[发明专利]一种可视化水平井井筒滞砂实验评价装置

说明书

本发明公开了一套可视化水平井井筒滞砂实验评价装置，包括搅拌系统、泵液系统、可视化水平井井筒滞砂装置、压裂液汇积系统、废液回收系统、信息控制系统；所述搅拌系统由搅拌电机、储液罐、液位计组成；所述泵液系统由压裂泵、压裂液管线、阀门、变频器组成；所述可视化水平井井筒滞砂装置由透明由机玻璃射孔管、射孔孔口、法兰接头、阀门、压差传感器组成，射孔孔口设计在有机玻璃管前后两侧，压差传感器分别安装在有机玻璃井筒进出口；所述压裂液汇积系统由空腔型刚性连接器、垫圈、出液管线组成；所述废液回收系统由废液罐，压裂管线阀门组成。本发明适用于研究水平井井筒中滞留下的支撑剂的铺置规律，可优化现场压裂施工参数。

技术领域

本发明为压裂测试技术领域，尤其涉及一套可视化水平井井筒滞砂实验评价装置。

背景技术

进入21世纪以来，全球油气资源勘探开发技术取得了显著进步。针对低渗透、致密油气藏和非常规油气藏的开发，从经济性角度考虑，由于其油气藏特性，常规生产措施不能满足开发的需求。因此，针对此类油气藏正式生产前期，通常采用水力压裂或者酸化眼压裂等增产措施，增大泄油/气面积，提高采收率，以达到高产、稳产的目的，并最终取得最大效益。

在现场水力压裂施工中，施工程序大致为：1)前置液，该阶段主要形成人工裂缝，为造缝阶段；2)携砂液，携砂液进入到人工裂缝中，支撑剂在压裂液的携带作用下，向裂缝深部运移，为支撑剂充填阶段；3)后置液，后置液实质为不含支撑剂的压裂液，后置液的作用为将井筒和裂缝出时端的支撑剂顶替进入到裂缝中；4)返排，该过程为依靠裂缝闭合和地层压力的作用，将起携带支撑剂的压裂液返排到地面。影响水力压裂增产效果因素有：造缝长度、支撑剂铺置形态、支撑剂铺置距离、支撑剂性能和压裂施工规模等。其中，四个施工程序前后互相衔接，前一个施工程序直接影响到后一施工程序的规模。目前国内外，针对支撑剂在裂缝中的沉降规律，研发出的相关装置已经很先进，理论也十分成熟。但是，当前采用的套管固井+射孔完井+分段分簇射孔技术下，众所周知，在压裂环节中，不同的施工条件下，携砂液在进入裂缝的同时，支撑剂在水平井井筒中也会随之沉降，支撑剂滞留在井筒中，并形成一定形态的砂堤。支撑剂在井筒中的沉降影响到顶替液的顶替规模，还会增加施工难度。该部分支撑剂在携砂液泵入阶段，在井筒滞留形成规律及规模等问题有待深入研究，具有重要的意义。

为了更准确地接近现场的实际施工特征，在进行支撑剂滞留评价过程中，一般要设置一套与井筒参数、地层裂缝特征相近的装置来研究支撑剂滞留规律，通过实验室研究，可以对现场水力压裂施工提供建议。根据相似准则，设计出一套可视化水平井井筒滞砂实验评价装置，就不同施工条件下，对支撑剂在水平井井筒滞留规律展开研究。但目前，尚无任何实验设备能够满足这方面的需求。

发明内容

针对上述问题，本发明专利利用相似准则设计了一套贴切实际地层特性的可视化水平井井筒滞砂实验评价装置。其结构简单、连接简便、模块化，能够满足水力压裂实验中对井筒的支撑剂滞留规律进行实验评价。

本发明的技术方案如下：

一种可视化水平井筒滞砂实验评价装置，包括搅拌系统、泵液系统、可视化水平井井筒滞砂单元、压裂液汇积系统、废液回收系统、信息控制系统；

所述搅拌系统由搅拌电机、储液罐、压差式液位计组成；搅拌电机安装于储液罐正上方，其下设有伸入储液罐的叶片搅拌器，压差式液位计安装于储液罐左侧端面，压差式液位计底部与储液罐底面平齐；

所述泵液系统由压裂螺杆泵、常规管线、压裂管线、蝶阀、波纹管、井筒根部组成；常规管线从储液罐下方连接到压裂螺杆泵，再通过压裂螺杆泵连接到压裂管线，蝶阀设置于常规管线中，波纹管通过法兰连接到压裂管线的另一端，波纹管让装置的倾斜角在60°-90°变化，模拟不同倾斜角的井况，波纹管底部连接有一小段管线，作为井筒根部。