專利名稱：人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，尤其是一種針對(duì)油田采油工程，能夠模擬對(duì)虧空地層的填砂質(zhì)量和填砂效果的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置以及試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
隨著油田開(kāi)發(fā)的不斷進(jìn)行，地層砂會(huì)隨著原油的產(chǎn)出，逐漸流入井底，尤其是針對(duì)疏松砂巖地層，問(wèn)題更為嚴(yán)重。隨著地層砂的產(chǎn)出，井底附近就會(huì)出現(xiàn)虧空地帶。造成井眼砂堵或砂埋生產(chǎn)管柱的現(xiàn)象。為了確保油井的正常生產(chǎn)，通常在地層井眼與下入其內(nèi)的套管之間，充填礫石，或者充填樹(shù)脂砂等材料，在套管外形成具有一定強(qiáng)度及滲透性的礫石人工井壁或地層砂和樹(shù)脂砂膠結(jié)形成的人工井壁，以阻止油層砂流入井內(nèi)，起到通油擋砂的作用，同時(shí)對(duì)地層起到支撐作用，防止地層井眼的坍塌。目前，為了提高油井防砂效果，人們研制了多種防砂模擬試驗(yàn)裝置，但其主要是針對(duì)水平井礫石充填防砂進(jìn)行的研究，功能單一。如美國(guó)斯倫貝謝、哈利伯頓、雪佛龍、貝克休斯等公司和英國(guó)黑瑞特-瓦特爾大學(xué)從80年代初開(kāi)始，利用大型實(shí)尺寸水平井礫石充填模擬試驗(yàn)裝置，開(kāi)展水平井礫石充填機(jī)理試驗(yàn)研究，并建立水平井礫石充填數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行水平井礫石充填數(shù)值模擬、參數(shù)優(yōu)選和防砂效果預(yù)測(cè)等研究，取得了理想的成果。國(guó)內(nèi)勝利油田采油工藝研究院建立了一套適宜于水平井礫石充填的物理模擬試驗(yàn)裝置。該套裝置屬于大型實(shí)際尺寸礫石防砂模擬實(shí)驗(yàn)裝置，具有透明的模擬井筒，井筒外徑200mm，內(nèi)徑160mm， 全長(zhǎng)30m。井筒內(nèi)配裝87mm的繞絲篩管、沖管和礫石充填工具組合管柱，通過(guò)供水離心泵、 砂漿攪拌罐和砂泵向模擬井筒內(nèi)充填礫石。但該公知的試驗(yàn)裝置只能在常溫狀態(tài)下進(jìn)行水平井礫石充填防砂模擬試驗(yàn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)地層砂和樹(shù)脂砂膠結(jié)形成的人工井壁防砂的模擬試驗(yàn)功能。上述公知的模擬試驗(yàn)裝置和方法均無(wú)法在對(duì)虧空地層中形成由地層砂、樹(shù)脂砂構(gòu)成的人工井壁之前，獲得針對(duì)該地層設(shè)計(jì)的人工井壁模型中檢驗(yàn)常溫高壓、高溫高壓狀態(tài)下樹(shù)脂砂、人工礫石的填砂質(zhì)量和填砂效果、各種因素下對(duì)防砂效果的影響、填砂所需施工參數(shù)、以及不同型號(hào)樹(shù)脂砂的防砂能力的數(shù)據(jù)，因此不利于油田的人工井壁防砂施工作業(yè)。有鑒于上述公知技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明人根據(jù)多年從事本領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，研制出本發(fā)明的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置及方法，從而為油田現(xiàn)場(chǎng)的防砂作業(yè)提供有利的依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，以克服公知技術(shù)存在的缺陷，方便地獲得試驗(yàn)用樹(shù)脂砂的防砂效果。為此，本發(fā)明提出一種人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其至少包括筒體，其內(nèi)能容置構(gòu)成人工井壁的填充物；所述筒體的兩端分別密封固定有一端蓋，且在其中一個(gè)所述端蓋上設(shè)有進(jìn)液口，在另一端蓋上設(shè)有出液口。
如上所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其中，具有所述出液口的端蓋朝向所述填充物一側(cè)設(shè)有防砂網(wǎng)。如上所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其中，所述筒體的外部包覆有加熱圈。所述加熱圈可以通過(guò)加熱板固定在所述筒體的外周壁上。如上所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其中，所述加熱圈的外部設(shè)有保溫層。如上所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其中，所述填充物為地層砂和含有樹(shù)脂砂的混砂液。如上所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其中，所述筒體的內(nèi)周面設(shè)有一膠層，以防止樹(shù)脂砂粘覆在筒體的內(nèi)表面上。如上所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其中，具有所述出液口的端蓋延伸至所述筒體內(nèi)，且該伸入端的端部與一托環(huán)固定連接，所述托環(huán)的外徑與所述膠層的內(nèi)徑相配合，以支撐所述膠層；所述托環(huán)沿軸向設(shè)有多個(gè)貫通孔，一防砂網(wǎng)固定在所述托環(huán)上，以阻擋所述筒體內(nèi)的砂石流出。如上所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其中，在所述筒體內(nèi)沿其長(zhǎng)度方向設(shè)有多個(gè)壓力傳感器。如上所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其中，所述壓力傳感器沿所述筒體的長(zhǎng)度和圓周方向均勻設(shè)置。本發(fā)明還提出一種人工井壁防砂模擬試驗(yàn)方法，包括在如上所述的人工井壁防砂試驗(yàn)裝置的筒體內(nèi)充入地層砂；由所述進(jìn)液口注入含有樹(shù)脂砂的混砂液，并充滿所述筒體，且多余的液體從所述出液口排出；保持所述筒體內(nèi)壓力與所模擬油井的實(shí)際壓力相同； 由設(shè)置在所述筒體外部的加熱圈加熱所述筒體內(nèi)的地層砂和含有樹(shù)脂砂的混砂液，使所述地層砂和樹(shù)脂砂膠結(jié)構(gòu)成人工井壁；再由所述出液口向所述筒體內(nèi)注入相似液，所述相似液穿過(guò)所述人工井壁，由所述進(jìn)液口流出；在向所述筒體內(nèi)注入相似液的過(guò)程中，由所述壓力傳感器獲得所述筒體內(nèi)不同部位的壓力變化，并由所述進(jìn)液口排出的流體中獲得出砂量和出砂粒度，以確定所述樹(shù)脂砂的防砂效果。如上所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)方法，其中，所述加熱溫度為大于室內(nèi)溫度，小于等于95度。如上所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)方法，其中，所述筒體內(nèi)的壓力小于等于 30MPa。本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用操作方便，既可進(jìn)行油井在相應(yīng)的試驗(yàn)條件下模擬油井人工井壁防砂施工的過(guò)程，又可模擬油井人工井壁防砂后的油井生產(chǎn)的過(guò)程，從而達(dá)到有效指導(dǎo)防砂施工設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)的防砂施工的目的。本發(fā)明可以在筒體內(nèi)填充不同類型的地層砂，從而可以分別對(duì)不同區(qū)塊、不同油井的人工井壁防砂情況進(jìn)行模擬試驗(yàn)。地層砂預(yù)制層可允許模擬的混砂液進(jìn)入，如允許含有樹(shù)脂砂的混砂液進(jìn)入，通過(guò)在一定的壓力下注入混砂液，并通過(guò)在裝置中不同的部位安置的壓力傳感器傳遞的壓力數(shù)據(jù)，來(lái)判斷其填充質(zhì)量和填充效果；設(shè)置在筒體出液口端的防砂網(wǎng)允許流體通過(guò)，并可阻擋砂子的流出。防砂模擬結(jié)束后，待樹(shù)脂砂和地層砂膠結(jié)形成人工井壁后，可進(jìn)行油井防砂后的生產(chǎn)模擬過(guò)程。此時(shí)，采取反向注入，通過(guò)在出液口觀察是否出砂，出砂量以及出砂粒度，就可檢測(cè)樹(shù)脂砂的防砂效果，從而能夠根據(jù)不同地質(zhì)條件選擇與之相適應(yīng)的樹(shù)脂砂。因此，本發(fā)明能夠?qū)Ψ郎安牧?、攜砂液配方的篩選、防砂施工參數(shù)的優(yōu)化，提供可靠依據(jù)。


以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中，圖1為本發(fā)明的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中I處的局部放大示意圖；圖3為本發(fā)明的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置的原理圖。附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明1、壓力傳感器5、填充物80、筒身本體11、托環(huán)16、出液口
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的一種人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置至少包括筒體，其內(nèi)能容置構(gòu)成人工井壁的填充物；所述筒體的兩端分別密封固定有一端蓋，且在其中一個(gè)所述端蓋上設(shè)有進(jìn)液口，在另一端蓋上設(shè)有出液口。本發(fā)明的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。其中，所述填充物可以是地層砂、含有樹(shù)脂砂的混砂液。進(jìn)一步地，所述筒體的外部包覆有加熱圈。在一個(gè)具體技術(shù)方案中，所述加熱圈可以固定在加熱板上，通過(guò)加熱板將所述加熱圈固定在筒體的外周壁上，可以采用常規(guī)的方法將三者固定設(shè)置。通過(guò)在筒體的外部設(shè)置加熱圈，可以對(duì)筒體進(jìn)行加熱，以固化進(jìn)入模型筒體的樹(shù)脂砂，模擬井下地層的溫度，并試驗(yàn)在規(guī)定溫度下充入筒體的樹(shù)脂砂的防砂效果。為了提高加熱效率，可以在所述加熱圈的外部設(shè)置保溫層。此外，為防止注入筒體內(nèi)的樹(shù)脂砂粘覆在筒體的內(nèi)表面上，還可以在所述筒體的內(nèi)周面設(shè)置一膠層。進(jìn)一步地，為了防止筒體內(nèi)的砂石流出，優(yōu)選在具有所述出液口的端蓋朝向所述填充物一側(cè)設(shè)置防砂網(wǎng)。在一個(gè)可行的方案中，具有所述出液口的端蓋延伸至所述筒體內(nèi)，且該伸入端的端部與一托環(huán)固定連接，所述托環(huán)的外徑與所述膠層的內(nèi)徑相配合，以支撐所述膠層；所述托環(huán)沿軸向設(shè)有多個(gè)貫通孔，防砂網(wǎng)固定在所述托環(huán)上。在本發(fā)明的一個(gè)具體技術(shù)方案中，在所述筒體內(nèi)沿其長(zhǎng)度方向設(shè)有多個(gè)壓力傳感器，通過(guò)設(shè)置所述壓力傳感器就能夠獲知筒體內(nèi)不同部位的壓力的變化。本發(fā)明還提出一種人工井壁防砂模擬試驗(yàn)方法，包括在上述人工井壁防砂試驗(yàn)裝置的筒體內(nèi)充入地層砂；向所述進(jìn)液口注入含有樹(shù)脂砂的混砂液，并充滿所述筒體，且多余的液體從所述出液口排出；保持所述筒體內(nèi)壓力與所模擬油井的實(shí)際壓力相同；由設(shè)置
2、空間 6、保溫層 81、連接端 13、膠層 17、伸入端
3、貫通孔 7、加熱圈 9、防砂網(wǎng) 14、支架
4、12、端蓋 8、筒體 10、螺栓 15、進(jìn)液口在所述筒體外部的加熱圈加熱所述筒體內(nèi)的地層砂和含有樹(shù)脂砂的混砂液，使所述地層砂和樹(shù)脂砂膠結(jié)構(gòu)成人工井壁；再由所述出液口向所述筒體內(nèi)注入相似液，所述相似液穿過(guò)所述人工井壁，由所述進(jìn)液口流出；在向所述筒體內(nèi)注入相似液的過(guò)程中，由所述壓力傳感器獲得所述筒體內(nèi)不同部位的壓力變化，并由所述進(jìn)液口排出的流體中獲得出砂量和出砂粒度，以確定所述樹(shù)脂砂的防砂效果。進(jìn)一步地，本發(fā)明的加熱溫度為大于室內(nèi)溫度，小于等于95度。優(yōu)選，所述筒體內(nèi)的壓力小于等于30MPa。為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法的具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。另外，通過(guò)具體實(shí)施方式
的說(shuō)明，當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入具體的了解，然而所附圖僅是提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。圖1為本發(fā)明的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中I 處的局部放大示意圖；圖3為本發(fā)明的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置的原理圖。如圖1、2所示，本發(fā)明提出的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，至少包括筒體8，其內(nèi)能容置構(gòu)成人工井壁的填充物5;所述筒體8的兩端分別密封固定有一端蓋4、12，且在其中一個(gè)所述端蓋上設(shè)有與筒體8相連通的進(jìn)液口 15，在另一端蓋上設(shè)有與筒體8相連通的出液口 16。其中，其中，所述填充物5可以是地層砂、含有樹(shù)脂砂的混砂液。所述筒體8優(yōu)選由具有良好導(dǎo)熱性能的不銹鋼制成。在一個(gè)可行的實(shí)施例中，在所述筒體8的外部包覆有加熱板(圖中未示出)，加熱板上固定有加熱圈7，通過(guò)加熱圈7可以對(duì)筒體8進(jìn)行加熱，固化進(jìn)入模型筒體的樹(shù)脂砂，模擬井下地層的溫度，并試驗(yàn)在規(guī)定溫度下充入筒體的樹(shù)脂砂的防砂效果。進(jìn)一步地，所述加熱圈7的外部設(shè)有保溫層6，以提高加熱效率，保持筒體8內(nèi)的溫度。為了防止加熱所述筒體8后，注入筒體8內(nèi)的樹(shù)脂砂粘覆在筒體8的內(nèi)表面上，降低試驗(yàn)裝置的使用壽命，在所述筒體8的內(nèi)周面上可以設(shè)置一膠層13。所述膠層13可以是涂覆在所述筒體8的內(nèi)表面上，也可以是制成與所述筒體8的內(nèi)徑相配合的膠套。進(jìn)一步，為防止所述膠層13與筒體8的內(nèi)表面脫離，在所述筒體8內(nèi)設(shè)有一托環(huán) 11，以支撐所述膠層13，該托環(huán)11設(shè)置在所述筒體8的一端。具體是，具有出液口 16的端蓋12的一端伸入所述筒體8內(nèi)，所述托環(huán)11固定在該端蓋12的伸入端17上。所述托環(huán) 11沿軸向設(shè)有多個(gè)貫通孔3，一防砂網(wǎng)9固定在所述托環(huán)11上，以阻擋所述筒體8內(nèi)的砂
石流出。優(yōu)選該防砂網(wǎng)9固定在所述托環(huán)11朝向所述填充物5的一側(cè)面上。如圖3所示，在所述筒體8內(nèi)沿其長(zhǎng)度方向設(shè)有多個(gè)壓力傳感器1。優(yōu)選，所述壓力傳感器1沿所述筒體的長(zhǎng)度和圓周方向均勻設(shè)置。本發(fā)明提出的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)方法包括在上述的人工井壁防砂試驗(yàn)裝置的筒體8內(nèi)充入地層砂；通過(guò)進(jìn)液管向所述進(jìn)液口 15注入含有樹(shù)脂砂的混砂液，并充滿所述筒體8;保持所述筒體8內(nèi)壓力與所模擬油井的實(shí)際壓力相同；由設(shè)置在所述筒體8外部的加熱圈加熱所述筒體內(nèi)的地層砂和含有樹(shù)脂砂的混砂液，使所述地層砂和樹(shù)脂砂膠結(jié)構(gòu)成人工井壁，在注入含有樹(shù)脂砂的混砂液、以及含有樹(shù)脂砂的混砂液與地層砂的膠結(jié)的過(guò)程中，多余的液體從所述出液口 16排出。人工井壁形成后，再由所述出液口 16向所述筒體8內(nèi)注入相似液，所述相似液穿過(guò)所述人工井壁由所述進(jìn)液口 15流出，其中所述相似液是具有和油井產(chǎn)出的液體性能相似的液體，如具有相似的粘度、相似的密度、相似的流動(dòng)性等。在向所述筒體8內(nèi)注入相似液的過(guò)程中，由所述壓力傳感器1獲得所述筒體8內(nèi)不同部位的壓力變化，并由所述進(jìn)液口排出的流體中獲得出砂量和出砂粒度，以確定所述樹(shù)脂砂的防砂效果。采用本發(fā)明的裝置進(jìn)行模擬試驗(yàn)時(shí)，對(duì)所述筒體8進(jìn)行加熱時(shí)的加熱溫度為大于室內(nèi)溫度，小于等于95度。進(jìn)一步地，所述筒體8內(nèi)的壓力應(yīng)小于等于30MPa。下面結(jié)合一個(gè)具體實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的工作原理本發(fā)明的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，筒體8可由不銹鋼材質(zhì)的空心管制成，構(gòu)成人工井壁防砂的模擬井筒。如圖2所示，所述筒體8可以制成為兩端部的連接端81的外徑大于筒身本體80的外徑，在筒體8的筒身本體80的外部設(shè)置加熱圈7，該加熱圈7由兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的半圓形構(gòu)成，以便于拆裝，加熱圈7可以固定在加熱板上，通過(guò)加熱板固定在所述筒身本體80的外周面。在加熱圈7的外部設(shè)有用硅酸鋁保溫棉制成的保溫層6，該保溫層6也可以由兩個(gè)半圓形筒體構(gòu)成，以方便安裝。在圖2中表示的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述保溫層6的內(nèi)徑大于所述加熱圈7的外徑，與所述筒體8的連接端81的外徑相配合，從而使加熱圈7的外周面與保溫層6的內(nèi)周面之間形成有一定的空間2，該空間2能夠有效提高對(duì)筒體8的保溫較果。此外，設(shè)置在所述筒體8內(nèi)與其內(nèi)徑相配合的膠層13可以是由橡膠制成的圓柱形膠筒，通過(guò)該膠筒的設(shè)置，一方面可以避免樹(shù)脂砂粘覆在筒體8的內(nèi)表面上，提高設(shè)備的使用壽命，另一方面，由于設(shè)置了該膠筒，當(dāng)試驗(yàn)完成后可以方便地將固化的人工井壁整體取出ο為了便于試驗(yàn)操作，還可以在人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置的下部設(shè)置一支架14。組裝時(shí)，在筒體8內(nèi)壁設(shè)置膠層(圓筒形膠套)13，將鋼支架14焊接在筒體8的外側(cè)中部；在筒體8的右端設(shè)有防砂網(wǎng)9，該防砂網(wǎng)9固定在托環(huán)11朝向筒體內(nèi)的一側(cè)面上， 并將托環(huán)11通過(guò)螺栓10固定在右側(cè)的端蓋12上，將端蓋12蓋合在筒體8的右端，并通過(guò)密封圈與筒體8的內(nèi)壁相密封，由螺栓將該端蓋12固定在筒體8的右端。將地層砂裝滿筒體8，在裝填地層砂的同時(shí)，將壓力傳感器1沿軸向和圓周方向均勻布置在地層砂內(nèi)，然后， 在筒體8的左端蓋合端蓋4，端蓋4同樣通過(guò)密封圈與筒體8的內(nèi)壁相密封連接，由螺栓將端蓋4固定在筒體8左端。為了便于連接，在左、右兩端蓋4、12中部的進(jìn)、出液口 15、16處形成一外凸的丁字形連接部。本發(fā)明的試驗(yàn)裝置既可進(jìn)行油井在相應(yīng)的試驗(yàn)條件下模擬油井人工井壁防砂施工的過(guò)程，又可模擬油井人工井壁防砂后的油井生產(chǎn)的過(guò)程。且適用于室內(nèi)常溫至95°C，壓力彡30MPa的油井人工井壁防砂模擬試驗(yàn)。模擬油井人工井壁防砂施工過(guò)程時(shí)，在筒體8內(nèi)充入地層砂，通過(guò)進(jìn)液口 15向筒體8內(nèi)注入含有樹(shù)脂砂的混砂液，然后加熱筒體8內(nèi)部的地層砂和注入的含有樹(shù)脂砂的混砂液，多余的液體從出液口 16排出。待筒體8內(nèi)的地層砂和樹(shù)脂砂固結(jié)后，可進(jìn)行模擬油井人工井壁防砂后的油井生產(chǎn)的過(guò)程。此時(shí)，根據(jù)所模擬的油井的實(shí)際壓力狀況，從出液口 16注入規(guī)定壓力的相似液，通過(guò)壓力傳感器1 了解筒體8內(nèi)不同部位的壓力的變化，并從進(jìn)液口 15流出模擬后的油井產(chǎn)出的液體，然后進(jìn)行旋流分離、過(guò)濾，進(jìn)入儲(chǔ)液系統(tǒng)以備循環(huán)利用。在此過(guò)程中，通過(guò)對(duì)產(chǎn)出液的砂量進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和計(jì)量，來(lái)評(píng)價(jià)該試驗(yàn)裝置的防砂效果，即，通過(guò)觀察出液口 15流出的流體中是否含砂、出砂量以及出砂粒度，就可檢測(cè)出樹(shù)脂砂的防砂效果。因此，在采油過(guò)程中，針對(duì)虧空地層，通過(guò)本發(fā)明的試驗(yàn)裝置和方法能夠在所設(shè)計(jì)的模型筒體8中檢驗(yàn)常溫高壓、高溫高壓狀態(tài)下樹(shù)脂砂的填砂質(zhì)量和填砂效果，試驗(yàn)各種因素對(duì)防砂效果的影響，優(yōu)選出填砂施工參數(shù)，評(píng)價(jià)不同型號(hào)樹(shù)脂砂的防砂能力，從而為為人工井壁防砂設(shè)計(jì)和防砂施工提供有利的依據(jù)。以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。而且需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的各組成部分并不僅限于上述整體應(yīng)用，本發(fā)明的說(shuō)明書中描述的各技術(shù)特征可以根據(jù)實(shí)際需要選擇一項(xiàng)單獨(dú)采用或選擇多項(xiàng)組合起來(lái)使用，因此，本發(fā)明理所當(dāng)然地涵蓋了與本案發(fā)明點(diǎn)有關(guān)的其它組合及具體應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述試驗(yàn)裝置至少包括筒體，其內(nèi)能容置構(gòu)成人工井壁的填充物；所述筒體的兩端分別密封固定有一端蓋，且在其中一個(gè)所述端蓋上設(shè)有進(jìn)液口，在另一端蓋上設(shè)有出液口。
2.如權(quán)利要求1所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，具有所述出液口的端蓋朝向所述填充物一側(cè)設(shè)有防砂網(wǎng)。
3.如權(quán)利要求1所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述筒體的外部包覆有加熱圈。
4.如權(quán)利要求3所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述加熱圈的外部設(shè)有保溫層。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述填充物為地層砂和含有樹(shù)脂砂的混砂液。
6.如權(quán)利要求5所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述筒體的內(nèi)周面設(shè)有一膠層，以防止樹(shù)脂砂粘覆在筒體的內(nèi)表面上。
7.如權(quán)利要求6所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，具有所述出液口的端蓋延伸至所述筒體內(nèi)，且該伸入端的端部與一托環(huán)固定連接，所述托環(huán)的外徑與所述膠層的內(nèi)徑相配合，以支撐所述膠層；所述托環(huán)沿軸向設(shè)有多個(gè)貫通孔，一防砂網(wǎng)固定在所述托環(huán)上，以阻擋所述筒體內(nèi)的砂石流出。
8.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，在所述筒體內(nèi)沿其長(zhǎng)度方向設(shè)有多個(gè)壓力傳感器。
9.如權(quán)利要求8所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述壓力傳感器沿所述筒體的長(zhǎng)度和圓周方向均勻設(shè)置。
10.一種人工井壁防砂模擬試驗(yàn)方法，其特征在于，所述試驗(yàn)方法包括在如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的人工井壁防砂試驗(yàn)裝置的筒體內(nèi)充入地層砂；由所述進(jìn)液口注入含有樹(shù)脂砂的混砂液，并充滿所述筒體，且多余的液體從所述出液口排出；保持所述筒體內(nèi)壓力與所模擬油井的實(shí)際壓力相同；由設(shè)置在所述筒體外部的加熱圈加熱所述筒體內(nèi)的所述地層砂和含有樹(shù)脂砂的混砂液，使所述地層砂和樹(shù)脂砂膠結(jié)構(gòu)成人工井壁；再由所述出液口向所述筒體內(nèi)注入相似液，所述相似液穿過(guò)所述人工井壁，由所述進(jìn)液口流出；在向所述筒體內(nèi)注入相似液的過(guò)程中，由所述壓力傳感器獲得所述筒體內(nèi)不同部位的壓力變化，并由所述進(jìn)液口排出的流體中獲得出砂量和出砂粒度，以確定所述樹(shù)脂砂的防砂效果。
11.如權(quán)利要求10所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)方法，其特征在于，所述加熱溫度為大于室內(nèi)溫度，小于等于95度。
12.如權(quán)利要求10所述的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)方法，其特征在于，所述筒體內(nèi)的壓力小于等于30MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，其中，所述試驗(yàn)裝置至少包括筒體，其內(nèi)能容置構(gòu)成人工井壁的填充物；所述筒體的兩端分別密封固定有一端蓋，且在其中一個(gè)所述端蓋上設(shè)有進(jìn)液口，在另一端蓋上設(shè)有出液口。本發(fā)明可以在筒體內(nèi)填充不同類型的地層砂和樹(shù)脂砂，從而可以分別對(duì)不同區(qū)塊、不同油井的人工井壁防砂情況進(jìn)行模擬試驗(yàn)。本發(fā)明的人工井壁防砂模擬試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用操作方便。此外，采用本發(fā)明的試驗(yàn)方法，既可進(jìn)行油井在相應(yīng)的試驗(yàn)條件下模擬油井人工井壁防砂施工的過(guò)程，又可模擬油井人工井壁防砂后的油井生產(chǎn)的過(guò)程，從而能達(dá)到有效指導(dǎo)防砂施工設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)的防砂施工的目的。
文檔編號(hào)E21B43/02GK102278096SQ20111025342
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者仲景儒, 傅維武, 元榮震, 劉德鑄, 吳志勇, 孫厚利, 孫守國(guó), 王寶權(quán), 趙洪鐘, 闞新偉, 黃文民 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司