本發(fā)明屬于油井防垢室內(nèi)試驗(yàn)，具體來(lái)說(shuō)涉及一種井下復(fù)合合金防垢器室內(nèi)動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)裝置和方法。

背景技術(shù)：

1、長(zhǎng)慶油田為典型的低孔特低滲致密儲(chǔ)層，儲(chǔ)層油、水兩相區(qū)域較窄，隨含水飽和度的增加，油相滲透率快速下降，水相滲透率略呈直線上升。由于水敏性較強(qiáng)，且地層水礦化度特別是鈣鎂離子含量較高，當(dāng)兩種以上不相容的水相遇時(shí)，水中的離子會(huì)發(fā)生相互作用，從而生成垢；在采油過(guò)程中，一些物質(zhì)的變化會(huì)打破油田水中的平衡，導(dǎo)致生成垢。油井井下易在生產(chǎn)管柱內(nèi)結(jié)垢，影響開采設(shè)備的使用功能，嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致管道設(shè)備發(fā)生阻塞，進(jìn)而影響油井的生產(chǎn)效率。其次，油井中存在不同程度的結(jié)垢會(huì)導(dǎo)致油井井下附件以及采油設(shè)備發(fā)生不同程度的腐蝕影響。最后，結(jié)垢現(xiàn)象會(huì)造成油層發(fā)生阻塞、產(chǎn)液下降以及能源浪費(fèi)等情況的發(fā)生。阻礙了油井的正常生產(chǎn)，修井次數(shù)頻率增多，嚴(yán)重的情況會(huì)導(dǎo)致井下事故的發(fā)生，甚至?xí)霈F(xiàn)油井報(bào)廢，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。油井井下結(jié)垢是影響油井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的突出問(wèn)題之一，所以在油井生產(chǎn)過(guò)程中，井下防垢是很重要的一項(xiàng)工作。

2、目前防垢的手段比較多，通常采用物理法防垢技術(shù)、化學(xué)法防垢技術(shù)、工藝法除垢來(lái)防止油井井下結(jié)垢?；瘜W(xué)防垢技術(shù)應(yīng)用的成本較低并且效果明顯，但是在使用化學(xué)防垢技術(shù)過(guò)程中，需要根據(jù)油井的情況選擇合適的藥品進(jìn)行處理，才能夠在最大程度上提高其應(yīng)用效率，污染環(huán)境。而物理及工藝法防垢技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到多種影響因素的影響，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施難度大，成本高，效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種井下復(fù)合合金防垢器室內(nèi)動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)裝置和方法，可在室內(nèi)安全、環(huán)保、準(zhǔn)確地模擬出動(dòng)態(tài)環(huán)境下復(fù)合合金防垢器在油井井下的防垢情況。

2、本發(fā)明采取的技術(shù)方案是井下復(fù)合合金防垢器室內(nèi)動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)裝置，包括防垢模塊和對(duì)比模塊，所述防垢模塊包括第一容器水箱、第一防垢試驗(yàn)掛片、復(fù)合合金防垢器、第一溫控系統(tǒng)和第一流體循環(huán)系統(tǒng)，所述第一防垢試驗(yàn)掛片設(shè)置于所述第一容器水箱內(nèi)，所述第一溫控系統(tǒng)用于控制第一容器水箱內(nèi)流體的溫度，所述第一流體循環(huán)系統(tǒng)用于控制所述第一容器水箱內(nèi)的流體循環(huán)流動(dòng)，所述復(fù)合合金防垢器設(shè)置于所述第一容器水箱內(nèi)且串聯(lián)在所述第一流體循環(huán)系統(tǒng)上；所述對(duì)比模塊包括第二容器水箱、第二防垢試驗(yàn)掛片、第二溫控系統(tǒng)和第二流體循環(huán)系統(tǒng)，所述第二防垢試驗(yàn)掛片設(shè)置于所述第二容器水箱內(nèi)，所述第二溫控系統(tǒng)用于控制所述第二容器水箱內(nèi)流體的溫度，所述第二流體循環(huán)系統(tǒng)用于控制所述第二容器水箱內(nèi)的流體循環(huán)流動(dòng)。

3、優(yōu)選地，所述第一溫控系統(tǒng)包括第一電加熱器、第一溫度傳感器、第一溫控調(diào)節(jié)器，所述第一溫度傳感器和所述第一電加熱器分別與所述第一溫控調(diào)節(jié)器電連接；所述第二溫控系統(tǒng)包括第二電加熱器、第二溫度傳感器、第二溫控調(diào)節(jié)器，所述第二溫度傳感器和所述第二電加熱器分別與所述第二溫控調(diào)節(jié)器電連接。

4、優(yōu)選地，所述第一電加熱器和所述第二電加熱器為電磁加熱器。

5、優(yōu)選地，所述第一流體循環(huán)系統(tǒng)包括第一調(diào)節(jié)閥門、第一循環(huán)水泵、第一流量計(jì)、第一管路，所述第一調(diào)節(jié)閥門、所述第一循環(huán)水泵、所述第一流量計(jì)通過(guò)所述第一管路依次串聯(lián)；所述第二流體循環(huán)系統(tǒng)包括第二調(diào)節(jié)閥門、第二循環(huán)水泵、第二流量計(jì)、第二管路，所述第二調(diào)節(jié)閥門、所述第二循環(huán)水泵、所述第二流量計(jì)通過(guò)所述第二管路依次串聯(lián)；所述第一調(diào)節(jié)閥門的進(jìn)口與所述第一容器水箱底部的出口連接，所述第二調(diào)節(jié)閥門的進(jìn)口與所述第二容器水箱底部的出口連接，所述第一流量計(jì)的出口和所述第一容器水箱頂部的進(jìn)口連接，所述第二流量計(jì)的出口和所述第二容器水箱頂部的進(jìn)口連接。

6、優(yōu)選地，所述第一管路和所述第二管路均為ppr熱水管，所述第一循環(huán)水泵和所述第二循環(huán)水泵均為增壓式循環(huán)水泵，所述第一流量計(jì)和所述第二流量計(jì)均為電磁數(shù)字流量計(jì)。

7、優(yōu)選地，所述復(fù)合合金防垢器串聯(lián)在所述第一管路上，所述復(fù)合合金防垢器兩端的第一管路上分別設(shè)置有第一控制閥和第二控制閥。

8、優(yōu)選地，所述第一防垢試驗(yàn)掛片和所述第二防垢試驗(yàn)掛片均為鋼片。

9、優(yōu)選地，所述第一容器水箱和所述第二容器水箱的尺寸相同，所述第一容器水箱和所述第二容器水箱內(nèi)的流體均為油井井下采出的原油。

10、本發(fā)明還提供了一種井下復(fù)合合金防垢器室內(nèi)動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)方法，包括以下步驟；

11、步驟一、分別稱取兩個(gè)防垢試驗(yàn)掛片的重量，在防垢模塊的第一容器水箱和對(duì)比模塊的第二容器水箱內(nèi)分別掛上第一防垢試驗(yàn)掛片和第二防垢試驗(yàn)掛片，同時(shí)對(duì)第一防垢試驗(yàn)掛片和第二防垢試驗(yàn)掛片進(jìn)行編號(hào)并記錄重量；

12、步驟二、安裝井下復(fù)合合金防垢器，并放在第一容器水箱內(nèi)；

13、步驟三、設(shè)定試驗(yàn)需要的第一容器水箱和第二容器水箱的溫度；

14、步驟四、在第一容器水箱和第二容器水箱中分別加入等量的井下采出的原油，檢驗(yàn)各部分的密閉性；

15、步驟五、打開第一電加熱器和第二電加熱器并開啟第一循環(huán)水泵和第二循環(huán)水泵使原油開始循環(huán)；

16、步驟六、每一天觀察第一容器水箱和第二容器水箱中的原油液面高度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況向第一容器水箱和第二容器水箱中加入等量的井下采出來(lái)的原油，確保第一防垢試驗(yàn)掛片和第二防垢試驗(yàn)掛片均浸沒(méi)在原油液體里；

17、步驟七、實(shí)驗(yàn)運(yùn)行一個(gè)周期后停止循環(huán)，取出第一防垢試驗(yàn)掛片和第二防垢試驗(yàn)掛片，放入干燥箱中烘干并稱重，并在顯微鏡下觀察結(jié)垢形態(tài)，記錄應(yīng)分析，得到溫度、流速對(duì)電磁防蠟效果的影響規(guī)律。

18、優(yōu)選地，所述步驟七中，一個(gè)周期為7天或15天。

19、本發(fā)明的有益效果在于：

20、（1）本發(fā)明提供的這種井下復(fù)合合金防垢器室內(nèi)動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)裝置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人體和環(huán)境沒(méi)有任何影響，屬于安全、環(huán)保、節(jié)能型室內(nèi)設(shè)備，符合安全環(huán)保要求。本發(fā)明的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)裝置可在室內(nèi)安全環(huán)保準(zhǔn)確地模擬出動(dòng)態(tài)環(huán)境下復(fù)合合金器在油井井下防垢情況，利用靜態(tài)實(shí)驗(yàn)優(yōu)選出的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果，增加對(duì)油井井下結(jié)垢機(jī)理的認(rèn)識(shí)，研究油井井下結(jié)垢機(jī)理，可以深入了解井下結(jié)垢的成因和形成過(guò)程，并得到溫度、流速等對(duì)復(fù)合合金防垢器效果的影響規(guī)律。在原油流動(dòng)狀態(tài)下，井下井筒內(nèi)會(huì)形成結(jié)垢物，但只有一小部分會(huì)附著在管道內(nèi)壁上，大部分結(jié)垢物會(huì)停留在管道中或隨著流體一起產(chǎn)出，管道內(nèi)的結(jié)垢物附著比例受到水流速和結(jié)垢離子濃度的影響，當(dāng)水流量增大時(shí)，水的動(dòng)力強(qiáng)度也隨之增大，導(dǎo)致在井筒中形成的結(jié)垢量增加，同時(shí)結(jié)垢顆粒分布的范圍也擴(kuò)大，從而導(dǎo)致產(chǎn)出垢所占比例增加。結(jié)垢離子濃度越大，結(jié)垢趨勢(shì)越強(qiáng)，結(jié)垢位置主要發(fā)生在水平段。

21、（2）本發(fā)明提供的這種井下復(fù)合合金防垢器室內(nèi)動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)裝置，可以短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地證明復(fù)合合金防垢的油井井下防垢效果。復(fù)合合金防垢它是一種低成本、高效率的長(zhǎng)效性物理防垢方法，防垢合金具有不同電負(fù)性的金屬元素構(gòu)成，這些元素之間存在電極電位差異，可以向流體介質(zhì)釋放自由電子，使原油介質(zhì)產(chǎn)生極化效應(yīng)，使正負(fù)電荷重心偏離增大，增加了礦化物的溶解度，從而達(dá)到防垢目的。油井可明顯減少因垢卡造成的修井作業(yè)次數(shù)，延長(zhǎng)油井修井周期，保證連續(xù)不間斷生產(chǎn)，從而達(dá)到增加原油產(chǎn)量，提高泵效和系統(tǒng)效率。

22、（3）復(fù)合合金防垢與化學(xué)防垢相比，復(fù)合合金防垢可明顯提高鈣鎂離子質(zhì)量濃度，在高礦化度的條件下，可以有效的防止油井井下垢的形成，提高油井正常運(yùn)行的周期和油井生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。沒(méi)有維護(hù)工作量，不受雨雪天氣等惡劣環(huán)境的影響，同時(shí)也不受道路、機(jī)械故障的影響，解決了路途遠(yuǎn)和路況差，油井防垢的加藥對(duì)環(huán)境有污染和熱洗作業(yè)難的問(wèn)題，與以往的防垢技術(shù)相對(duì)比，復(fù)合合金器防垢時(shí)效性更長(zhǎng)，不受地層因素影響，安全風(fēng)險(xiǎn)小，防垢效率高，作用時(shí)間長(zhǎng)，使用方便，無(wú)須割開管道，快捷安裝、便捷打撈、精確固定，省去或減少阻垢劑、緩蝕劑等化學(xué)藥品的使用，節(jié)省人工阻除垢費(fèi)用，應(yīng)用前景十分廣闊。

23、（4）本發(fā)明安全環(huán)保，操作方便，保障了井下復(fù)合合金防垢器室內(nèi)動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)裝置的可靠性、通用性和準(zhǔn)確性。