CN102839967A - 多功能水平气井模拟实验装置 - Google Patents

多功能水平气井模拟实验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102839967A
CN102839967A CN2012103513128A CN201210351312A CN102839967A CN 102839967 A CN102839967 A CN 102839967A CN 2012103513128 A CN2012103513128 A CN 2012103513128A CN 201210351312 A CN201210351312 A CN 201210351312A CN 102839967 A CN102839967 A CN 102839967A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pit shaft
pressure
gas
vertical
tilting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012103513128A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102839967B (zh
Inventor
江健
武恒志
周兴付
刘永辉
张仕强
刘大永
张云善
徐晓峰
傅春梅
董耀文
杨筱璧
余娟
鲁光亮
胡钟琴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Southwest Oil and Gas Co
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Southwest Oil and Gas Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Southwest Oil and Gas Co filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN201210351312.8A priority Critical patent/CN102839967B/zh
Publication of CN102839967A publication Critical patent/CN102839967A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102839967B publication Critical patent/CN102839967B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明涉及天然气采气工艺技术,特别是多功能水平气井模拟实验装置,包括贯通一体的模拟的垂直段井筒、倾斜段井筒和水平段井筒;垂直段井筒设置有压力计、温度计,中间部分设置有密度仪;倾斜段井筒的中间部分设置有密度仪;水平段井筒设置有至少两段射孔,每段射孔的旁边都设置有单独的压力计、温度计,每段射孔的进水口端设置有气体流量计,每段射孔的进气口端设置有柱塞计量泵,每两段射孔之间设置有密度仪和高速摄像仪;本发明结构简单,操作方便;而且能够模拟水平井液体形成、破碎规律,连续携液临界流速,气井积液过程,水平井气液多相流动压降规律,射孔完井对气井工作制度的影响,空气-砂两相和空气、水、砂三相流动规律。

Description

多功能水平气井模拟实验装置
技术领域
[0001] 本发明涉及天然气采气工艺技术,特别是多功能水平气井模拟实验装置。
背景技术
[0002] 在天然气开采过程中,水平井能增加井眼与储层的接触面积,提高气藏动用程度,降低开采成本,已成为低渗致密气藏开采的关键技术。水平井井眼轨迹复杂,一般可分为垂直段、倾斜段和水平段,各段均为明显的非线性井身,且采用分段或全部打开产层的完井方式使进入井筒的流体沿井筒呈变质量的特点,增加了气井井筒流动规律模拟的难度。尤其是气藏开采进入带液生产阶段,水平井的“蛇”形结构使井筒内携液泡沫易破裂,剩余的液体首先聚集在根部或凹形底部,流通截面逐渐缩小易发生“吼道”效应,使气井呈不稳定生产状态,极易发展成积液,最终水淹停产。因此,研制多功能水平气井模拟实验装置将为认知水平井气液两相流动过程及规律提供重要的工具。
[0003] 针对这类问题,于是出现了相应的一系列实验装置,如:
I、公开号为CN102128031A,公开日为20110720的中国专利实用新型专利文献,由发明人:谢宾、陆灯云等人研制出的“水平井井筒连续油管沉砂携带与孔眼分流室内模拟实验装置”,其技术方案属于石油天然气工业压裂酸化实验设备的制造技术领域,包括实验井筒、液体泵送机构、数据采集机构和安全机构,试验井筒包括外管和内管,液体泵送机构包括驱替泵、供液桶、进液管和出液管;数据采集机构包括采集器和处理装置,采集器通过电缆线组与处理装置连接;安全机构由人梯、卷筒和护栏构成。但是,其水平段考虑为线性,完井段考虑为单一的线性射孔,未考虑射孔方位和分段打开,其主要功能为模拟Φ38. Imm连续油管在Φ 139mm套管的水平井井筒内替液、冲砂、携砂以及液体在水平井段孔眼中的分流、排液等。
[0004] 2、袁照永研制了多功能井筒流动模拟实验装置,只有可改变井斜角的水平段,其主要功能为模拟泡沫流体在水平井环空中的携岩特性。
[0005] 3、肖高棉研制了“L”型水平气井连续携液模拟实验装置,由垂直段、倾斜段和水平段组成,但倾斜段仅I. 5m,不能展现倾斜段的流体流动规律,完井段考虑为单一孔雾化,水平段考虑为水平管,其主要功能为模拟气井连续携液过程,为涉及积液过程模拟。
[0006] 另外,国内外大多数研究均是基于输油管线或环形实验装置,与水平井实际情况不符,所以不能实现完全对垂直段、倾斜段和水平段各个段的模拟情况。
发明内容
[0007] 本发明的目的是提供多功能水平气井模拟实验装置,不仅可以完全模仿每个段的具体情况,而且能充分展现流体流动规律。
[0008] 本发明的技术方案如下:
多功能水平气井模拟实验装置,其特征在于:包括模拟的垂直段井筒、倾斜段井筒和水平段井筒,垂直段井筒、倾斜段井筒和水平段井筒为贯通一体的模拟井筒,其中垂直段井筒、倾斜段井筒的总高度不低于18m,倾斜段井筒的长度不小于5m,垂直段井筒与倾斜段井筒的比例与现场井身实际比例一致;为模拟水平段井筒流动特征,水平段井筒的长度大于15m ;所述水平段井筒设置有至少两段射孔,每段射孔包括若干个均匀设置的喷射入口,喷射入口的位置和密度、水平段形状以及井斜角均可根据现场实际情况设计,每段射孔的上端均设置有进水口和进气口,进水口端设置有柱塞计量泵,进气口端设置有气体流量计,同时每段射孔的前端或后端均设置有一一对应的压力计和温度计,每两段射孔之间设置有密度仪;所述倾斜段井筒的中间部分设置有密度仪;所述垂直段井筒的中间部分设置有密度仪,垂直段井筒的顶部端口处设置有压 力计、温度计。
[0009] 所述垂直段井筒和倾斜段井筒的井斜角为30° -70°。
[0010]所述垂直段井筒与倾斜段井筒之间的连接部分为软管,倾斜段井筒与水平段井筒之间的连接部分为软管。
[0011] 所述倾斜段井筒和水平段井筒的连接部分设置有放空阀。
[0012] 所述每两段射孔之间的水平段井筒连接部分为软管;同时,所述每两段射孔之间设置有密度仪和高速摄像仪。
[0013] 多功能水平气井模拟实验装置的工作流程为:首先高压气从射孔的进气口进入射孔并通过气体流量计进行计量,高压水从射孔的进水口进入射孔并通过柱塞计量泵进行计量,进入射孔的高压气和高压水充分混合,混合后的高压气和高压水通过射孔的喷射口进入水平段井筒;当混合的高压气和高压水进入水平段井筒时,与每段射孔对应的压力计、温度计用于记录混合的高压气和高压水进入时的压力和温度,同时通过每两段射孔之间的密度仪记录高压气和高压水混合的密度;然后混合的高压气和高压水从水平段井筒进入倾斜段井筒,此时通过倾斜段井筒的密度仪记录混合的高压气和高压水流经倾斜段井筒的密度;然后混合的高压气和高压水上升到垂直段井筒,通过垂直段井筒的密度仪再次记录混合的高压气和高压水流经垂直段井筒的密度;当混合的高压气和高压水上升到垂直段井筒端口的时候,通过垂直段井筒的顶部端口处的压力计、温度计再记录压力和温度;最后通过记录得到的压力、温度、密度、持液率,不断循环进行,模拟得到三段井筒的流体流动规律。
[0014] 本发明的有益效果:
本发明结构简单,操作方便;而且能够模拟水平井液体形成、破碎规律,连续携液临界流速,气井积液过程,水平井气液多相流动压降规律,射孔完井对气井工作制度的影响,空气-砂两相和空气、水、砂三相流动规律。
附图说明
[0015] 图I为本发明的结构示意图具体实施方式
[0016] 如图I所示,多功能水平气井模拟实验装置,包括模拟的垂直段井筒、倾斜段井筒和水平段井筒,垂直段井筒、倾斜段井筒和水平段井筒为贯通一体的模拟井筒,其中垂直段井筒、倾斜段井筒的总高度不低于18m,倾斜段井筒的长度不小于5m,垂直段井筒与倾斜段井筒的比例与现场井身实际比例一致;为模拟水平段井筒流动特征,水平段井筒的长度大于15m ;所述水平段井筒设置有至少两段射孔,每段射孔包括若干个均匀设置的喷射入口,喷射入口的位置和密度、水平段形状以及井斜角均可根据现场实际情况设计,每段射孔的上端均设置有进水口和进气口,进水口端设置有柱塞计量泵,进气口端设置有气体流量计,同时每段射孔的前端或后端均设置有一一对应的压力计和温度计,每两段射孔之间设置有密度仪;所述倾斜段井筒的中间部分设置有密度仪;所述垂直段井筒的中间部分设置有密度仪,垂直段井筒的顶部端口处设置有压力计、温度计。
[0017] 所述垂直段井筒和倾斜段井筒的井斜角为30° -70°,为实际井身值。
[0018]所述垂直段井筒与倾斜段井筒之间的连接部分为软管,倾斜段井筒与水平段井筒之间的连接部分为软管。
[0019] 所述倾斜段井筒和水平段井筒的连接部分设置有放空阀。
[0020] 所述每两段射孔之间的水平段井筒连接部分为软管;同时,所述每两段射孔之间设置有密度仪和高速摄像仪。
[0021] 多功能水平气井模拟实验装置的工作流程为:首先高压气从射孔的进气口进入射孔并通过气体流量计进行计量,高压水从射孔的进水口进入射孔并通过柱塞计量泵进行计量,进入射孔的高压气和高压水充分混合,混合后的高压气和高压水通过射孔的喷射口进入水平段井筒;当混合的高压气和高压水进入水平段井筒时,与每段射孔对应的压力计、温度计用于记录混合的高压气和高压水进入时的压力和温度,同时通过每两段射孔之间的密度仪记录高压气和高压水混合的密度;然后混合的高压气和高压水从水平段井筒进入倾斜段井筒,此时通过倾斜段井筒的密度仪记录混合的高压气和高压水流经倾斜段井筒的密度;然后混合的高压气和高压水上升到垂直段井筒,通过垂直段井筒的密度仪再次记录混合的高压气和高压水流经垂直段井筒的密度;当混合的高压气和高压水上升到垂直段井筒端口的时候,通过垂直段井筒的顶部端口处的压力计、温度计再记录压力和温度;最后通过记录得到的压力、温度、密度、气流量、液流量,不断循环进行,模拟得到水平井携液、积液不同条件下的气水两相流动规律。

Claims (7)

1.多功能水平气井模拟实验装置,其特征在于:包括模拟的垂直段井筒、倾斜段井筒和水平段井筒,垂直段井筒、倾斜段井筒和水平段井筒为贯通一体的模拟井筒,其中垂直段井筒、倾斜段井筒的总高度不低于18m,倾斜段井筒的长度不小于5m,垂直段井筒与倾斜段井筒的比例与现场井身实际比例一致;为模拟水平段井筒流动特征,水平段井筒的长度大于15m ;所述水平段井筒设置有至少两段射孔,每段射孔包括若干个均匀设置的喷射入口,喷射入口的位置和密度、水平段形状以及井斜角均可根据现场实际情况设计,每段射孔的上端均设置有进水口和进气口,进水口端设置有柱塞计量泵,进气口端设置有气体流量计,同时每段射孔的前端或后端均设置有一一对应的压力计和温度计,每两段射孔之间设置有密度仪;所述倾斜段井筒的中间部分设置有密度仪;所述垂直段井筒的中间部分设置有密度仪,垂直段井筒的顶部端口处设置有压力计、温度计。
2.根据权利要求I所述的多功能水平气井模拟实验装置,其特征在于:所述垂直段井筒和倾斜段井筒的井斜角为30° -70°。
3.根据权利要求I或2所述的多功能水平气井模拟实验装置,其特征在于:所述垂直段井筒与倾斜段井筒之间的连接部分为软管,倾斜段井筒与水平段井筒之间的连接部分为软管。
4.根据权利要求3所述的多功能水平气井模拟实验装置,其特征在于:所述倾斜段井筒和水平段井筒的连接部分设置有放空阀。
5.根据权利要求3所述的多功能水平气井模拟实验装置,其特征在于:所述每两段射孔之间的水平段井筒连接部分为软管。
6.根据权利要求5所述的多功能水平气井模拟实验装置,其特征在于:所述每两段射孔之间设置有密度仪和高速摄像仪。
7.根据权利要求6所述的多功能水平气井模拟实验装置,其特征在于工作流程为:首先高压气从射孔的进气口进入射孔并通过气体流量计进行计量,高压水从射孔的进水口进入射孔并通过柱塞计量泵进行计量,进入射孔的高压气和高压水充分混合,混合后的高压气和高压水通过射孔的喷射口进入水平段井筒;当混合的高压气和高压水进入水平段井筒时,与每段射孔对应的压力计、温度计用于记录混合的高压气和高压水进入时的压力和温度,同时通过每两段射孔之间的密度仪记录高压气和高压水混合的密度;然后混合的高压气和高压水从水平段井筒进入倾斜段井筒,此时通过倾斜段井筒的密度仪记录混合的高压气和高压水流经倾斜段井筒的密度;然后混合的高压气和高压水上升到垂直段井筒,通过垂直段井筒的密度仪再次记录混合的高压气和高压水流经垂直段井筒的密度;当混合的高压气和高压水上升到垂直段井筒端口的时候,通过垂直段井筒的顶部端口处的压力计、温度计再记录压力和温度;最后通过记录得到的压力、温度、密度、气流量、液流量,不断循环进行,模拟得到水平井携液、积液不同条件下的气水两相流动规律。
CN201210351312.8A 2012-09-20 2012-09-20 多功能水平气井模拟实验装置 Active CN102839967B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210351312.8A CN102839967B (zh) 2012-09-20 2012-09-20 多功能水平气井模拟实验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210351312.8A CN102839967B (zh) 2012-09-20 2012-09-20 多功能水平气井模拟实验装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102839967A true CN102839967A (zh) 2012-12-26
CN102839967B CN102839967B (zh) 2015-05-13

Family

ID=47367659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210351312.8A Active CN102839967B (zh) 2012-09-20 2012-09-20 多功能水平气井模拟实验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102839967B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103195417A (zh) * 2013-04-07 2013-07-10 中国石油化工股份有限公司 一种模拟水平井限流分段压裂的实验装置及实验方法
CN103696745A (zh) * 2014-01-07 2014-04-02 西南石油大学 油气藏水平井动态模拟多功能实验装置
CN103867184A (zh) * 2014-02-10 2014-06-18 中国石油天然气股份有限公司 一种气井临界携液流量确定方法及装置
CN105841775A (zh) * 2016-05-16 2016-08-10 中国石油天然气股份有限公司 一种产水气井积液预判实验装置和方法
CN106124705A (zh) * 2016-07-21 2016-11-16 中国地质大学(武汉) 一种气液两相流模拟装置
CN106321047A (zh) * 2016-09-07 2017-01-11 中国石油化工股份有限公司 一种模拟水平井堵塞机理的实验方法
CN107422084A (zh) * 2017-09-13 2017-12-01 中国石油化工股份有限公司 水平气井泡沫排水剂性能的评测方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4748849A (en) * 1987-02-04 1988-06-07 Nl Industries, Inc. Apparatus for dynamically measuring fluid loss characteristics
WO2000023688A1 (en) * 1998-10-19 2000-04-27 Alberta Oil Sands Technology And Research Authority Enhanced oil recovery by altering wettability
CN101270652A (zh) * 2008-05-09 2008-09-24 四川石油管理局井下作业公司 水平井筒中连续管液体携带和孔眼分流模拟装置
CN102128031A (zh) * 2011-01-11 2011-07-20 西南石油大学 用于水平井气液两相管流机理研究的模拟装置及方法
CN102587894A (zh) * 2012-03-19 2012-07-18 西南石油大学 水平井渗流实验装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4748849A (en) * 1987-02-04 1988-06-07 Nl Industries, Inc. Apparatus for dynamically measuring fluid loss characteristics
WO2000023688A1 (en) * 1998-10-19 2000-04-27 Alberta Oil Sands Technology And Research Authority Enhanced oil recovery by altering wettability
CN101270652A (zh) * 2008-05-09 2008-09-24 四川石油管理局井下作业公司 水平井筒中连续管液体携带和孔眼分流模拟装置
CN102128031A (zh) * 2011-01-11 2011-07-20 西南石油大学 用于水平井气液两相管流机理研究的模拟装置及方法
CN102587894A (zh) * 2012-03-19 2012-07-18 西南石油大学 水平井渗流实验装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
肖高棉 等: "气藏水平井连续携液理论与实验", 《西南石油大学学报(自然科学版)》, vol. 32, no. 03, 30 June 2010 (2010-06-30), pages 122 - 126 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103195417A (zh) * 2013-04-07 2013-07-10 中国石油化工股份有限公司 一种模拟水平井限流分段压裂的实验装置及实验方法
CN103195417B (zh) * 2013-04-07 2016-01-20 中国石油化工股份有限公司 一种模拟水平井限流分段压裂的实验方法
CN103696745A (zh) * 2014-01-07 2014-04-02 西南石油大学 油气藏水平井动态模拟多功能实验装置
CN103696745B (zh) * 2014-01-07 2016-05-18 西南石油大学 油气藏水平井动态模拟多功能实验装置
CN103867184A (zh) * 2014-02-10 2014-06-18 中国石油天然气股份有限公司 一种气井临界携液流量确定方法及装置
CN105841775A (zh) * 2016-05-16 2016-08-10 中国石油天然气股份有限公司 一种产水气井积液预判实验装置和方法
CN105841775B (zh) * 2016-05-16 2019-09-03 中国石油天然气股份有限公司 一种产水气井积液预判实验装置和方法
CN106124705A (zh) * 2016-07-21 2016-11-16 中国地质大学(武汉) 一种气液两相流模拟装置
CN106321047A (zh) * 2016-09-07 2017-01-11 中国石油化工股份有限公司 一种模拟水平井堵塞机理的实验方法
CN106321047B (zh) * 2016-09-07 2019-03-12 中国石油化工股份有限公司 一种模拟水平井堵塞机理的实验方法
CN107422084A (zh) * 2017-09-13 2017-12-01 中国石油化工股份有限公司 水平气井泡沫排水剂性能的评测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102839967B (zh) 2015-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102839967B (zh) 多功能水平气井模拟实验装置
CN102748018B (zh) 一种稠油油藏注气吞吐采油物理模拟实验装置和方法
CN104879094B (zh) 一种井下节流气井井筒模拟实验装置
CN203420702U (zh) 煤层气井筒气液两相流模拟装置
CN102608289A (zh) 承压含水层试验模拟装置
CN103510950A (zh) 一种复杂结构井地层流动与管内流动耦合流动实验系统
CN104775809A (zh) 一种水溶气藏开发模拟实验系统及方法
CN201428446Y (zh) 裂缝型油藏物模实验装置
CN105043933B (zh) 一种高参数压裂液性能测试评价装置
CN104033147A (zh) 一种低渗水平井分段压裂耦合流动实验装置
CN204436375U (zh) 抽油机井筒内垂直偏心环空气液两相流动模拟实验装置
CN106321047B (zh) 一种模拟水平井堵塞机理的实验方法
CN104776971A (zh) 一种气流携液携砂可视化实验装置
CN103993877A (zh) 径向井压裂测试装置
CN103924948A (zh) 涡流流态模拟可视化试验装置
CN204666329U (zh) 一种气流携液携砂可视化实验装置
CN104632194A (zh) 利用系统试井确定低渗透油藏技术井距的方法
CN203658014U (zh) 海底营养盐注气提升试验装置
CN202300352U (zh) 多功能驱替物理模拟装置计量机构
CN208153007U (zh) 一种模拟气井产液量对井筒两相流动影响的实验装置
CN201546709U (zh) 一种筛管完井模拟试验装置
CN204163714U (zh) 一种低渗水平井分段压裂耦合流动实验装置
CN202486127U (zh) 承压含水层试验模拟装置
CN204703861U (zh) 一种井下节流气井井筒模拟实验装置
CN203463087U (zh) 一种多枝导流适度出砂井的井筒模拟装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant