使用壽命及生產(chǎn)效率。因此，需要研制出一種能在實驗室內(nèi)進行評價防砂管沖蝕速率的裝置，用于評價防砂管長期的防砂效果及壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:為了提供一種室內(nèi)評價防砂管沖蝕性能的方法及其專用裝置，利用現(xiàn)場所用篩管加工成篩管片進行實驗，這樣可以避免在節(jié)省現(xiàn)場的實驗費用和時間，特提出一種評價防砂篩管沖蝕性能的方法及其專用裝置。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明為解決此問題所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明的目的是提供一種室內(nèi)評價防砂管沖蝕性能的方法及其專用裝置，本發(fā)明所提供的室內(nèi)評價防砂管沖蝕速率裝置，為一整套流體循環(huán)裝置，其中包括循環(huán)液儲備罐1、高壓泵2、壓力表3、流量監(jiān)控設(shè)備4、安全排氣閥6、壓力傳感器7、密閉高壓釜體8、油砂分離器9、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10，其中沖蝕臺架14、清洗噴嘴22、沖砂噴頭15都安裝在密閉的高壓釜體8內(nèi)。
[0005]所述高壓釜體為了加工和清理沉砂的方便，將其分成多個部分進行加工，主要分為上底面壓蓋24，下底面為底座17，所述高壓釜體的側(cè)壁與其壓蓋24和底座17之間用螺栓固定連接，各部分之間都有密封圈墊連接。
[0006]所述高壓釜體的側(cè)壁桶9上設(shè)有五個進油口，其中四個進油口 13與沖砂噴頭15管匯相接，沖蝕臺架14放在高壓釜8中心，沖砂噴頭15分別均布于沖蝕臺架的四周，清洗噴嘴進油口 23置于兩個沖砂進油口的中間，五個進油口等高，清洗噴嘴22正對沖蝕試件21，來清洗由于長時間的實驗過程中在沖蝕試件表面形成的泥餅，防止懸浮的砂粒在沖蝕試件表面形成泥餅后不能達到不間斷沖蝕篩管片的作用，所述高壓釜體8下底面設(shè)有出油口 18，在高壓釜底部預(yù)放置有一定量的砂，利用流體通過旋轉(zhuǎn)噴嘴15將砂粒沖起，來建立混砂液，混砂液通過篩管試件21從出油口 18流出，經(jīng)過流量和砂量監(jiān)測器25和油砂分離器9，其中油液再次回到循環(huán)液儲備罐I中，形成整個循環(huán)。
[0007]所述壓力檢測系統(tǒng)分別包括高壓釜體內(nèi)和外相應(yīng)的壓力檢測系統(tǒng)，在高壓釜體內(nèi)主要利用壓力傳感器7進行監(jiān)測，測壓點縱向上設(shè)置在高壓釜體中部(與進油口的垂直高度相同)，其位置在高壓釜內(nèi)壁，內(nèi)部測壓點主要在沖蝕臺架14內(nèi)壁上，主要是為了測試防砂試件內(nèi)外的壓降。壓力傳感器7用于收集這些傳感器的輸出壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10、數(shù)據(jù)存儲器11組成，其中，高壓釜內(nèi)壁上的傳感器與沖蝕臺架內(nèi)壁上的傳感器安裝于相同的垂直高度，用于測高壓釜環(huán)空和沖蝕臺架內(nèi)壁上的壓力來模擬防砂管片的壓降，即模擬生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)壓差。
[0008]所述進油口 13和23，其與高壓釜體8的下底面的距離大于篩管片的安裝位置，為清洗噴嘴的安裝提供空間，清洗進油口 23相對應(yīng)的流量控制閥26控制著清洗噴嘴22的流量，沖砂進油口 13相對應(yīng)的流量控制閥27控制著沖砂噴頭15的流量，在清洗防砂試件表面時，控制沖砂噴頭的流量控制閥關(guān)閉，控制清洗噴嘴的流量控制閥打開，兩者交替作用，其中控制沖砂進油口 13相連流量控制閥27的恒定流量來模擬篩管生產(chǎn)過程中的產(chǎn)量。
[0009]所述高壓釜體8為圓筒型，所述進油口須位于高壓釜體側(cè)壁中部，等高，沖砂進油口沿周向均勻?qū)ΨQ布置，四個方向(高壓釜體同一高度的周線的四分點)各設(shè)一個進油口，清洗進油口位于兩個沖砂進油口之間。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的裝置連接及流程示意圖；
[0011]圖2是本發(fā)明的高壓釜體裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是本發(fā)明的高壓釜體裝置結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0013]圖中:循環(huán)液儲備罐1、高壓泵2、壓力表3、流量監(jiān)控設(shè)備4、安全閥5、排氣閥6、壓力傳感器7、密閉高壓釜體8、油砂分離器9、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10、數(shù)據(jù)存儲器11、墊塊12、進油口 13、沖蝕臺架14、旋轉(zhuǎn)噴頭15、橡膠墊片16、底座17、出油口 18、高壓釜側(cè)壁19、沖蝕試件壓條20、篩管片21、清洗噴嘴22、清洗入油口 23、高壓釜壓蓋24、流量和砂量監(jiān)測器25、清洗流量控制閥26、混砂流量控制閥27。
【具體實施方式】
[0014]如圖1和圖2所示，為本發(fā)明的室內(nèi)評價防砂管沖蝕速率的裝置，它包括密閉高壓釜體8、沖蝕臺架14、噴嘴22、旋轉(zhuǎn)噴頭15、沖蝕試件21、清洗流量控制閥26、混砂流量控制閥27 ;其中，高壓釜體8為圓筒狀，沖蝕臺架14為圓筒狀，放置于高壓釜體8內(nèi)，嵌套于底座17的臺階內(nèi)，其與高壓釜體8同心，利用墊塊12及橡膠墊片16將沖蝕臺架14密封于高壓釜體內(nèi)，篩管片鑲嵌于沖蝕臺架14壁上，利用沖蝕試件壓條20進行固定，并密封。
[0015]高壓釜體8的側(cè)壁上設(shè)有五個進油口，四個位沖砂進油口 13，一個為清洗進油口23，進油口位于高壓釜體側(cè)壁中部，其中四個沖砂進油口 13沿周向均勻?qū)ΨQ布置，清洗進油口 23位于兩個沖砂進油口周向的正中間，三者齊平，沖蝕試件的安裝位置位于沖蝕臺架的中部，