一種攜砂壓裂液在射孔孔道中運移模擬研究裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模擬裝置，特別涉及一種攜砂壓裂液在射孔孔道中運移模擬研宄裝置，模擬油氣井射孔完井后，水力壓裂過程中攜砂壓裂液在射孔孔道中的流動形態(tài)及支撐劑的運移，由于現(xiàn)場施工中射孔參數(shù)對后期壓裂效果以及增產(chǎn)效果影響很大，研宄流體在不同射孔參數(shù)下的孔道中的流動規(guī)律對射孔參數(shù)的優(yōu)化有較大意義。
【背景技術(shù)】
[0002]水力壓裂是目前國內(nèi)外主要的油氣田增產(chǎn)技術(shù)之一，不僅廣泛應(yīng)用于低滲透油藏，在中高滲透油氣藏的增產(chǎn)改造中也取得較好的效果。水力壓裂的目標就是形成高導流能力的裂縫，所以在壓裂時必須確保足夠的加砂量，而在套管井中，壓裂液首先要通過射孔孔道才能進入地層壓開裂縫，支撐劑在孔道中的運移沉降規(guī)律將直接影響到加砂效率，通過模擬射孔段實驗分析研宄攜砂壓裂液在射孔孔道中的流動和支撐劑運移的情況，包括由于射孔參數(shù)的變化而引起的支撐劑運移規(guī)律發(fā)生改變，將對今后的射孔完井施工具有一定指導意義。
[0003]目前國內(nèi)在射孔參數(shù)研宄方面主要是依靠優(yōu)化軟件模擬射孔參數(shù)優(yōu)選，缺少模擬井下射孔的實體裝置來研宄射孔參數(shù)的變化對流體流動的影響，因此我們可以通過此裝置來模擬實際施工中各種因素影響下流體在微孔中的流動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種攜砂壓裂液在射孔孔道中運移模擬研宄裝置，采用相位、孔密、孔徑可調(diào)節(jié)來實現(xiàn)不同射孔參數(shù)下壓裂液的攜砂性能，能夠更好的模擬井下壓裂液流體在射孔孔道中的流動，并可實驗檢測不同壓裂液中支撐劑的粒徑與其流動的影響規(guī)律。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]一種攜砂壓裂液在射孔孔道中運移模擬研宄裝置，包括砂量計量池1，在砂量計量池I上部1/4的位置設(shè)置有沉沙濾網(wǎng)2，在砂量計量池I頂部設(shè)置有孔道軟管固定網(wǎng)3，在砂量計量池I底部一側(cè)設(shè)置有流體出口管道4，在砂量計量池I底部另一側(cè)連通有套管5，套管5上開有不同相位螺紋孔眼6，螺紋孔眼6通過模擬孔道7與砂量計量池I的頂部相連通。
[0007]所述的套管5分為兩段，一段為30°、60°、120°相位的螺紋孔眼6布孔段，此布孔段每簇開眼12孔；另一段為45°、90°、180°相位的螺紋孔眼6布孔段，此布孔段每簇開眼8孔，兩布孔段的出口端均設(shè)置有閥門8。
[0008]所述的模擬孔道7分為兩部分，與套管5連通的豎直段為透明有機鋼化玻璃材質(zhì)，豎直段外徑相同內(nèi)徑不同；與砂量計量池I連通的水平段是塑料軟管。
[0009]本發(fā)明能夠較真實的模擬壓裂液進入套管射孔孔道的各種情況，通過調(diào)整螺紋孔眼6，可調(diào)節(jié)相位、孔密，來實現(xiàn)不同射孔參數(shù)下壓裂液的攜砂性能；通過更換不同內(nèi)徑的模擬孔道7來控制孔徑的變化實現(xiàn)不同射孔參數(shù)下壓裂液的攜砂性能，模擬孔道7豎直段采用有機玻璃材料，便于觀察支撐劑進入孔道的運移、攜砂、鋪置等情況；砂量計量池I可以簡便快捷地計量壓裂液攜砂量。
[0010]本發(fā)明能夠更好的模擬井下壓裂液流體在射孔孔道中的流動，并可實驗檢測不同壓裂液中支撐劑的粒徑與其流動的影響規(guī)律。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明裝置的整體示意圖。
[0012]圖2為套管5的示意圖。
[0013]圖3為螺紋孔眼6相位角示意圖，其中圖3A為30°相位角的示意圖，圖3B為60°相位角的不意圖；圖3C為120°相位角的不意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作詳細敘述。
[0015]參照圖1，一種攜砂壓裂液在射孔孔道中運移模擬研宄裝置，包括砂量計量池1，在砂量計量池I上部1/4的位置設(shè)置有沉沙濾網(wǎng)2，在砂量計量池I頂部設(shè)置有孔道軟管固定網(wǎng)3，在砂量計量池I底部一側(cè)設(shè)置有流體出口管道4，在砂量計量池I底部另一側(cè)連通有套管5，套管5上開有不同相位螺紋孔眼6，螺紋孔眼6通過模擬孔道7與砂量計量池I的頂部相連通。
[0016]參照圖2，所述的套管5分為兩段，一段為30°、60°、120°相位的螺紋孔眼6布孔段，此布孔段每簇開眼12孔，當使用30°相位角(12孔/簇)時，12孔全開，當使用60°相位角(6孔/簇)時關(guān)閉相應(yīng)的6個孔，當使用120°相位角(3孔/簇)時，關(guān)閉相應(yīng)的9個孔眼。另一段為45°、90°、180°相位的螺紋孔眼6布孔段，同理在此布孔段每簇開眼8孔，使用45°相位角時8孔全開，使用90°相位角(4孔/簇)時關(guān)閉相應(yīng)的4個孔，使用180°相位角(2孔/簇)時關(guān)閉相應(yīng)的6個孔，兩布孔段的出口端均設(shè)置有閥門8。
[0017]參照圖2和圖3，所述的套管5鋼級為J-55的鋼質(zhì)套管，管道長10m，外徑139.7mm(89.5mm)，內(nèi)徑124.3mm(76.5mm)，每個螺紋孔眼6可以通過螺紋絲堵來控制其射孔相位、孔密；再通過更換不同的模擬孔道7來控制孔徑的變化，模擬孔道7為外徑相同，內(nèi)徑不同的帶螺紋微管。閥門8為手動可控閥門，使用30°、60°、120°相位的布孔段時關(guān)閉此段出口的閥門8，使用45°、90°、180°相位的布孔段時關(guān)閉此段出口的閥門8，同時用絲堵堵上30°、60°、120°相位的布孔段的所有螺紋孔眼6。
[0018]所述的模擬孔道7分為兩部分，與套管5連通的豎直段為透明有機鋼化玻璃材質(zhì)，由于套管5的螺紋孔眼6直徑均為30mm，所以模擬孔道7的豎直段外徑相同，內(nèi)徑為5、8、
10、15、20、25mm，豎直段長度為200、300、400、500、600mm ;與砂量計量池I連通的水平段是塑料軟管。
[0019]參照圖1，所述的砂量計量池I整體呈正方體，邊長為lm，容積lm3，在砂量計量池I頂部設(shè)置有孔道軟管固定網(wǎng)3 ;在砂量計量池I上部1/4的位置設(shè)置有沉沙濾網(wǎng)2，根據(jù)不同粒徑的支撐劑更換不同目數(shù)的篩網(wǎng)布，其更換方式為抽屜式，簡單易操作，隨后可計量篩布上的砂粒質(zhì)量來測量壓裂液的攜砂量；砂量計量池I上還有液面觀察窗，保證砂量計量池I中的液面高度不得高于沉沙濾網(wǎng)2的位置；在砂量計量池I底部一側(cè)設(shè)置有流體出口管道4。
[0020]本發(fā)明的工作原理:該裝置可模擬水平井中水平段的射孔孔道壓裂液運移情況，壓裂液進入套管5后，流體壓力迫使其流經(jīng)模擬孔道7，在模擬孔道7中由于重力、流速等因素，支撐劑會在此出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，而且在螺紋孔眼6的跟部和趾部會出現(xiàn)不同的砂堤形態(tài)。通過控制壓裂液的排量、流速以及支撐劑粒徑來研宄其不同的變化，在此基礎(chǔ)上亦可改變射孔參數(shù)來研宄各參數(shù)與流動形態(tài)的影響作用。
[0021]具體操作為:
[0022]參考圖1、圖3A，當使用30°相位角射孔模擬時，30°、60°、120°相位的螺紋孔眼6全開，關(guān)閉此處出口的閥門8，流體通過套管5上的螺紋孔眼6進入模擬孔道7，攜砂壓裂液經(jīng)過模擬孔道7的沉降運移進入砂量計量池1，然后通過計量篩布上過濾的砂粒來測量該壓裂液的攜砂情況，并通過觀察透明的模擬孔道7來研宄支撐劑在螺紋孔眼6中的沉降運移規(guī)律。
[0023]如圖3B，當使用60°相位角時，用絲堵關(guān)閉30°、60°、120°相位的布孔段的相對應(yīng)的6個螺紋孔眼6，只打開圖3B圖示的6個螺紋孔眼6，并關(guān)閉此布孔段的閥門8即可；同理使用120°相位角時關(guān)閉對應(yīng)的9個螺紋孔眼，只打開圖3C圖示的3個螺紋孔眼6即可。
[0024]同理使用45°、90°、180°相位的布孔段進行模擬時，使用這三種相位所對應(yīng)的螺紋孔眼6，關(guān)閉此布孔段閥門8，打開30°、60°、120°相位的布孔段出口的閥門8，關(guān)閉30°、60°、120°相位的布孔段的所有孔眼，即可。
[0025]在每個角度的相位角下，也可通過關(guān)閉適當?shù)穆菁y孔眼6來控制孔密，油田施工常用孔密為10、13、16、20、25、32、40孔/111。在相同相位角下通過更換不同內(nèi)徑的模擬孔道7來實現(xiàn)射孔孔徑的變參。
[0026]每次實驗完成后，打開閥門8清理套管5中的殘砂，并計量殘砂量。
【主權(quán)項】
1.一種攜砂壓裂液在射孔孔道中運移模擬研宄裝置，其特征在于，包括砂量計量池(I)，在砂量計量池(I)上部1/4的位置設(shè)置有沉沙濾網(wǎng)(2)，在砂量計量池(I)頂部設(shè)置有孔道軟管固定網(wǎng)(3)，在砂量計量池(I)底部一側(cè)設(shè)置有流體出口管道(4)，在砂量計量池(I)底部另一側(cè)連通有套管(5)，套管(5)上開有不同相位螺紋孔眼￠)，螺紋孔眼(6)通過模擬孔道(7)與砂量計量池(I)的頂部相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攜砂壓裂液在射孔孔道中運移模擬研宄裝置，其特征在于，所述的套管(5)分為兩段，一段為30°、60°、120°相位的螺紋孔眼(6)布孔段，此布孔段每簇開眼12孔；另一段為45°、90°、180°相位的螺紋孔眼(6)布孔段，兩段的出口端均設(shè)置有閥門(8)，此布孔段每簇開眼8孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攜砂壓裂液在射孔孔道中運移模擬研宄裝置，其特征在于，所述的模擬孔道(7)分為兩部分，與套管(5)連通的豎直段為透明有機鋼化玻璃材質(zhì)，豎直段外徑相同內(nèi)徑不同；與砂量計量池(I)連通的水平段是塑料軟管。
【專利摘要】一種攜砂壓裂液在射孔孔道中運移模擬研究裝置，在砂量計量池上部1/4的位置設(shè)置有沉沙濾網(wǎng)，在砂量計量池頂部設(shè)置有孔道軟管固定網(wǎng)，在砂量計量池底部一側(cè)設(shè)置有流體出口管道，在砂量計量池底部另一側(cè)連通有套管，套管上開有不同相位螺紋孔眼，螺紋孔眼通過模擬孔道與砂量計量池相連通。該裝置可模擬水平井中水平段的射孔孔道壓裂液運移情況，壓裂液進入套管后，流體壓力迫使其流經(jīng)模擬孔道，在模擬孔道中由于重力、流速等因素，支撐劑會在此出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，而且在螺紋孔眼的跟部和趾部會出現(xiàn)不同的砂堤形態(tài)；本發(fā)明通過控制壓裂液的排量、流速以及支撐劑粒徑來研究其不同的變化，在此基礎(chǔ)上亦可改變射孔參數(shù)來研究各參數(shù)與流動形態(tài)的影響作用。
【IPC分類】E21B43/267, E21B47/10
【公開號】CN104929618
【申請?zhí)枴緾N201510340534
【發(fā)明人】周德勝, 王博學, 石豫, 李鳴, 師煜涵, 張爭
【申請人】西安石油大學
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月18日