本實用新型涉及石油開發(fā)領(lǐng)域，尤其涉及一種模擬大斜度采油井井筒析蠟特性動態(tài)評價實驗裝置。

背景技術(shù)：

在原油生產(chǎn)開發(fā)過程中，對于含蠟量高且析蠟點較高的油田普遍存在析蠟的問題。當(dāng)油井結(jié)蠟時，導(dǎo)致井筒的有效過流面積減小，相同產(chǎn)量下管內(nèi)摩阻增加，影響單井產(chǎn)液能力，嚴(yán)重時會導(dǎo)致井筒堵塞，增加作業(yè)次數(shù)，從而導(dǎo)致作業(yè)費用大幅上升，影響生產(chǎn)平穩(wěn)運行，一些高含蠟的油井不得不被迫關(guān)停，給原油的生產(chǎn)和集輸帶來了很大的影響。

原油中蠟沉積過程是一個非常復(fù)雜的問題，一方面是因為油氣體系的組成十分復(fù)雜，各種組分對石蠟沉積的影響有待進(jìn)一步研究，另一方面石蠟沉積過程要涉及許多理論問題，如石蠟的溶解度與結(jié)晶、流體動力學(xué)、傳質(zhì)動力學(xué)及傳熱學(xué)等。結(jié)蠟狀況受多種因素的影響，主要影響因素有原油的組成、溫度、壓力、含水以及液流速度和表面粗糙程度等。油氣烴類體系的組分、組成特征是有機(jī)固相沉積最為關(guān)鍵的內(nèi)在因素，膠質(zhì)和瀝青對結(jié)蠟的影響，既減緩結(jié)蠟，又促進(jìn)結(jié)蠟，不同油品影響不同；溫度將直接影響到蠟晶的析出與否，并且油溫與管壁溫度間的溫差是造成蠟分子濃度梯度的主要原因，溫差加大，蠟沉積速度上升；壓力的影響趨勢是壓力越高，析蠟點越高，但壓力對于原油析蠟點的影響很有限；含水率的升高對原油析蠟點影響較?。浑S著流速的增大，結(jié)蠟量增加，到一定速度后，結(jié)蠟量隨著流速的增大而較少，同時管子材料不同，結(jié)蠟量也不同，且管壁愈光滑愈不易結(jié)蠟。

隨著石油開發(fā)技術(shù)的發(fā)展，大斜度井更廣泛的應(yīng)用于石油開采，尤其在海上油田。與陸地油田相比，海上油田開發(fā)難度大、風(fēng)險高、作業(yè)費用高。因此如何更高效開發(fā)海上油田已逐漸成為廣大石油工作者重點關(guān)注的問題。目前我國海上油田，尤其是渤海油田較多的油井存在結(jié)蠟風(fēng)險，油井結(jié)蠟后會嚴(yán)重影響油田開發(fā)效益，增加作業(yè)成本，影響油田的平穩(wěn)運行。如何準(zhǔn)確的預(yù)測海上大斜度井井筒結(jié)蠟狀況，從而選取有效的清防蠟工藝，是保障結(jié)蠟井高效開采的重要手段。

目前應(yīng)用較多的模擬蠟沉積的裝置主要有冷板法、冷指法、轉(zhuǎn)盤法和環(huán)道法。冷板法、冷指法和轉(zhuǎn)盤法無法模擬管路中蠟沉積狀況；環(huán)道法造價高，測量控制要求高，獲得的數(shù)據(jù)難以直接反應(yīng)實際管路情況。隨著技術(shù)的發(fā)展，又研發(fā)了深水井筒結(jié)蠟分析測試裝置、蠟沉積實驗裝置、高壓蠟沉積模擬裝置等實驗裝置，可以針對不同的結(jié)蠟井進(jìn)行簡化模擬，得到不同的實驗?zāi)M結(jié)果。但是仍無法模擬大斜度井實際井筒析蠟動態(tài)特性，且現(xiàn)有的實驗設(shè)備一般采取壓差法計算結(jié)蠟厚度，存在一定的誤差。因此有必要設(shè)計一套能模擬大斜度采油井實際生產(chǎn)過程中油井井筒內(nèi)壁動態(tài)結(jié)蠟規(guī)律的實驗裝置，研究大斜度采油井井筒結(jié)蠟剖面分布規(guī)律，用于指導(dǎo)結(jié)蠟油井的生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是針對以上現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供了一種模擬大斜度采油井井筒析蠟特性動態(tài)評價實驗裝置，該裝置的應(yīng)用，可以模擬大斜度采油井實際生產(chǎn)過程中油井井壁動態(tài)結(jié)蠟規(guī)律，并通過改變實驗條件分析研究全井筒動態(tài)結(jié)蠟規(guī)律，為建立更為準(zhǔn)確的結(jié)蠟預(yù)測模型和清防蠟工藝的優(yōu)選提供數(shù)據(jù)支持，對于結(jié)蠟油井高效生產(chǎn)、平穩(wěn)運行有重要的意義。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

本實用新型的一種模擬大斜度采油井井筒析蠟特性動態(tài)評價實驗裝置，包括底座，所述底座上設(shè)置有儲液罐，所述儲液罐設(shè)置有插入式電加熱器，所述儲液罐通過連接管依次連接有蠕動泵、流量計和測試井筒，所述測試井筒頂部通過循環(huán)管路與儲液罐連通，所述測試井筒頂部和底部之間設(shè)置有壓差傳感器，所述測試井筒內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，所述測試井筒外部設(shè)置有套筒，所述套筒外部設(shè)置有井斜控制裝置，所述套筒上部和下部均通過連通管與高低溫恒溫浴相連通，所述高低溫恒溫浴設(shè)置有溫控儀；

所述底座上設(shè)置有測厚裝置，所述測厚裝置包括設(shè)置于測試井筒內(nèi)的采集棒，所述采集棒連接有超聲波發(fā)生裝置和超聲波接收器。

所述循環(huán)管路外部包裹有電加熱帶，所述循環(huán)管路通過法蘭與測試井筒相連接，所述循環(huán)管路和連接管內(nèi)部均設(shè)置有防蠟涂層。

所述儲液罐內(nèi)部設(shè)置有防蠟涂層，所述儲液罐頂部設(shè)置有攪拌機(jī)，所述攪拌機(jī)的攪拌棒葉輪采用三葉輪結(jié)構(gòu)。

所述儲液罐頂部設(shè)置有進(jìn)液口，底部設(shè)置有排污管，所述排污管設(shè)置有閥門。

所述儲液罐底部設(shè)置有第一支撐座，所述流量計底部設(shè)置有第二支撐座。

所述底座上設(shè)置有用于供電的配電箱。

所述套筒外設(shè)置有支撐裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的技術(shù)方案所帶來的有益效果是：

(1)本實用新型中，儲液罐配備攪拌機(jī)，且內(nèi)壁采取了防蠟涂層處理，可以有效的防止實驗樣品在儲液罐內(nèi)發(fā)生蠟沉積，循環(huán)管路外包裹電加熱帶，且連接管和循環(huán)管路內(nèi)壁全部采取防蠟涂層處理，可以有效的防止實驗樣品在連接管線內(nèi)壁發(fā)生蠟沉積，提高實驗準(zhǔn)確性；

(2)本實用新型中，測試井筒采取分段處理，且可以快速拆卸，便于測量；測厚裝置測量測試井筒結(jié)蠟剖面厚度，提高了數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性；

(3)本實用新型中，測試井筒可通過井斜控制裝置調(diào)整傾斜角度，用于模擬大斜度采油井井筒內(nèi)部結(jié)蠟剖面規(guī)律；

(4)本實用新型可以模擬不同井斜、含水、流量、流體溫度、井筒壁溫差等條件下井筒內(nèi)壁結(jié)蠟剖面規(guī)律，可以基于實際油井井筒流體溫度預(yù)測結(jié)果，結(jié)合實驗樣品析蠟點測試結(jié)果，沿井筒深度選取特定井筒段定點模擬該深度處的結(jié)蠟剖面分布情況，通過實驗樣品的多次循環(huán)使用模擬實際油井井筒的結(jié)蠟剖面分布規(guī)律，與現(xiàn)場吻合度高。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型中測厚裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記:1底座；2儲液罐；3攪拌機(jī)；4插入式電加熱器；5排污管；6閥門；7第一支撐座；8連接管；9蠕動泵；10流量計；11配電箱；12井斜控制裝置；13測試井筒；14套筒；15壓差傳感器；16溫度傳感器；17法蘭；18循環(huán)管路；19電加熱帶；20采集棒；21超聲波發(fā)生器；22超聲波接收器；23支撐裝置；24連通管；25高低溫恒溫?。?6溫控儀；27第二支撐座。

具體實施方式

為了更好的理解技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本實用新型技術(shù)方案作以進(jìn)一步說明。

本實用新型的一種模擬大斜度采油井井筒析蠟特性動態(tài)評價實驗裝置，如圖1所示，包括用于固定各組成部分的一定面積的底座1，所述底座1上設(shè)置有儲液罐2，所述儲液罐2內(nèi)壁做防蠟涂層處理，所述儲液罐2頂部設(shè)置有攪拌機(jī)3，所述攪拌機(jī)3安裝在儲液罐2上蓋，與儲液罐2采用法蘭方式連接，所述攪拌機(jī)3的攪拌棒葉輪采用三葉輪結(jié)構(gòu)。所述儲液罐2頂部設(shè)置有進(jìn)液口，所述儲液罐2底部連接有排污管5，所述排污管5設(shè)置有閥門6，可采用DN25閥門。所述儲液罐2底部還設(shè)置有第一支撐座7，所述儲液罐2采用插入式電加熱器4控制儲液罐2內(nèi)流體的溫度。

所述儲液罐2通過連接管8依次連接有蠕動泵9、流量計10和測試井筒13。所述測試井筒13的尺寸與實際井筒尺寸相同，采取分段設(shè)計，并采用螺紋連接，所述測試井筒13頂部通過循環(huán)管路18與儲液罐2連通，所述循環(huán)管路18外部包裹有電加熱帶19，所述循環(huán)管路18通過法蘭17與測試井筒13相連接，所述循環(huán)管路18和連接管8內(nèi)部設(shè)置有防蠟涂層。所述蠕動泵9與儲液罐2通過連接管8相連，可為實驗裝置建立循環(huán)提供動力，將流體由儲液罐2打入測試井筒13，流經(jīng)循環(huán)管路18重新進(jìn)入儲液罐2，形成循環(huán)回路。所述測試井筒13頂部和底部之間設(shè)置有壓差傳感器15，所述測試井筒13內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器16。

所述測試井筒13外部設(shè)置有套筒14，所述套筒14上部和下部均通過連通管24與高低溫恒溫浴25相連通，形成循環(huán)回路。所述高低溫恒溫浴25設(shè)置有溫控儀26，利用溫控儀26調(diào)控高低溫恒溫浴25溫度，進(jìn)而控制套筒14和測試井筒13環(huán)空內(nèi)液體的溫度，以模擬作業(yè)現(xiàn)場井筒外部的溫度。所述套筒14外部設(shè)置有井斜控制裝置12，可通過井斜控制裝置12調(diào)整傾斜角，用于模擬大斜度井筒油管，所述井斜控制裝置12可采用機(jī)械式限位機(jī)構(gòu)，通過在圓盤上均勻開槽，將圓周等分，測試井筒13旋轉(zhuǎn)到位后，將兩個螺釘擰入槽內(nèi)實現(xiàn)裝置的固定。所述套筒14外壁還設(shè)置有支撐裝置23，所述支撐裝置23可連接在井斜控制裝置12的兩端，用于支撐固定測試井筒13。所述流量計10可采用電磁流量計，所述流量計10底部設(shè)置有第二支撐座27。

所述底座1上設(shè)置有用于供電的配電箱11，所述配電箱11為蠕動泵9、高低溫恒溫浴25等部件提供動力電源。所述底座1上還設(shè)置有測厚裝置，如圖2所示，所述測厚裝置包括設(shè)置于測試井筒13內(nèi)的采集棒20，所述采集棒20連接有超聲波發(fā)生器21和超聲波接收器22，其中，所述采集棒20模擬鉆具，可以測量測試井筒13內(nèi)壁結(jié)蠟剖面厚度。

本實用新型的具體評價過程：依據(jù)實驗方案，配置一定含水且足量的實驗樣品放置于儲液罐2中；通過插入式電加熱器4控制儲液罐1內(nèi)流體處于某一實驗溫度，并開啟攪拌機(jī)3；通過井斜控制裝置12調(diào)整測試井筒13傾斜角度；利用溫控儀26調(diào)控高低溫恒溫浴25的溫度，確保套筒14和測試井筒13環(huán)空內(nèi)液體的溫度低于儲液罐2內(nèi)流體的實驗溫度；開啟循環(huán)管路18外部包裹的電加熱帶19，并選擇合適的加熱功率；啟動蠕動泵9，將儲液罐2內(nèi)的流體打入測試井筒13，流經(jīng)循環(huán)管路18重新進(jìn)入儲液罐2，形成循環(huán)回路，保持系統(tǒng)循環(huán)運轉(zhuǎn)一定時間，實驗過程中，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實時計量流量、溫度、壓力等數(shù)值；實驗結(jié)束后，取下測試井筒13，運用測厚裝置測量測試井筒13內(nèi)壁結(jié)蠟剖面厚度。設(shè)備系統(tǒng)中的流量、壓力、溫度、結(jié)蠟厚度等數(shù)值上傳數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時獲取、處理與保存，并結(jié)合配套軟件，提高實驗效率以及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

可以通過調(diào)整測試井筒13傾斜角度，模擬不同井斜條件下井筒內(nèi)壁結(jié)蠟剖面分布規(guī)律?？梢酝ㄟ^調(diào)整蠕動泵9的注入速度，模擬不同流量條件下井筒內(nèi)壁結(jié)蠟剖面分布規(guī)律?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)插入式電加熱器4控制流體溫度，通過調(diào)節(jié)高低溫恒溫浴25控制套筒14和測試井筒13環(huán)空內(nèi)液體的溫度，模擬分析不同井壁溫差條件下井筒結(jié)蠟剖面分布規(guī)律?；趯嶋H油井井筒流體溫度預(yù)測結(jié)果，結(jié)合實驗樣品析蠟點測試結(jié)果，沿井筒深度選取特定井筒段定點模擬該深度處的結(jié)蠟剖面分布情況，通過實驗樣品的多次循環(huán)使用模擬實際大斜度油井井筒的結(jié)蠟剖面分布規(guī)律。

盡管上面對本實用新型進(jìn)行了描述，但本實用新型并不局限于上述的具體功能和工作過程，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本實用新型啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求保護(hù)范圍下，還可做出很多形式，均屬于本實用新型的保護(hù)之內(nèi)。