[发明专利]一种水平井完井模拟试验装置及试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田完井技术领域，具体涉及一种水平井完井模拟试验装置及试验方法。

背景技术

完井技术对充分发挥水平井在提高低渗油藏产能和采收率中的作用十分突出，而目前完井技术水平已跟不上低渗油藏水平井开发要求，部分技术与国外尚存在较大差距，完井技术现状制约着低渗油藏水平井的高效开发，主要表现在以下几个方面：                                                水平井完井方式确定不科学，完井方式与油藏适应性考虑不够；水平井完井参数缺乏系统优化和定量评价方法，目前大部分是通过理论计算获得，缺乏试验的验证，造成油井采收率低；水平井筛管完井面临后期储层改造、水平段提前水淹等问题。目前对于问题，目前由于还没有一种相应的试验装置及方法来验证理论数据的准确性，造成了完井作业出现一系列的问题，严重制约了整个系统的作业效率。

发明内容

本发明就是针对上述缺陷，提供一种水平井完井模拟试验装置及试验方法

，该水平井完井模拟试验装置及试验方法能模拟各种油藏特别是低渗油藏地层特性、温度、压力和不同完井方式，测试井眼里的产液剖面变化规律，评价不同完井方式的完井效果，为水平井完井参数优化设计提供必要的试验基础，实现低渗油藏水平井完井方式的优选及完井参数的优化。

    其原理为：根据实际需要选用合适的物质来模拟地层，比如可以采用具有一定粒径范围的细而坚硬的颗粒状物质，例如细砂、二氧化硅珠等，优选石英砂混合物，通过提供不同的压力可得到不同渗透率的模拟地层。通过加压系统对模拟地层施加压力，注油系统给模拟地层四周注入等压的模拟原油，注入地层的模拟原油通过带孔缝的井筒后流出，监控测试系统是控制整个试验装置的运行和测试试验过程中的动态参数，最后获得井筒不同位置模拟原油的压力和流量参数，获得注入模拟原油和井筒出口模拟原油的流量、压力和温度参数，为制订不同完井方式和完井参数优化提供重要的试验数据。

本发明是通过以下技术方案实现的：

首先给出一种水平井完井模拟试验装置：包括砂盒及与其配合的地层加压系统、注油系统、监控测试系统；砂盒内设有一端封闭的井筒，井筒圆柱面上设有渗流孔，用来模拟不同完井方式下的水平井井眼。

为了保证模拟地层加压以及原油注入过程的安全性，所述的砂盒外还设有承压体。

为了达到安全、稳定、均匀的对模拟地层进行加压，所述的地层加压系统包括液压系统和位于砂盒空腔内的胶囊，胶囊分布于砂盒中模拟地层的底部和顶部。

为了达到将油加热到不同温度来准确模拟不同粘度的原油的目的，所述注油系统注油系统包括依次连接的注油泵站、加热器、油砂分离器、冷却器，其中注油系统在加热器后通过油管连接砂盒内的模拟地层，再通过井筒与油砂分离器连接。

为了提高操作操作自动化程度以及数据处理速度，所述监控测试系统包括操作控制台、工控计算机、PLC、传感器、放大器、A/D转换器、数据采集卡和监控测试应用软件；传感器主要为流量、压力和温度传感器，测试井筒中模拟原油的流量优先采用高精度超声波流量传感器，井筒中模拟原油的压力测试方法采用将各测试点引流后用高精度压力传感器测试。

为了减少人力，降低劳动强度，上述装置其结构还包括砂盒移动机构和砂盒翻转机构。

为了保持注入地层四周的模拟原油的压力相同，所述的砂盒腔体四周还设有等压网，所述的等压网设计成一面开有小孔缝的方钢组焊件。同时在方钢开有小孔缝的一面安装不同目数的渗流网。

上述方案还包括以下优选方案：

承压体由椭圆壳体、支撑筋和支撑块形成一个内腔为长方形，外形为椭圆体形状的物体，让压实石英砂混合物的巨大压力变成内部应力。砂盒由箱体、前后支撑筋、蒙皮组成，用于盛放模拟地层压石英砂混合物，砂盒移动机构由电机、变速器、链轮、链条组成，用于控制砂盒进入和退出承压壳体，砂盒翻转机构采用液压系统用来控制砂盒退出承压体后的翻转，便于清除砂盒中的石英砂混合物。

为保证砂盒能自动方便地进出承压体的内腔体，承压体侧面支撑块安装了一定斜度的楔块，砂盒侧面则加工成一定斜度，使承压体内腔体侧面与砂盒侧面形成一定锥度的斜面，同时砂盒底部安装有滚子，便于砂盒在承压体内腔轨道上移动。

井筒用一定壁厚的钢筒制成，钢筒一端密闭，钢筒圆柱面上开有一定密度的渗流孔，渗流孔在井筒上的多少可以调节，渗流孔的多少取决于不同完井方式下孔眼的打开程度。