CN102116150A - 模拟出砂对储层产能影响规律的试验装置 - Google Patents

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张凤久
邓金根
曾祥林
王利华
曹砚锋
蔚宝华
房茂军
梁丹
齐桃
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China University of Petroleum Beijing
China National Offshore Oil Corp CNOOC
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Abstract

本发明公开了一种模拟出砂对储层产能影响规律的试验装置。所述装置包括依次串连的储液罐、至少一组出砂试验单元和油砂分离装置；所述油砂分离装置的出口与所述储液罐的入口相连通；每组所述出砂试验单元包括依次串连的高压柱塞泵、液体流量计、储层模拟装置和防砂管；所述储液罐的出口均与所述高压柱塞泵的入口相连；所述防砂管的出口与所述油砂分离装置的入口相连；所述储层模拟装置包括储层模拟筒和设于所述储层模拟筒的腔体内的地层砂，所述储层模拟筒沿其轴向方向的筒体上设有至少一个压力传感器b；所述储层模拟筒的入口端和所述防砂管的出口端均设有压力传感器a。

Description

模拟出砂对储层产能影响规律的试验装置
技术领域
本发明涉及一种模拟出砂对储层产能影响规律的试验装置，属于石油开采技术领域。
背景技术
对于弱固结砂岩油藏而言，开采过程极易造成地层出砂，势必要进行防砂，出砂会对产能造成一定的影响，出砂对产能的影响主要体现在两个方面：一方面出砂后导致防砂管堵塞与环空砂的堆积，导致产能降低；另一方面出砂后储层孔渗特性发生改变，特别是近井地带的孔隙度、渗透率会有不同程度的增加，如果能够形成蚯蚓洞，会大大的提高单井的产能。以往的模拟装置的不足之处在于储层出砂状况与不同类型实际防砂管的防砂没有有机的相结合。因此，需要研制出一种“出砂与防砂”二者有机结合的出砂对产能影响模拟试验装置，真实的模拟储层产出砂和实际防砂管防砂后对产能相互影响的过程。
发明内容
本发明的目的是提供一种模拟出砂对储层产能影响规律的试验装置。
本发明提供的一种模拟出砂对储层产能影响规律的试验装置包括依次串连的储液罐、至少一组出砂试验单元和油砂分离装置；所述油砂分离装置的出口与所述储液罐的入口相连通；每组所述出砂试验单元包括依次串连的高压柱塞泵、液体流量计、储层模拟装置和防砂管；所述储液罐的出口均与所述高压柱塞泵的入口相连；所述防砂管的出口与所述油砂分离装置的入口相连；所述储层模拟装置包括储层模拟筒和设于所述储层模拟筒的腔体内的地层砂，所述储层模拟筒沿其轴向方向的筒体上设有至少一个压力传感器b；所述储层模拟筒的入口端和所述防砂管的出口端均设有压力传感器a。
上述的试验装置中，所述储层模拟筒均通过法兰与所述液体流量计和防砂管相连。
上述的试验装置中，所述储层模拟筒与所述法兰之间设有密封胶垫，以保证密封环境。
上述的试验装置中，所述储层模拟筒与所述防砂管的交界面为凸向所述地层砂的凸面，以实现与实际防砂管对接。
上述的试验装置中，所述所述出砂试验单元为4组；所述出砂试验单元是并连的。所述并连管路的条数可以根据实际需要进行调节。
上述的试验装置中，所述高压柱塞泵和所述液体流量计之间通过高压管线相连通。
上述的试验装置中，所述储层模拟筒沿其轴向方向的筒体上设有4个压力传感器b；所述压力传感器b均匀分布，可以检测所述储层模拟筒内的压力变化。
上述的试验装置中，所述油砂分离装置包括旋振筛和与所述旋振塞相连通的超声波清洗机；所述旋振筛起到油砂分离的作用，所述超声波清洗机将通过所述防砂管后由所述旋振筛分离的砂进行洗油干燥，以便后续测量。
上述的试验装置中，所述液体流量计和压力传感器均与数据采集装置相连。
本发明具有如下优点：将储层出砂状况与不同类型实际防砂管的防砂相结合，储层产出砂通过实际防砂管防砂后对产能产生影响，而同时不同防砂管及防砂参数又会影响储层的出砂量及储层特性的改变，进而影响产能。本发明提供的试验装置把现场实际生产过程中“出砂与防砂”二者之间相互影响过程很好的结合起来进行模拟，反应了现场生产过程中防砂过程地层的真实流动过程。
附图说明
图1为本发明的试验装置的结构示意图。
图2为本发明的试验装置中的储层模拟筒的半剖视图。
图中各标记如下：1储液罐、2高压柱塞泵、3安全阀、4高压管线、5液体流量计、6A压力传感器a、6B压力传感器b、7储层模拟装置、8防砂管、9旋振筛、10上法兰、11下法兰、12地层砂、13储层模拟筒、14密封胶垫。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但是本发明并不局限于以下实施例。
本发明提供的模拟出砂对储层产能影响规律的试验装置包括储液罐1，该储液罐1内盛放不同粘度的机械油用来模拟储层原油；储液罐1的出口依次与4组并连的出砂试验单元和油砂分离装置串连，每组出砂试验单元均包括依次串连的高压柱塞泵2、液体流量计5、储层模拟装置7和防砂管8；高压柱塞泵2与变频电机(图中未示出)相连，为高压柱塞隔膜泵2提供动力；高压柱塞泵2与液体流量计5之间通过高压管线4相连通，高压管线4上连接有安全阀3，防止管路内的压力过高；储层模拟装置7的入口端和防砂管8的出口端均设有压力传感器a6A，用于测定储层模拟装置7两端的压力；储层模拟装置7包括圆柱体状的储层模拟筒13，其由16锰钢锻造，最大承压能力为30MPa，里外镀锌防锈蚀；试验时，根据储层特性把配制好的实验用砂装入储层模拟筒13内，并以实际储层的所处地层应力条件进行压制得到试验用的地层砂12；储层模拟筒13通过上法兰10与液体流量计5相连，储层模拟筒13通过下法兰11与防砂管8相连，下法兰11与防砂管8的交界面为凸向地层砂12的凸面，储层模拟筒13与上法兰10和下法兰11之间均设有密封胶垫14，以实现储层模拟筒13内的密封环境；储层模拟筒13沿其轴向方向的筒体上设有4个均匀分布的压力传感器b6B，用于测定储层模拟筒13内的分段压力；油砂分离装置包括旋振筛9和超声波清洗机(图中未示出)，旋振筛9内安装400目精密过滤筛布，可以过滤所有直径大于38um的颗粒，达到油砂分离的目的，超声波清洗机将通过防砂管8后由旋振筛9分离的砂进行洗油干燥，以便对其进行后续测量(烘干和称重)；超声波清洗机与储油罐1的入口相连通，循环完毕后的机械油进入储油罐1内从而进行下一个循环测试；液体流量计5、压力传感器a6A和压力传感器b6B与数据采集系统(包括一台计算机、一张36通道的数据采集卡以及一套数据采集软件，图中未示出)相连，用于采集储层模拟筒13内的压力(分别为进口端压力、储层模拟筒13分段压力和出口端压力)和油的流量，并根据测定的出砂量计算油中产出砂含砂量；对产出砂进行粒度分析，评价挡砂精度。
上述试验装置中，储油罐1、储层模拟筒13和防砂管8的容积和形状可以根据实际需要进行调整；出砂试验单元的组数可以根据实际需要进行调整；储层模拟筒13的筒体上的压力传感器b6B的个数和分布均可以根据实际需要进行调整。
使用上述试验装置时，首先按油田实际地层砂样粒度分布配比相近的实验用砂，并用不同粘度的机械油模拟储层原油；根据储层特性把配制好的实验用砂装入高压筒内，并以实际储层的所处地层应力条件进行压制；通过高压柱塞泵2将机械油注入储层模拟筒13内，通过储层模拟筒13中的地层砂12、防砂管8进入油砂分离装置；油砂分离装置包括4台旋振筛9与一台超声波清洗机，每台旋振筛9内安装400目精密过滤筛布，可过滤所有大于38um的颗粒，达到油砂分离，超声波清洗机将通过防砂管8后由旋振筛8分离的砂进行洗油干燥，然后进行称量；数据自动采集装置自动采集四个储层模拟筒13的压力(分别测量进口压力、储层模拟筒13的分段压力、出口压力)和液体流量计的流量，并根据测定的出砂量计算油中产出砂含砂量；然后对产出砂进行粒度分析，评价挡砂精度。

Claims (9)

1.一种模拟出砂对储层产能影响规律的试验装置，其特征在于：所述装置包括依次串连的储液罐、至少一组出砂试验单元和油砂分离装置；所述油砂分离装置的出口与所述储液罐的入口相连通；每组所述出砂试验单元包括依次串连的高压柱塞泵、液体流量计、储层模拟装置和防砂管；所述储液罐的出口均与所述高压柱塞泵的入口相连；所述防砂管的出口与所述油砂分离装置的入口相连；所述储层模拟装置包括储层模拟筒和设于所述储层模拟筒的腔体内的地层砂，所述储层模拟筒沿其轴向方向的筒体上设有至少一个压力传感器b；所述储层模拟筒的入口端和所述防砂管的出口端均设有压力传感器a。
2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述储层模拟筒均通过法兰与所述液体流量计和防砂管相连通。
3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于：所述储层模拟筒与所述法兰之间设有密封胶垫。
4.根据权利要求1-3中任一所述的试验装置，其特征在于：所述储层模拟筒与所述防砂管的交界面为凸向所述地层砂的凸面。
5.根据权利要求1-4中任一所述的试验装置，其特征在于：所述出砂试验单元为4组；所述出砂试验单元是并连的。
6.根据权利要求1-5中任一所述的试验装置，其特征在于：所述高压柱塞泵和所述液体流量计之间通过高压管线相连通。
7.根据权利要求1-6中任一所述的试验装置，其特征在于：所述储层模拟筒沿其轴向方向的筒体上设有4个压力传感器b；所述压力传感器b均匀分布。
8.根据权利要求1-7中任一所述的试验装置，其特征在于：所述油砂分离装置包括旋振筛和与所述旋振塞相连通的超声波清洗机。
9.根据权利要求1-8中任一所述的试验装置，其特征在于：所述液体流量计和压力传感器均与数据采集装置相连。
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