本發(fā)明涉及油氣開采，具體為一種功能型支撐劑評價設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

1、支撐劑評價設(shè)備通常用于評估支撐劑在油氣開采中的性能，包括其在不同條件下的力學(xué)行為、流體流動能力和化學(xué)穩(wěn)定性等。這些設(shè)備能夠模擬井下環(huán)境，對支撐劑進行一系列的測試，以確保其在實際應(yīng)用中的有效性和安全性。

2、隨著壓裂技術(shù)的進步和非常規(guī)、致密油氣藏的開發(fā)，相應(yīng)的造縫工藝和導(dǎo)流評價及控水支撐劑研究較為完善，功能型支撐劑性能評價的研究還處于起步階段，目前采用的模擬實驗所研究成果多為實驗現(xiàn)象和定性的實驗結(jié)論，并且在研究地層閉合壓力下油、氣、水在功能型支撐劑中選擇性滲流能力的實驗需要分別獨立進行實驗操作，工作強度以及成本大，操作工序繁雜且容易出現(xiàn)實驗誤差，不利于功能型支撐劑的優(yōu)選工作。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種功能型支撐劑評價設(shè)備及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在研究地層閉合壓力下油、氣、水在功能型支撐劑中選擇性滲流能力的實驗需要分別獨立進行實驗操作，工作強度以及成本大，操作工序繁雜且容易出現(xiàn)實驗誤差，不利于功能型支撐劑的優(yōu)選工作的問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種功能型支撐劑評價設(shè)備，包括氣體增壓系統(tǒng)和儲氣罐，所述氣體增壓系統(tǒng)包括靜音空壓機和氣體增壓泵，所述靜音空壓機與氣體增壓泵之間安裝壓力表以及氣閥，所述氣體增壓系統(tǒng)采用靜音空壓機提供氣體增壓泵驅(qū)動壓力并且將氣源輸送至儲氣罐；

3、所述氣體增壓泵上裝設(shè)有氣瓶，所述儲氣罐的開口處通過管線連接有氣體流量控制器，所述氣體流量控制器用于控制儲氣罐排出的氣體恒速注入；

4、所述氣體流量控制器的出口安裝有入口壓力機，所述氣體流量控制器與入口壓力機之間安裝單向閥，所述入口壓力機采用立式一體機且由油泵和伺服閥組成，所述入口壓力機用于向管線中增壓通油；

5、所述氣體流量控制器的出口管線上設(shè)有兩組中間容器，且每組中間容器的數(shù)量為兩個，每組中間容器的底部開口安裝有恒流泵，所述恒流泵用于連接水源并且向中間容器內(nèi)注水，所述中間容器用于儲存試驗介質(zhì)吸受由于恒流泵的壓力波動而引起壓差波動，提高壓差的測試精度及儲存恒壓驅(qū)替用液體；

6、所述氣體流量控制器和中間容器的管線上通過管路安裝有高壓導(dǎo)流室或低壓可視模型；

7、所述高壓導(dǎo)流室用于評價固結(jié)支撐劑抗壓強度以及支撐劑滲流特性；

8、所述低壓可視模型用于觀察功能型支撐劑控水透油以及透氣的效果；

9、所述高壓導(dǎo)流室底部安裝閉合壓力加載系統(tǒng)，所述閉合壓力加載系統(tǒng)用于對高壓導(dǎo)流室內(nèi)的密封閉合壓力進行控制，且采用液壓控制的方式進行增加或減壓；

10、所述高壓導(dǎo)流室上通過兩組管線安裝回壓系統(tǒng)，所述回壓系統(tǒng)由高精度回壓自動泵、泵閥一體回壓閥以及壓力傳感器組成，所述回壓系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)高壓導(dǎo)流室的出口壓力；

11、所述泵閥一體回壓閥與低壓可視模型通過管線分別連接出口計量系統(tǒng)，所述出口計量系統(tǒng)用于檢測油、氣、水三相分離計量。

12、作為本發(fā)明的進一步方案：所述氣體增壓系統(tǒng)所采用的氣源為氮氣，且氣體增壓比為1:60，所述氣體增壓泵的調(diào)壓輸出范圍為0-41.5mpa。

13、作為本發(fā)明的進一步方案：所述氣體流量控制器包括tescom氣體調(diào)壓閥、壓力傳感器、bronkhorst氣體流量計及管路，所述氣體流量控制器的氣體控制流量范圍為0-2000ml/min。

14、作為本發(fā)明的進一步方案：所述恒流泵的泵頭為316l不銹鋼材質(zhì)，所述中間容器頂部的管線上安裝單向閥。

15、作為本發(fā)明的進一步方案：所述高壓導(dǎo)流室內(nèi)的填充區(qū)域為長190mm，寬70mm，厚30mm；所述高壓導(dǎo)流室的工作壓力為40mpa，所述高壓導(dǎo)流室的壓頭行程為40mm，所述高壓導(dǎo)流室的兩側(cè)分別設(shè)有進入口和兩個排出口，進入口和兩個排出口處安裝過濾板，所述高壓導(dǎo)流室的底部設(shè)有測壓孔，所述閉合壓力加載系統(tǒng)安裝在測壓孔中，所述高壓導(dǎo)流室內(nèi)填充有原砂、陶粒和孚盛砂，原砂位于進入口的一側(cè)，陶粒和孚盛砂位于排出口的一側(cè)。

16、作為本發(fā)明的進一步方案：所述低壓可視模型平面方向雙向可視，可視尺寸長600mm，寬400mm，厚10mm；所述低壓可視模型中填充石英砂以及覆膜支撐劑，所述覆膜支撐劑的區(qū)域為長度500mm，寬度120mm，厚度10mm；所述低壓可視模型由透明pc板、密封墊圈、金屬框架、密封墊圈、透明pc板依次疊加，并且采用多個螺栓緊固組成，透明pc板用于實現(xiàn)可視功能及填充材料壓實，密封墊圈用于實現(xiàn)流體密封，所述低壓可視模型兩側(cè)的接口內(nèi)側(cè)靠近填充樣品處安裝過濾板。

17、作為本發(fā)明的進一步方案：所述回壓系統(tǒng)中高精度回壓自動泵的容積為3-5ml，泵閥一體回壓閥的工作壓力最高為50mpa，壓力傳感器的量程為40mpa。

18、本發(fā)明還提出了一種功能型支撐劑評價方法，所述評價方法包括以下步驟：

19、通過采集功能型支撐劑評價設(shè)備的運作參數(shù)或?qū)?shù)進行設(shè)置，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集雙控系統(tǒng)的建立，在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下運行，設(shè)備工作流程顯示在界面上，實現(xiàn)人機對話，計算機軟件自動采集所有的滲透率、壓力、流量、出口計量數(shù)據(jù)以及控制操作實時顯示在流程圖上，數(shù)據(jù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程無線傳輸；

20、根據(jù)不同的實驗?zāi)Ｐ驮O(shè)置控制系統(tǒng)參數(shù)，實現(xiàn)設(shè)備中各檢測儀器設(shè)置和遠(yuǎn)程自動操控功能，計算機采集的數(shù)據(jù)經(jīng)處理生成原始數(shù)據(jù)報表，分析報表以及曲線圖，同時生成數(shù)據(jù)庫文件，以供用戶調(diào)用。

21、作為本發(fā)明的進一步方案：所述工作流程在運行中，由用戶設(shè)定上限壓力，實際壓力達到上限壓力時，設(shè)備中泵體停止工作，當(dāng)觸發(fā)報警參數(shù)或任何壓力超出設(shè)定值后，發(fā)出聲光報警，操作界面彈出報警窗口，泵體則停止工作，解除報警，按下復(fù)位后重新開始工作。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明用于高含水儲層壓裂處理設(shè)計中控水支撐劑控水性能的評價裝置，通過定制的功能型支撐劑性能評價采用復(fù)合模型評價支撐劑控水性能研究，采用高壓導(dǎo)流室模型和低壓可視模型相結(jié)合的方式研究油水、氣水兩相滲透規(guī)律，并且在研究地層閉合壓力下油、氣、水在功能型支撐劑中選擇性滲流能力的實驗無需獨立進行實驗操作，配合功能型支撐劑評價方法對設(shè)備的運作參數(shù)進行處理，為現(xiàn)場壓裂施工支撐劑的優(yōu)選，鋪制濃度及鋪制方案提供保障。

23、上述說明僅是本申請實施例技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本申請實施例的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本申請實施例的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本申請實施例的具體實施方式。

技術(shù)特征：

1.一種功能型支撐劑評價設(shè)備，包括氣體增壓系統(tǒng)(1)和儲氣罐(4)，其特征在于，所述氣體增壓系統(tǒng)(1)包括靜音空壓機(101)和氣體增壓泵(102)，所述靜音空壓機(101)與氣體增壓泵(102)之間安裝壓力表以及氣閥，所述氣體增壓系統(tǒng)(1)采用靜音空壓機(101)提供氣體增壓泵(102)驅(qū)動壓力并且將氣源輸送至儲氣罐(4)；

2.如權(quán)利要求1所述的一種功能型支撐劑評價設(shè)備，其特征在于，所述氣體增壓系統(tǒng)(1)所采用的氣源為氮氣，且氣體增壓比為1:60，所述氣體增壓泵(102)的調(diào)壓輸出范圍為0-41.5mpa。

3.如權(quán)利要求1所述的一種功能型支撐劑評價設(shè)備，其特征在于，所述氣體流量控制器(5)包括tescom氣體調(diào)壓閥、壓力傳感器、bronkhorst氣體流量計及管路，所述氣體流量控制器(5)的氣體控制流量范圍為0-2000ml/min。

4.如權(quán)利要求1所述的一種功能型支撐劑評價設(shè)備，其特征在于，所述恒流泵(8)的泵頭為316l不銹鋼材質(zhì)，所述中間容器(7)頂部的管線上安裝單向閥。

5.如權(quán)利要求1所述的一種功能型支撐劑評價設(shè)備，其特征在于，所述高壓導(dǎo)流室(9)內(nèi)的填充區(qū)域為長190mm，寬70mm，厚30mm；所述高壓導(dǎo)流室(9)的工作壓力為40mpa，所述高壓導(dǎo)流室(9)的壓頭行程為40mm，所述高壓導(dǎo)流室(9)的兩側(cè)分別設(shè)有進入口和兩個排出口，進入口和兩個排出口處安裝過濾板，所述高壓導(dǎo)流室(9)的底部設(shè)有測壓孔，所述閉合壓力加載系統(tǒng)(10)安裝在測壓孔中，所述高壓導(dǎo)流室(9)內(nèi)填充有原砂、陶粒和孚盛砂，原砂位于進入口的一側(cè)，陶粒和孚盛砂位于排出口的一側(cè)。

6.如權(quán)利要求1所述的一種功能型支撐劑評價設(shè)備，其特征在于，所述低壓可視模型(2)平面方向雙向可視，可視尺寸長600mm，寬400mm，厚10mm；所述低壓可視模型(2)中填充石英砂以及覆膜支撐劑，所述覆膜支撐劑的區(qū)域為長度500mm，寬度120mm，厚度10mm；所述低壓可視模型(2)由透明pc板、密封墊圈、金屬框架、密封墊圈、透明pc板依次疊加，并且采用多個螺栓緊固組成，透明pc板用于實現(xiàn)可視功能及填充材料壓實，密封墊圈用于實現(xiàn)流體密封，所述低壓可視模型(2)兩側(cè)的接口內(nèi)側(cè)靠近填充樣品處安裝過濾板。

7.如權(quán)利要求1所述的一種功能型支撐劑評價設(shè)備，其特征在于，所述回壓系統(tǒng)(11)中高精度回壓自動泵的容積為3-5ml，泵閥一體回壓閥的工作壓力最高為50mpa，壓力傳感器的量程為40mpa。

8.一種功能型支撐劑評價方法，如權(quán)利要求1-7任意一項所述的一種功能型支撐劑評價設(shè)備，其特征在于，所述評價方法包括以下步驟：

9.如權(quán)利要求8所述的一種功能型支撐劑評價方法，其特征在于，所述工作流程在運行中，由用戶設(shè)定上限壓力，實際壓力達到上限壓力時，設(shè)備中泵體停止工作，當(dāng)觸發(fā)報警參數(shù)或任何壓力超出設(shè)定值后，發(fā)出聲光報警，操作界面彈出報警窗口，泵體則停止工作，解除報警，按下復(fù)位后重新開始工作。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種功能型支撐劑評價設(shè)備及方法，屬于油氣開采技術(shù)領(lǐng)域，其包括氣體增壓系統(tǒng)和儲氣罐，所述氣體增壓系統(tǒng)包括靜音空壓機和氣體增壓泵，所述靜音空壓機與氣體增壓泵之間安裝壓力表以及氣閥。本發(fā)明用于高含水儲層壓裂處理設(shè)計中控水支撐劑控水性能的評價裝置，通過定制的功能型支撐劑性能評價采用復(fù)合模型評價支撐劑控水性能研究，采用高壓導(dǎo)流室模型和低壓可視模型相結(jié)合的方式研究油水、氣水兩相滲透規(guī)律，并且在研究地層閉合壓力下油、氣、水在功能型支撐劑中選擇性滲流能力的實驗無需獨立進行實驗操作，配合功能型支撐劑評價方法對設(shè)備的運作參數(shù)進行處理，為現(xiàn)場壓裂施工支撐劑的優(yōu)選，鋪制濃度及鋪制方案提供保障。

技術(shù)研發(fā)人員：鮑文輝,張博,郭布民,王濤,申金偉,趙健,徐延濤,陳玲,許田鵬,張康,曲喜墨,曲曉歡,甘倫
受保護的技術(shù)使用者：中國海洋石油集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2