[发明专利]举升泵排砂能力测试方法

说明书

本公开涉及一种举升泵排砂能力测试方法，其中，举升泵位于测试井中，用于抽取井内液体，测试井连接有供液装置，供液装置具有供液泵，其中，方法包括以下步骤：步骤1、在供液装置中预备具有特定含砂量的特定体积的液体；步骤2、启动供液泵，以从供液装置向测试井内注入具有特定含砂量的液体；步骤3、启动举升泵，以将测试井内的液体抽取到供液装置，以形成循环回路；步骤4、调节供液泵和举升泵，使循环回路中的液体流速分别到达多个预定值，分别测量得到测试井的多个井口压力值；步骤5、在供液装置中预备具有不同于之前的特定含砂量的特定体积的液体，并重复执行步骤2至4，测量得到对应于不同液体流速和不同含砂率的井口压力值。

技术领域

本发明涉及海洋工程测试技术领域，尤其涉及一种举升泵排砂能力测试方法。

背景技术

在常规油气资源开发过程中，人工举升技术主要用于输送原油和天然气，尽管采取了防砂措施，正常生产时地层出砂很少或者不出砂，但部分油井在防砂失败或生产后期会出现地层出砂的情况。

举升泵在应用于含砂油井时，存在的问题较多，如地层砂粒进入井筒后在流动过程中会发生沉积，造成井筒堵塞，地面管线和储油罐积存大量沉砂，因而经常被迫起管柱进行大修作业，以清除砂堵、冲洗砂埋油层、清理地面管线和储油罐。上述问题严重时，可能引起井壁坍塌而损坏套管和衬管、砂埋油层导致油井停产，降低油井的生产时率，增加生产成本。

在含砂油井电潜泵选井选泵过程中，需要明确井液含砂量、酸溶性、砂粒度、石英砂含量、砂粒几何特性等数据，如果以上数据不完整，则难以确定是否下电潜泵。

另一方面，天然气水合物的开采原理与常规油气资源不同，天然气水合物是在一定条件下水与天然气结合的一种化学成分不稳定、具有笼形框架结构的类冰状结晶物质，理论上一个饱和的天然气水合物分子结构内，甲烷与水的摩尔比为1:6，即在标准状况下，1m³天然气水合物约含有164m³甲烷气和0.8m³水，气水比达到200左右。通常在开采常规石油、天然气过程不存在相变，而开采天然气水合物时，需要通过控制水合物的平衡曲线使其发生相变。当甲烷水合物所受的压力降低或者温度升高达到水合物与甲烷气的分界线时，水合物就会发生相变而分解，产生游离天然气，同时会产生大量的水。水合物分解后骨架结构失去支撑而变得不稳定，地层将发生坍塌，在完井防砂效果不佳时地层砂会进入井筒，形成水砂混合物，如果是粉砂质储层，地层砂粒径小更加容易进入井筒。

因此，在天然气水合物的开采场合，由于地层大量出砂，人工举升技术如不能有效排砂，会堵塞举升通道，影响水合物的开采。目前，世界各国在水合物试采测试时不同程度地遇到了地层出砂的情况，导致电潜泵发生故障终止测试。在天然气水合物试采中，排砂主要依靠举升泵，通过抽取地层水将地层砂带出井筒，达到降压和排砂的目的，使井筒环境达到水合物分解的条件，并保持举升通道通畅。

尽管目前已经出现各种类型的防砂电潜泵，如目前使用的宽流道耐砂泵，但其使用寿命距离理想目标还很远，尤其对于天然气水合物开采地层出砂量大的情况，对举升泵的防砂和排砂能力要求更高。常规油气井生产中，举升泵的工作介质主要是原油或地层水，举升泵的结构、性能设计以及加工制作也主要是为满足原油和地层水的输送要求。目前防砂电潜泵也仅仅是在含砂量很低的井筒环境中短时间内应用，常规油气井地层发现出砂后主要采取冲砂作业来清除，不采用举升泵排砂的方式，长期稳定的排砂能力没有作为举升泵主要性能来设计和检验。在电潜泵和螺杆泵等举升泵相关的技术规范与标准中，没有关于排砂能力测试方法的规定，常规油气井生产过程中，也不是通过举升泵来清除地层砂。关于举升泵的排砂能力，目前没有测试检验方法和与之相关的内容，因此并未见到相应的技术方案。

综上所述，在水合物开采过程中，由于地层大量出砂，对举升泵的排砂能力提出严苛的要求，因此有必要对举升泵的排砂能力进行测试验证。

发明内容

有鉴于此，本发明的发明人针对现有技术的上述情况，开发了举升泵排砂能力测试验证方法，其主要解决以下问题：