專利名稱：入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種入井流體對(duì)儲(chǔ)層的傷害模擬評(píng)價(jià)裝置，尤其是一種低滲透油藏壓裂液對(duì)直井與水平井的儲(chǔ)層傷害實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
油氣層傷害主要指在鉆井、完井、生產(chǎn)、增產(chǎn)、油層改造及提高采收率的任何過程中，因井壁或地層油氣水流體滲流通道被堵塞，導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率或油氣水相對(duì)滲透率損害并影響油水井產(chǎn)能的現(xiàn)象。如果油氣層受到損害，其后果會(huì)影響單井產(chǎn)能，從而給石油的勘探和開發(fā)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著海上油田以及低滲透油藏逐漸成為油田開發(fā)穩(wěn)產(chǎn)的主戰(zhàn)場(chǎng)，對(duì)儲(chǔ)層保護(hù)提出了更高的要求，入井液的漏失、壓裂液對(duì)低滲透儲(chǔ)層的等傷害迫切需要一套模擬裝置研究?jī)?chǔ)層傷害，確定傷害程度。目前入井液傷害主要通過巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)宏觀的評(píng)價(jià)入井流體對(duì)儲(chǔ)層的傷害，不能可視化的觀察入井流體對(duì)儲(chǔ)層的傷害及入井流體在非均質(zhì)地層中的分布。公開號(hào)1525154，
公開日2004-09-01的發(fā)明專利申請(qǐng)文獻(xiàn)公開了ー種透射顯微油氣滲流機(jī)理及儲(chǔ)層傷害分析儀，由透光巖石滲透薄片、單偏光顯微鏡、錐光鏡、CCD攝像頭、圖像采集卡、壓カ傳感器、壓カ采集卡、中間容器、計(jì)算機(jī)、恒速泵、圖像分析系統(tǒng)、集液器組成。其中恒速泵通過剛性連接管件、閥門與中間容器、壓カ傳感器，透光巖石滲透薄片連接；巖石滲透薄片固定于偏光顯微鏡載物臺(tái)上，單偏光經(jīng)錐光鏡透過滲透薄片；CCD攝像頭采集偏光顯微鏡中圖像，通過圖像采集卡為計(jì)算機(jī)提供圖像信息；壓カ采集卡將壓力信息傳入計(jì)算機(jī)；使用圖像分析系統(tǒng)對(duì)采集圖像進(jìn)行處理。通過可視化的圖像分析手段再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中各種現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展過程，及時(shí)準(zhǔn)確地獲取儲(chǔ)集層傷害機(jī)理及傷害程度方面的信息，多方面、多層次展現(xiàn)儲(chǔ)集層巖石學(xué)特征與滲流機(jī)理和儲(chǔ)層傷害的關(guān)系；儲(chǔ)集層孔隙和喉道特征、外來流體等各因素對(duì)滲流機(jī)理和儲(chǔ)層傷害的影響。實(shí)現(xiàn)了油氣滲流機(jī)理和儲(chǔ)集層傷害定性、定量研究，拓展了油氣儲(chǔ)集層研究的領(lǐng)域、再現(xiàn)油氣滲流機(jī)理和儲(chǔ)層傷害的發(fā)生發(fā)展過程，為評(píng)價(jià)儲(chǔ)層、掲示滲流機(jī)理和儲(chǔ)層傷害機(jī)理提供了ー項(xiàng)新的技術(shù)手段。通過以上公開文獻(xiàn)，從結(jié)構(gòu)上看，模擬程度不夠逼真，還停留在用流體滴液在巖石切片的技術(shù)手段上，自然最后得知的實(shí)驗(yàn)傷害數(shù)據(jù)也就無法給我們帶來更加接近實(shí)際的評(píng)價(jià)參考，況且各個(gè)裝置較為落后，不能為整體實(shí)驗(yàn)提供有力的保障，自動(dòng)化程度不夠。而且實(shí)驗(yàn)過程復(fù)雜，無法連續(xù)測(cè)試各種不同的流體對(duì)儲(chǔ)層的傷害。有鑒于此，針對(duì)上述問題，提出一種設(shè)計(jì)合理的入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置，該裝置根據(jù)相似理論模擬入井液對(duì)儲(chǔ)層傷害，實(shí)時(shí)的觀察入井流體對(duì)儲(chǔ)層的傷害，優(yōu)化入井液相關(guān)參數(shù)，完善壓裂等エ藝措施，為提高油田儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)具有十分重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置，可以根據(jù)相似理論自由組合實(shí)時(shí)模擬入井液對(duì)各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的儲(chǔ)層傷害的實(shí)驗(yàn)裝置。通過壓カ傳感器、溫度傳感器、顯微攝像等信息采集和信息處理裝置采集入井流體對(duì)儲(chǔ)層的傷害信息，評(píng)價(jià)各種解除流體對(duì)儲(chǔ)層傷害的方法，為油層保護(hù)提供理論依據(jù)。本實(shí)用新型的目的可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):該入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置包括評(píng)價(jià)流體精確注入系統(tǒng)、可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)；所述評(píng)價(jià)流體精確注入系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分別連接在可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)的始端和終端，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還同時(shí)與計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)相連接。本實(shí)用新型的目的還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):所述可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)包括井筒模擬裝置、儲(chǔ)層模擬裝置，所述儲(chǔ)層模擬裝置至少設(shè)置兩組分別連接固定在井筒模擬裝置上。所述井筒模擬裝置整體呈L型，即由直井井筒模擬裝置與水平井井筒模擬裝置連接構(gòu)成。所述儲(chǔ)層模擬裝置外側(cè)均套有密閉的恒溫控制系統(tǒng)。所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括溫度和壓カ傳感器、顯微成像采集系統(tǒng)，所述溫度和壓カ傳感器設(shè)置在儲(chǔ)層模擬裝置并且與計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)相連接；所述顯微成像采集系統(tǒng)可移動(dòng)式懸掛在可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)上方并且與計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)相連接。所述可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)的旁側(cè)還設(shè)置有用來給顯微成像采集系統(tǒng)提供光源的可移動(dòng)式攝像光源。所述井筒模擬裝置的末端設(shè)置有泄壓閥。所述評(píng)價(jià)流體精確注入系統(tǒng)包括相互連接的推力活塞缸和精密注射泵，所述精密注射泵還與泵工作介質(zhì)容器連接，泵工作介質(zhì)容器與精密注射泵的進(jìn)液端連接，用來給精密注射泵提供工作介質(zhì)。所述推力活塞缸由多組活塞缸組成，每組活塞缸裝入不同評(píng)價(jià)流體介質(zhì)并且分別與評(píng)價(jià)流體裝置連接，所述評(píng)價(jià)流體裝置盛裝不同的流體介質(zhì)，通過管線與推力活塞缸的多組活塞缸容積腔連接，用于給推力活塞缸的多組活塞缸容積腔提供不同的評(píng)價(jià)流體介質(zhì)；多組活塞缸采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，一端用液壓管線與精密注射泵的增壓出口連接，用來給推力活塞缸提供增壓，另一端用管線連接可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)。所述推力活塞缸分別與評(píng)價(jià)流體裝置、精密注射泵、可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)連接的各管線接頭都安裝有控制閥。本實(shí)用新型具有以下有益效果:入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置具有自動(dòng)化、模塊化，精確化、連續(xù)化、可視化等特點(diǎn)，增強(qiáng)了儲(chǔ)層保護(hù)研究實(shí)驗(yàn)的功能，通過該裝置可以模擬不同入井流體對(duì)不同多孔介質(zhì)在不同溫度下的傷害程度實(shí)驗(yàn)。該裝置采用模塊化單元組合，可以模擬直井、水平井等多種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井，儲(chǔ)層模擬裝置也采取模塊化，可以實(shí)現(xiàn)模擬不同平面非均質(zhì)與層見非均質(zhì)狀況，能夠可視化的觀察流體在不同模擬儲(chǔ)層中的分布。利用光學(xué)采集系統(tǒng)，直觀觀察流體的連續(xù)變化過程，提高了效率?？梢阅M多種流體進(jìn)入模擬介質(zhì)后的混合傷害。


:圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1_評(píng)價(jià)流體裝置、2-精密注射泵、3-泵工作介質(zhì)容器、4-推力活塞缸、5-井筒模擬裝置、6-恒溫控制系統(tǒng)、7-儲(chǔ)層模擬裝置、8-溫度和壓カ傳感器、9-泄壓閥、10-攝像光源、11-顯微成像采集系統(tǒng)、12-計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
:[0021]有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，參合附圖說明如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對(duì)本實(shí)用新型加以限制。參照附圖1，入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置由評(píng)價(jià)流體裝置1、精密注射泵2、泵工作介質(zhì)容器3、推力活塞缸4、井筒模擬裝置5、恒溫控制系統(tǒng)6、儲(chǔ)層模擬裝置7、溫度和壓力傳感器8、泄壓閥9、攝像光源10、顯微成像采集系統(tǒng)11、計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)12組成。其中，評(píng)價(jià)流體裝置1、精密注射泵2、泵工作介質(zhì)容器3、推力活塞缸組成評(píng)價(jià)流體注入系統(tǒng)。推力活塞缸4由多組活塞缸組成，每組活塞缸裝入不同評(píng)價(jià)流體介質(zhì)，推力活塞缸4的多組活塞缸采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，一端用液壓管線與精密計(jì)量注射泵2的增壓出口連接，用來給推力活塞缸4提供增壓，另一端用壓カ管線連接井筒模擬裝置5，評(píng)價(jià)流體裝置I盛裝不同的流體介質(zhì)，通過管線與推力活塞缸4的多組活塞缸容積腔連接，用于給推力活塞缸4的多組活塞缸容積腔提供不同的評(píng)價(jià)流體介質(zhì)，泵工作介質(zhì)容器3與精密注射泵2的進(jìn)液端連接，用來給精密注射泵2提供工作介質(zhì)，推力活塞缸4與評(píng)價(jià)流體裝置1、精密注射泵2連接的各管線接頭都安裝有控制閥。推力活塞缸4通過管線給井筒模擬裝置5注入不同流體。井筒模擬裝置5可以由直井段和水平段組合構(gòu)成，也可以單獨(dú)由直井段或水平段組成。儲(chǔ)層模擬裝置7是由透明可視材料組成的密閉容腔，里面充填模擬不同儲(chǔ)層的多孔介質(zhì)。儲(chǔ)層模擬裝置7連接在井筒模擬裝置5上，恒溫控制系統(tǒng)6套在儲(chǔ)層模擬裝置7外面，用來保證儲(chǔ)層模擬裝置7里面的多孔介質(zhì)在設(shè)定的溫度下工作。溫度和壓カ傳感器8鑲嵌在儲(chǔ)層模擬裝置7里面，用來測(cè)試儲(chǔ)層模擬裝置7的溫度與壓力。恒溫控制系統(tǒng)6、儲(chǔ)層模擬裝置7、溫度和壓カ傳感器8組成的儲(chǔ)層模擬測(cè)試模塊可以ー組或多組安裝在井筒模擬裝置5上，組成密閉系統(tǒng)，溫度和壓カ傳感器8測(cè)得的信息通過數(shù)據(jù)線輸入到計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)12中進(jìn)行存儲(chǔ)。每組儲(chǔ)層模擬裝置7內(nèi)可以填充不同的模擬多孔介質(zhì)，可以用來觀察比較在同一環(huán)境下，相同入井液對(duì)不同模擬多孔介質(zhì)的傷害程度。泄壓閥9安裝井筒模擬裝置5上，用來給井筒模擬裝置5泄壓。攝像光源10、顯微成像采集系統(tǒng)11組成對(duì)儲(chǔ)層模擬裝置7的動(dòng)態(tài)信息采集，攝像光源10給顯微成像采集系統(tǒng)11提供合適的觀察與測(cè)量光線，顯微成像采集系統(tǒng)11可以移動(dòng)，對(duì)多組儲(chǔ)層模擬裝置7里面的多孔介質(zhì)傷害進(jìn)行顯微攝影或錄像，采集的信息通過數(shù)據(jù)線傳入計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)12進(jìn)行處理與保存。應(yīng)用這一實(shí)驗(yàn)流程可評(píng)價(jià)不同入井流體對(duì)不同多孔介質(zhì)在不同溫度下的傷害程度，自動(dòng)精確記錄傷害變化過程，將記錄的傷害變化過程通過專用軟件進(jìn)行圖像分析，得到儲(chǔ)層傷害評(píng)價(jià)參數(shù)的定量結(jié)果。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下:根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?，將低滲透油藏壓裂液放進(jìn)評(píng)價(jià)流體裝置I ;1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?，將模擬介質(zhì)(玻璃珠或者不同粒徑的砂粒組合)裝入儲(chǔ)層模擬裝置7，可以飽和油或者水，調(diào)至實(shí)驗(yàn)要求位置，與井筒模擬裝置5連接好。2、連接電源，接通顯微成像采集系統(tǒng)11、打開攝像光源10、恒溫控制系統(tǒng)6、計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)12，調(diào)節(jié)顯微鏡成像系統(tǒng)11至最佳位置，通過恒溫控制系統(tǒng)6加熱模擬介質(zhì)到頭驗(yàn)溫度。3、打開精密注射泵2，以一定流量通過泵工作介質(zhì)容器3恒速推動(dòng)推力活塞缸4將入井流體(壓裂液)注入井筒模擬裝置，入井流體可以根據(jù)需要加入染色劑。4、通過顯微鏡成像系統(tǒng)11、壓カ溫度傳感器8、計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)12采集入井流體對(duì)模擬多孔介質(zhì)傷害以及在各個(gè)儲(chǔ)層模擬裝置7中流體分布，連續(xù)記錄流體運(yùn)動(dòng)變化過程。5、獲得的圖像通過數(shù)據(jù)線直接輸入計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)12，通過分析軟件對(duì)圖像分析處理，確定流體在各個(gè)模擬裝置中的傷害。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括模擬介質(zhì)面孔率、流體侵入深度、壓カ等參數(shù)。該裝置采用模塊化單元組合，可以模擬直井、水平井等多種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井，儲(chǔ)層模擬裝置也采取模塊化，可以實(shí)現(xiàn)模擬不同平面非均質(zhì)與層見非均質(zhì)狀況，能夠可視化的觀察流體在不同模擬儲(chǔ)層中的分布。利用光學(xué)采集系統(tǒng)，直觀觀察流體的連續(xù)變化過程，提高了效率?？梢阅M多種流體進(jìn)入模擬介質(zhì)后的混合傷害。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，非用以限定本實(shí)用新型的專利范圍，其他運(yùn)用本實(shí)用新型的專利精神的等效變化，均應(yīng)俱屬本實(shí)用新型的專利范圍。
權(quán)利要求1.入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，包括評(píng)價(jià)流體精確注入系統(tǒng)、可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)；所述評(píng)價(jià)流體精確注入系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分別連接在可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)的始端和終端，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還同時(shí)與計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)包括井筒模擬裝置、儲(chǔ)層模擬裝置，所述儲(chǔ)層模擬裝置至少設(shè)置兩組分別連接固定在井筒模擬裝置上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述井筒模擬裝置整體呈L型，即由直井井筒模擬裝置與水平井井筒模擬裝置連接構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置，其特征在干，所述儲(chǔ)層模擬裝置外側(cè)均套有密閉的恒溫控制系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置，其特征在干，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括溫度和壓カ傳感器、顯微成像采集系統(tǒng)，所述溫度和壓カ傳感器設(shè)置在儲(chǔ)層模擬裝置并且與計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)相連接；所述顯微成像采集系統(tǒng)可移動(dòng)式懸掛在可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)上方并且與計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)的旁側(cè)還設(shè)置有用來給顯微成像采集系統(tǒng)提供光源的可移動(dòng)式攝像光源。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述井筒模擬裝置的末端設(shè)置有泄壓閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述評(píng)價(jià)流體精確注入系統(tǒng)包括相互連接的推力活塞缸和精密注射泵，所述精密注射泵還與泵工作介質(zhì)容器連接，泵工作介質(zhì)容器與精密注射泵的進(jìn)液端連接，用來給精密注射泵提供工作介質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述推力活塞缸由多組活塞缸組成，每組活塞缸裝入不同評(píng)價(jià)流體介質(zhì)并且分別與評(píng)價(jià)流體裝置連接，所述評(píng)價(jià)流體裝置盛裝不同的流體介質(zhì)，通過管線與推力活塞缸的多組活塞缸容積腔連接，用于給推力活塞缸的多組活塞缸容積腔提供不同的評(píng)價(jià)流體介質(zhì)；多組活塞缸采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，一端用液壓管線與精密注射泵的增壓出口連接，用來給推力活塞缸提供增壓，另一端用管線連接可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述推力活塞缸分別與評(píng)價(jià)流體裝置、精密注射泵、可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)連接的各管線接頭都安裝有控制閥。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種入井流體儲(chǔ)層傷害模擬評(píng)價(jià)裝置，包括評(píng)價(jià)流體精確注入系統(tǒng)、可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)；所述評(píng)價(jià)流體精確注入系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分別連接在可視化密閉模擬測(cè)試系統(tǒng)的始端和終端，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還同時(shí)與計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)相連接。本實(shí)用新型可以根據(jù)相似理論自由組合實(shí)時(shí)模擬入井液對(duì)各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的儲(chǔ)層傷害的實(shí)驗(yàn)裝置。通過壓力傳感器、溫度傳感器、顯微攝像等信息采集和信息處理裝置采集入井流體對(duì)儲(chǔ)層的傷害信息，評(píng)價(jià)各種解除流體對(duì)儲(chǔ)層傷害的方法，為油層保護(hù)提供理論依據(jù)。
文檔編號(hào)E21B49/00GK202946151SQ201220683249
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者張星, 任占春, 朱澤軍, 張松亭, 李強(qiáng), 黨絹華, 李建兵, 陳利霞, 張磊, 成梅華, 張君 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院