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一种模拟井下条件储层损害评价系统

阅读:3发布:2021-06-06

专利汇可以提供一种模拟井下条件储层损害评价系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种模拟井下条件储层损害评价系统,包括加热釜、孔隙压 力 调节机构、轴向稳压机构、泥浆循环机构和围压调节机构;加热釜包括可加热釜体和布置其内的 橡胶 层及 钢 网渗透层,釜体与橡胶层之间组成环空间隙,钢网渗透层夹持 岩心 ;孔隙压力调节机构主要由连接在循环回路管线上的气体稳压器、压力表、气体回压单元和 截止 阀 组成,管线连接至钢网渗透层的底部和加热釜井筒;轴向稳压机构布置在釜体的底部、主要由轴压 活塞 和轴压测量单元组成;泥浆循环机构主要由连接在循环回路管线上的液体稳压器、泥浆 循环 泵 和压力表组成,管线延伸至加热釜井筒;围压调节机构主要由连接在管线上的油箱、电动 增压 泵 、 截止阀 和压力表组成,管线尾端延伸至环空间隙。,下面是一种模拟井下条件储层损害评价系统专利的具体信息内容。

1.一种模拟井下条件储层损害评价系统,其特征在于,所述评价系统包括:
-加热釜(1),所述加热釜(1)具有中空结构的釜体(11),所述釜体(11)的内部设有加热管(14),所述釜体(11)的中空内设有网状结构的网渗透层(16)和包裹钢网渗透层(16)的橡胶层(15),所述釜体(11)的内壁与橡胶层(15)的外壁之间组成环空间隙,所述钢网渗透层(16)用于夹持盲孔状空心结构的岩心(2),夹持于钢网渗透层(16)上的岩心(2)的空心结构与釜体(11)组成井筒(17);
-孔隙压调节机构(3),所述孔隙压力调节机构(3)主要由连接在循环回路管线上的气体稳压器(33)、压力表(35)、气体回压单元(36)和截止组成,所述循环回路管线的供气管线连接至钢网渗透层(16)的底部、回气管线连接至加热釜(1)的井筒(17),所述气体稳压器(33)上连接有氮气增压机(32)和氮气瓶(31);
-轴向稳压机构(4),所述轴向稳压机构(4)布置在釜体(11)的底部、主要由轴压活塞(41)和轴压测量单元(42)组成,所述轴压测量单元(42)分别布置于岩心(2)的顶、底部;
-泥浆循环机构(5),所述泥浆循环机构(5)主要由连接在循环回路管线上的液体稳压器(52)、泥浆循环(53)和压力表(54)组成,所述循环回路管线通过釜体(11)的顶端延伸至加热釜(1)的井筒(17)内,所述泥浆循环机构(5)的液体稳压器(52)上连接有液体温控单元(51);
-围压调节机构(6),所述围压调节机构(6)主要由连接在管线上的油箱(61)、电动增压泵(62)、截止阀和压力表(63)组成,所述围压调节机构(6)的管线尾端延伸至加热釜(1)的环空间隙内。
2.根据权利要求1所述模拟井下条件储层损害评价系统,其特征在于,所述加热釜(1)的釜体(11)顶、底端分别连接有釜体上端(13)和釜体下端(12),所述釜体上端(13)的轴向上具有与加热釜(1)的井筒(17)连通的通孔,所述釜体下端(12)用于装配轴向稳压机构(4)的轴压活塞(41);所述釜体上端(13)和釜体下端(12)分别与橡胶层(15)的上、下端对应连接;所述釜体上端(13)和釜体下端(12)分别与钢网渗透层(16)的顶、底端抵接配合。
3.根据权利要求1或2所述模拟井下条件储层损害评价系统,其特征在于,所述加热釜(1)的加热管(14)连接有温控仪器(18)。
4.根据权利要求1所述模拟井下条件储层损害评价系统,其特征在于,所述泥浆循环机构(5)的液体稳压器(52)通过管线与孔隙压力调节机构(3)的气体稳压器(33)连接,所述管线上设有截止阀。
5.根据权利要求1或4所述模拟井下条件储层损害评价系统,其特征在于,所述孔隙压力调节机构(3)的气体回压单元(36)上连接有排气端泄压管线,所述排气端泄压管线上设置有气体流量计(37)。
6.根据权利要求1或4所述模拟井下条件储层损害评价系统,其特征在于,所述孔隙压力调节机构(3)的气体稳压器(33)上连接有进气端泄压管线,所述进气端泄压管线上设置有泄压阀(34)。
7.根据权利要求1所述模拟井下条件储层损害评价系统,其特征在于,所述岩心(2)为全尺寸的空心岩心。
8.根据权利要求1或7所述模拟井下条件储层损害评价系统,其特征在于,所述岩心(2)以开口朝上、底端朝下的方式夹持在钢网渗透层(16)内。

说明书全文

一种模拟井下条件储层损害评价系统

技术领域

[0001] 本发明涉及油气勘探开发中的储层损害评价试验设备,具体是一种模拟井下条件的储层损害评价系统。

背景技术

[0002] 在油气勘探开发过程中,钻井液是钻井作业的必要功能性液体,其是钻井作业的“血液”。然而,在钻井作业中,钻井液侵入地层后要与地层内的储层岩石流体发生各种物理化学反应,这势必会对油气层产生不同程度的损害。因而,在钻井作业施工之前,有必要根据特定的储层岩石特性而进行不同钻井液对储层的损害程度评价试验,以便针对特定的储层岩石特性而择优选择出对应、合适的钻井液,即钻井液对储层的损害评价试验结果,可以为各类钻井液的设计和工况调整提供重要且可靠地试验依据,可见,准确评价不同的钻井液对储层的损害程度显得至关重要。
[0003] 常规的储层损害评价试验是,先将实体岩心利用岩性夹持器夹持,再在实体岩心的轴向施加钻井液、以轴向压差的方式测定初始线性渗透率,然后对岩心进行污染,最后测定污染后的渗透率,以此获得钻井液对实体岩心的损害评价数据。然而,在实际工况中,渗透率不仅受到压差的影响,其还与地层温度、地层岩体结构压、钻进条件等诸多因素有关,可见,此常规的评价试验技术无法有效地实现真实、可靠地储层损害评价。
[0004] 目前,行业内对储层损害评价的技术加大了研究,各种研究成果在公开出版物上屡见报到,例如中国专利文献公开的“一种评价工作液对致密储层损害程度的装置与方法”(公开号:CN104792683,公开日:2015年07月22日)、“入井液对储层渗透率损害评价装置”(公开号:CN104122181,公开日:2014年10月29日)、“一种岩心夹持器、污染釜及岩心损害评价实验方法”(公开号:CN104677805,公开日:2015年06月03日)等等,这些技术虽然均涉及油气勘探开发中的钻井液对储层损害的评价技术,但它们在试验时,未充分模拟考虑实际井下条件,例如未考虑轴压、温度和井眼径向流对储层损害的影响,从而以其所得的评价试验数据仍然无法有效地实现真实、可靠地储层损害评价。

发明内容

[0005] 本发明的技术目的在于:针对上述储层损害评价的特殊性和现有技术的不足,提供一种充分模拟考虑实际井下条件、进而能够有效地实现较为真实、可靠地储层损害评价的评价系统,即模拟井下条件的储层损害评价系统。
[0006] 本发明实现其技术目的所采用的技术方案是,一种模拟井下条件储层损害评价系统,所述评价系统包括:-加热釜,所述加热釜具有中空结构的釜体,所述釜体的内部设有加热管,所述釜体的中空内设有网状结构的网渗透层和包裹钢网渗透层的橡胶层,所述釜体的内壁与橡胶层的外壁之间组成环空间隙,所述钢网渗透层用于夹持盲孔状空心结构的岩心,夹持于钢网渗透层上的岩心的空心结构与釜体组成井筒;
-孔隙压力调节机构,所述孔隙压力调节机构主要由连接在循环回路管线上的气体稳压器、压力表、气体回压单元和截止组成,所述循环回路管线的供气管线连接至钢网渗透层的底部、回气管线连接至加热釜的井筒,所述气体稳压器上连接有氮气增压机和氮气瓶;
-轴向稳压机构,所述轴向稳压机构布置在釜体的底部、主要由轴压活塞和轴压测量单元组成,所述轴压测量单元分别布置于岩心的顶、底部;
-泥浆循环机构,所述泥浆循环机构主要由连接在循环回路管线上的液体稳压器、泥浆循环和压力表组成,所述循环回路管线通过釜体的顶端延伸至加热釜的井筒内,所述泥浆循环机构的液体稳压器上连接有液体温控单元;
-围压调节机构,所述围压调节机构主要由连接在管线上的油箱、电动增压泵截止阀和压力表组成,所述围压调节机构的管线尾端延伸至加热釜的环空间隙内。
[0007] 作为优选方案之一,所述加热釜的釜体顶、底端分别连接有釜体上端和釜体下端,所述釜体上端的轴向上具有与加热釜的井筒连通的通孔,所述釜体下端用于装配轴向稳压机构的轴压活塞;所述釜体上端和釜体下端分别与橡胶层的上、下端对应连接;所述釜体上端和釜体下端分别与钢网渗透层的顶、底端抵接配合。
[0008] 作为优选方案之一,所述加热釜的加热管连接有温控仪器。
[0009] 作为优选方案之一,所述泥浆循环机构的液体稳压器通过管线与孔隙压力调节机构的气体稳压器连接,所述管线上设有截止阀。
[0010] 作为优选方案之一,所述孔隙压力调节机构的气体回压单元上连接有排气端泄压管线,所述排气端泄压管线上设置有气体流量计。所述孔隙压力调节机构的气体稳压器上连接有进气端泄压管线,所述进气端泄压管线上设置有泄压阀
[0011] 作为优选方案之一,所述岩心为全尺寸的空心岩心。进一步的,所述岩心以开口朝上、底端朝下的方式夹持在钢网渗透层内。
[0012] 本发明的有益技术效果是:1. 本发明针对储层损害评价的特殊性,尽可能真实、充分地模拟考虑了实际井下条件,即尽可能真实、充分地模拟了钻井液在特定地层应力、地层温度、钻井方式等因素下的循环污染储层的过程,从而较为完善的考虑了地层条件与实际工况对储层损害评价的影响,有效地实现较为真实、可靠地储层损害评价,使得评价试验结果更有参考价值;
2. 本发明使得进入井筒的钻井液以岩心的轴向和径向分别实现渗入流动,从而进一步真实地模拟了钻井液在井下条件下的循环流动,使得储层损害评价试验结果的真实性和可靠性得到进一步的有效提高。
附图说明
[0013] 图1是本发明的一种结构示意图。
[0014] 图中代号含义:1—加热釜;11—釜体;12—釜体下端;13—釜体上端;14—加热管;15—橡胶层;16—钢网渗透层;17—井筒;18—温控仪器;2—岩心;3—孔隙压力调节机构;
31—氮气瓶;32—氮气增压机;33—气体稳压器;34—泄压阀;35—压力表;36—气体回压单元;37—气体流量计;4—轴向稳压机构;41—轴压活塞;42—轴压测量单元;5—泥浆循环机构;51—液体温控单元;52—液体稳压器;53—泥浆循环泵;54—压力表;6—围压调节机构;
61—油箱;62—电动增压泵;63—压力表。

具体实施方式

[0015] 本发明为模拟井下条件的储层损害评价系统,下面结合附图对本发明的技术内容进行详细、清楚地说明。
[0016] 参见图1所示,本发明包括加热釜1、孔隙压力调节机构3、轴向稳压机构4、泥浆循环机构5和围压调节机构6。
[0017] 其中,加热釜1具有中空结构的釜体11,即釜体11为管状结构。在釜体11的内部的周向上设有加热管14,该加热管14连接有温控仪器18,通过温控仪器18准确控制加热管14的动作及加热温度,如此可以模拟约150℃的地层高温环境及恒温工作环境。
[0018] 釜体11的顶端连接有釜体上端13;该釜体上端13的本体部分匹配釜体11的内孔且二者间设有密封连接结构-例如螺纹连接,釜体上端13的内端为锥状结构;釜体上端13通过密封连接结构连接固定在釜体11的顶端处,釜体上端13的锥状内端延伸进釜体11的中空内;在釜体上端13的轴向上设有通孔。釜体11的底端连接有釜体下端12;该釜体下端12的本体部分匹配釜体11的内孔且二者间设有密封连接结构-例如螺纹连接,釜体下端12的内端为锥状结构;釜体下端12通过密封连接结构连接固定在釜体11的底端处,釜体下端12的锥状内端延伸进釜体11的中空内;釜体下端12的轴向上设有通孔。
[0019] 在釜体下端12和釜体上端13之间的釜体11中空内设有网状结构的钢网渗透层16,釜体上端13和釜体下端12分别与钢网渗透层16的顶、底端抵接配合;钢网渗透层16用于夹持盲孔状空心结构的岩心2,该岩心2为全尺寸的空心岩心,岩心2以开口(即孔端)朝上、底端(即封底端)朝下的方式夹持在钢网渗透层16内;夹持于钢网渗透层16上的岩心2的空心结构与釜体11的中空-具体是釜体上端13的中空组成井筒17。钢网渗透层16的外部的周向上密封包裹有橡胶层15,该橡胶层15的轴向长度大于钢网渗透层16,橡胶层15的上端套装在釜体上端13的锥状结构上、下端套装在釜体下端12的锥状结构上;橡胶层15的外壁与釜体11的内壁之间组成环空间隙。为了方便接管,釜体上端13的中空内设有导管,该导管的内端抵接在岩心2的上端、外端延伸出釜体上端13,即岩心2的空心结构与釜体上端13内的导管共同组成了井筒17。
[0020] 孔隙压力调节机构3主要由连接在循环回路管线上的气体稳压器33、压力表35、气体回压单元36和截止阀组成,截止阀为两个、分别连接在循环回路管线的供气管线和回气管线上,即一个截止阀布置在压力表35下游的供气管线上,另一个截止阀布置在气体回压单元36和气体稳压器33之间的回气管线上,在气体稳压器33的上游依次连接有氮气增压机32和氮气瓶31。循环回路管线的供气管线通过釜体下端13连接至钢网渗透层16的底部,模拟形成向钢网渗透层16和岩心2充气的气源;循环回路管线的回气管线连接至加热釜1的井筒17内。此外,在气体回压单元36上连接有排气端泄压管线,该排气端泄压管线上设置有气体流量计37;在气体稳压器33上连接有进气端泄压管线,该进气端泄压管线从压力表35上游的供气管线上引出,在进气端泄压管线上设置有泄压阀34。孔隙压力调节机构3用于精确的模拟岩心2试验所需要的孔隙压力,还能模拟储层损害前后的产气变化。
[0021] 轴向稳压机构4布置在釜体11的底部,其主要由轴压活塞41和轴压测量单元42组成。轴压活塞41轴向套装在釜体下端12的中空内,即釜体下端12用于装配轴压活塞41,当然,通常应在釜体下端12的中空内附以套管,通过套管对轴压活塞41限位;轴压活塞41用于对岩心2的底部施加轴向压力,保证岩心2的轴向压力,更加真实地模拟井下真实条件。轴压测量单元42分别布置于岩心2的顶部和底部,用于检测岩心2顶、底部的压力。
[0022] 泥浆循环机构5主要由连接在循环回路管线上的液体稳压器52、泥浆循环泵53和压力表54组成,在液体稳压器52上应当连接有液体温控单元51和泥浆池。循环回路管线通过釜体上端13的导管延伸至加热釜1的井筒17内,用于向岩心2的中空内泵送钻井液,同时确保钻井液能够循环。
[0023] 泥浆循环机构5的液体稳压器52通过管线与孔隙压力调节机构3的气体稳压器33连接,在它们的连接管线上设有截止阀,以此使孔隙压力调节机构3向泥浆循环机构5输送气压,从而模拟带压、例如压力约60MPa的钻井液液柱进入岩心2的中空内。
[0024] 围压调节机构6主要由依次连接在管线上的油箱61、电动增压泵62、截止阀和压力表63组成。围压调节机构6的管线尾端延伸至加热釜1的环空间隙(即釜体11和橡胶层15之间的环空间隙)内。围压调节机构6用于模拟地层下的围压环境,例如模拟约90MPa的地层下的围压工作环境。
[0025] 以上具体技术方案仅用以说明本发明,而非对其限制;尽管参照上述具体技术方案对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:本发明依然可以对上述具体技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。
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