入井流體儲層傷害模擬評價裝置的製作方法

2023-10-06 05:53:44 3

專利名稱：入井流體儲層傷害模擬評價裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種入井流體對儲層的傷害模擬評價裝置，尤其是一種低滲透油藏壓裂液對直井與水平井的儲層傷害實驗裝置。
背景技術：
油氣層傷害主要指在鑽井、完井、生產、增產、油層改造及提高採收率的任何過程中，因井壁或地層油氣水流體滲流通道被堵塞，導致儲層滲透率或油氣水相對滲透率損害並影響油水井產能的現象。如果油氣層受到損害，其後果會影響單井產能，從而給石油的勘探和開發帶來巨大的經濟損失。隨著海上油田以及低滲透油藏逐漸成為油田開發穩產的主戰場，對儲層保護提出了更高的要求，入井液的漏失、壓裂液對低滲透儲層的等傷害迫切需要一套模擬裝置研究儲層傷害，確定傷害程度。目前入井液傷害主要通過巖心驅替實驗宏觀的評價入井流體對儲層的傷害，不能可視化的觀察入井流體對儲層的傷害及入井流體在非均質地層中的分布。公開號1525154，
公開日2004-09-01的發明專利申請文獻公開了ー種透射顯微油氣滲流機理及儲層傷害分析儀，由透光巖石滲透薄片、單偏光顯微鏡、錐光鏡、CCD攝像頭、圖像採集卡、壓カ傳感器、壓カ採集卡、中間容器、計算機、恆速泵、圖像分析系統、集液器組成。其中恆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；巖石滲透薄片固定於偏光顯微鏡載物臺上，單偏光經錐光鏡透過滲透薄片；CCD攝像頭採集偏光顯微鏡中圖像，通過圖像採集卡為計算機提供圖像信息；壓カ採集卡將壓力信息傳入計算機；使用圖像分析系統對採集圖像進行處理。通過可視化的圖像分析手段再現實驗中各種現象的發生、發展過程，及時準確地獲取儲集層傷害機理及傷害程度方面的信息，多方面、多層次展現儲集層巖石學特徵與滲流機理和儲層傷害的關係；儲集層孔隙和喉道特徵、外來流體等各因素對滲流機理和儲層傷害的影響。實現了油氣滲流機理和儲集層傷害定性、定量研究，拓展了油氣儲集層研究的領域、再現油氣滲流機理和儲層傷害的發生發展過程，為評價儲層、掲示滲流機理和儲層傷害機理提供了ー項新的技術手段。通過以上公開文獻，從結構上看，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手段上，自然最後得知的實驗傷害數據也就無法給我們帶來更加接近實際的評價參考，況且各個裝置較為落後，不能為整體實驗提供有力的保障，自動化程度不夠。而且實驗過程複雜，無法連續測試各種不同的流體對儲層的傷害。有鑑於此，針對上述問題，提出一種設計合理的入井流體儲層傷害模擬評價裝置，該裝置根據相似理論模擬入井液對儲層傷害，實時的觀察入井流體對儲層的傷害，優化入井液相關參數，完善壓裂等エ藝措施，為提高油田儲層保護技術具有十分重要的意義。
發明內容本實用新型的目的是提供一種入井流體儲層傷害模擬評價裝置，可以根據相似理論自由組合實時模擬入井液對各種複雜結構井的儲層傷害的實驗裝置。通過壓カ傳感器、溫度傳感器、顯微攝像等信息採集和信息處理裝置採集入井流體對儲層的傷害信息，評價各種解除流體對儲層傷害的方法，為油層保護提供理論依據。本實用新型的目的可通過如下技術措施來實現:該入井流體儲層傷害模擬評價裝置包括評價流體精確注入系統、可視化密閉模擬測試系統、數據採集系統、計算機信息處理系統；所述評價流體精確注入系統和數據採集系統分別連接在可視化密閉模擬測試系統的始端和終端，所述數據採集系統還同時與計算機信息處理系統相連接。本實用新型的目的還可通過如下技術措施來實現:所述可視化密閉模擬測試系統包括井筒模擬裝置、儲層模擬裝置，所述儲層模擬裝置至少設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成。所述儲層模擬裝置外側均套有密閉的恆溫控制系統。所述數據採集系統包括溫度和壓カ傳感器、顯微成像採集系統，所述溫度和壓カ傳感器設置在儲層模擬裝置並且與計算機信息處理系統相連接；所述顯微成像採集系統可移動式懸掛在可視化密閉模擬測試系統上方並且與計算機信息處理系統相連接。所述可視化密閉模擬測試系統的旁側還設置有用來給顯微成像採集系統提供光源的可移動式攝像光源。所述井筒模擬裝置的末端設置有洩壓閥。所述評價流體精確注入系統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容器連接，泵工作介質容器與精密注射泵的進液端連接，用來給精密注射泵提供工作介質。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價流體介質並且分別與評價流體裝置連接，所述評價流體裝置盛裝不同的流體介質，通過管線與推力活塞缸的多組活塞缸容積腔連接，用於給推力活塞缸的多組活塞缸容積腔提供不同的評價流體介質；多組活塞缸採用並聯結構，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試系統。所述推力活塞缸分別與評價流體裝置、精密注射泵、可視化密閉模擬測試系統連接的各管線接頭都安裝有控制閥。本實用新型具有以下有益效果:入井流體儲層傷害模擬評價裝置具有自動化、模塊化，精確化、連續化、可視化等特點，增強了儲層保護研究實驗的功能，通過該裝置可以模擬不同入井流體對不同多孔介質在不同溫度下的傷害程度實驗。該裝置採用模塊化單元組合，可以模擬直井、水平井等多種複雜結構井，儲層模擬裝置也採取模塊化，可以實現模擬不同平面非均質與層見非均質狀況，能夠可視化的觀察流體在不同模擬儲層中的分布。利用光學採集系統，直觀觀察流體的連續變化過程，提高了效率。可以模擬多種流體進入模擬介質後的混合傷害。


:圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。圖中:1_評價流體裝置、2-精密注射泵、3-泵工作介質容器、4-推力活塞缸、5-井筒模擬裝置、6-恆溫控制系統、7-儲層模擬裝置、8-溫度和壓カ傳感器、9-洩壓閥、10-攝像光源、11-顯微成像採集系統、12-計算機信息處理系統。
具體實施方式
:[0021]有關本實用新型的詳細說明及技術內容，參合附圖說明如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，並非用來對本實用新型加以限制。參照附圖1，入井流體儲層傷害模擬評價裝置由評價流體裝置1、精密注射泵2、泵工作介質容器3、推力活塞缸4、井筒模擬裝置5、恆溫控制系統6、儲層模擬裝置7、溫度和壓力傳感器8、洩壓閥9、攝像光源10、顯微成像採集系統11、計算機信息處理系統12組成。其中，評價流體裝置1、精密注射泵2、泵工作介質容器3、推力活塞缸組成評價流體注入系統。推力活塞缸4由多組活塞缸組成，每組活塞缸裝入不同評價流體介質，推力活塞缸4的多組活塞缸採用並聯結構，一端用液壓管線與精密計量注射泵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，評價流體裝置I盛裝不同的流體介質，通過管線與推力活塞缸4的多組活塞缸容積腔連接，用於給推力活塞缸4的多組活塞缸容積腔提供不同的評價流體介質，泵工作介質容器3與精密注射泵2的進液端連接，用來給精密注射泵2提供工作介質，推力活塞缸4與評價流體裝置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成，也可以單獨由直井段或水平段組成。儲層模擬裝置7是由透明可視材料組成的密閉容腔，裡面充填模擬不同儲層的多孔介質。儲層模擬裝置7連接在井筒模擬裝置5上，恆溫控制系統6套在儲層模擬裝置7外面，用來保證儲層模擬裝置7裡面的多孔介質在設定的溫度下工作。溫度和壓カ傳感器8鑲嵌在儲層模擬裝置7裡面，用來測試儲層模擬裝置7的溫度與壓力。恆溫控制系統6、儲層模擬裝置7、溫度和壓カ傳感器8組成的儲層模擬測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，溫度和壓カ傳感器8測得的信息通過數據線輸入到計算機信息處理系統12中進行存儲。每組儲層模擬裝置7內可以填充不同的模擬多孔介質，可以用來觀察比較在同一環境下，相同入井液對不同模擬多孔介質的傷害程度。洩壓閥9安裝井筒模擬裝置5上，用來給井筒模擬裝置5洩壓。攝像光源10、顯微成像採集系統11組成對儲層模擬裝置7的動態信息採集，攝像光源10給顯微成像採集系統11提供合適的觀察與測量光線，顯微成像採集系統11可以移動，對多組儲層模擬裝置7裡面的多孔介質傷害進行顯微攝影或錄像，採集的信息通過數據線傳入計算機信息處理系統12進行處理與保存。應用這一實驗流程可評價不同入井流體對不同多孔介質在不同溫度下的傷害程度，自動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體進行圖像分析，得到儲層傷害評價參數的定量結果。具體實驗步驟如下:根據實驗目的要求，將低滲透油藏壓裂液放進評價流體裝置I ;1、根據實驗目的要求，將模擬介質(玻璃珠或者不同粒徑的砂粒組合)裝入儲層模擬裝置7，可以飽和油或者水，調至實驗要求位置，與井筒模擬裝置5連接好。2、連接電源，接通顯微成像採集系統11、打開攝像光源10、恆溫控制系統6、計算機信息處理系統12，調節顯微鏡成像系統11至最佳位置，通過恆溫控制系統6加熱模擬介質到頭驗溫度。3、打開精密注射泵2，以一定流量通過泵工作介質容器3恆速推動推力活塞缸4將入井流體(壓裂液)注入井筒模擬裝置，入井流體可以根據需要加入染色劑。4、通過顯微鏡成像系統11、壓カ溫度傳感器8、計算機信息處理系統12採集入井流體對模擬多孔介質傷害以及在各個儲層模擬裝置7中流體分布，連續記錄流體運動變化過程。5、獲得的圖像通過數據線直接輸入計算機信息處理系統12，通過分析軟體對圖像分析處理，確定流體在各個模擬裝置中的傷害。統計數據包括模擬介質面孔率、流體侵入深度、壓カ等參數。該裝置採用模塊化單元組合，可以模擬直井、水平井等多種複雜結構井，儲層模擬裝置也採取模塊化，可以實現模擬不同平面非均質與層見非均質狀況，能夠可視化的觀察流體在不同模擬儲層中的分布。利用光學採集系統，直觀觀察流體的連續變化過程，提高了效率。可以模擬多種流體進入模擬介質後的混合傷害。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，非用以限定本實用新型的專利範圍，其他運用本實用新型的專利精神的等效變化，均應俱屬本實用新型的專利範圍。
權利要求1.入井流體儲層傷害模擬評價裝置，其特徵在於，包括評價流體精確注入系統、可視化密閉模擬測試系統、數據採集系統、計算機信息處理系統；所述評價流體精確注入系統和數據採集系統分別連接在可視化密閉模擬測試系統的始端和終端，所述數據採集系統還同時與計算機信息處理系統相連接。
2.根據權利要求1所述的入井流體儲層傷害模擬評價裝置，其特徵在於，所述可視化密閉模擬測試系統包括井筒模擬裝置、儲層模擬裝置，所述儲層模擬裝置至少設置兩組分別連接固定在井筒模擬裝置上。
3.根據權利要求2所述的入井流體儲層傷害模擬評價裝置，其特徵在於，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成。
4.根據權利要求2所述的入井流體儲層傷害模擬評價裝置，其特徵在幹，所述儲層模擬裝置外側均套有密閉的恆溫控制系統。
5.根據權利要求2所述的入井流體儲層傷害模擬評價裝置，其特徵在幹，所述數據採集系統包括溫度和壓カ傳感器、顯微成像採集系統，所述溫度和壓カ傳感器設置在儲層模擬裝置並且與計算機信息處理系統相連接；所述顯微成像採集系統可移動式懸掛在可視化密閉模擬測試系統上方並且與計算機信息處理系統相連接。
6.根據權利要求5所述的入井流體儲層傷害模擬評價裝置，其特徵在於，所述可視化密閉模擬測試系統的旁側還設置有用來給顯微成像採集系統提供光源的可移動式攝像光源。
7.根據權利要求2所述的入井流體儲層傷害模擬評價裝置，其特徵在於，所述井筒模擬裝置的末端設置有洩壓閥。
8.根據權利要求1所述的入井流體儲層傷害模擬評價裝置，其特徵在於，所述評價流體精確注入系統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容器連接，泵工作介質容器與精密注射泵的進液端連接，用來給精密注射泵提供工作介質。
9.根據權利要求8所述的入井流體儲層傷害模擬評價裝置，其特徵在於，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價流體介質並且分別與評價流體裝置連接，所述評價流體裝置盛裝不同的流體介質，通過管線與推力活塞缸的多組活塞缸容積腔連接，用於給推力活塞缸的多組活塞缸容積腔提供不同的評價流體介質；多組活塞缸採用並聯結構，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試系統。
10.根據權利要求9所述的入井流體儲層傷害模擬評價裝置，其特徵在於，所述推力活塞缸分別與評價流體裝置、精密注射泵、可視化密閉模擬測試系統連接的各管線接頭都安裝有控制閥。
專利摘要本實用新型提供一種入井流體儲層傷害模擬評價裝置，包括評價流體精確注入系統、可視化密閉模擬測試系統、數據採集系統、計算機信息處理系統；所述評價流體精確注入系統和數據採集系統分別連接在可視化密閉模擬測試系統的始端和終端，所述數據採集系統還同時與計算機信息處理系統相連接。本實用新型可以根據相似理論自由組合實時模擬入井液對各種複雜結構井的儲層傷害的實驗裝置。通過壓力傳感器、溫度傳感器、顯微攝像等信息採集和信息處理裝置採集入井流體對儲層的傷害信息，評價各種解除流體對儲層傷害的方法，為油層保護提供理論依據。
文檔編號E21B49/00GK202946151SQ201220683249
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月12日 優先權日2012年12月12日
發明者張星, 任佔春, 朱澤軍, 張松亭, 李強, 黨絹華, 李建兵, 陳利霞, 張磊, 成梅華, 張君 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司採油工藝研究院