CN103256047A - 一种研究水平井压裂完井方式下变质量多相流动规律的方法 - Google Patents

一种研究水平井压裂完井方式下变质量多相流动规律的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103256047A
CN103256047A CN2013101866420A CN201310186642A CN103256047A CN 103256047 A CN103256047 A CN 103256047A CN 2013101866420 A CN2013101866420 A CN 2013101866420A CN 201310186642 A CN201310186642 A CN 201310186642A CN 103256047 A CN103256047 A CN 103256047A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flow
crack
completion
horizontal well
horizontal
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.)
Pending
Application number
CN2013101866420A
Other languages
English (en)
Inventor
何岩峰
卢强
白红艳
段要辉
苏帅杰
徐伟
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.)
Changzhou University
Original Assignee
Changzhou University
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 Changzhou University filed Critical Changzhou University
Priority to CN2013101866420A priority Critical patent/CN103256047A/zh
Publication of CN103256047A publication Critical patent/CN103256047A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

一种能够有效模拟压裂后裂缝导流与水平井井筒中多相流动的模拟实验装置。它是由流体供给设备、主流管道和边壁注入管道、完井段实验管道、岩心夹持器和人造岩心裂缝模型及相关测量仪表、流体处理管汇与设备等组成,能够模拟射孔、割缝衬管等不同完井方式下,水平裂缝、垂直裂缝、裂缝网络及多级压裂后水平井井筒裂缝、井筒多相流耦合流动。

Description

一种研究水平井压裂完井方式下变质量多相流动规律的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种研究水平井采用压裂方式完井后井筒产生的变质量多相流动与地层渗流耦合流动规律的方法。
背景技术
[0002] 进行页岩气藏和致密砂岩气藏开采时,采用水平井多级压裂完井是主要的生产技术。在水平井筒中,沿主流方向,由于边壁不断有流体流入井筒,所以是水平的变质量多相流。显然,多级压裂后各裂缝的导流能力及水平变质量多相流的压降变化规律相互耦合,会影响到水平井的产能。目前,国内外石油行业内前人借助于采用射孔或割缝衬管完井方式的变质量多相流动模拟实验装置单独研究变质量多相流动规律,尚未有人提出如何研究考虑压裂完井时裂缝渗流与水平井变质量多相流动的耦合流动规律。本发明借助于压裂裂缝中渗流与水平井变质量多相流动结合的实验装置,测量边壁注入流体体积流量及压裂和主流管道中的流体流动参数,研究变质量多相流动与地层渗流耦合流动规律。
发明内容
[0003] 为了克服现有技术中无法研究水力压裂后裂缝渗流与井筒中变质量多相流动之间耦合作用的问题,本发明借助于水平井多级压裂变质量多相流动模拟实验装置研究裂缝的导流能力和井筒内变质量多相流动规律,为设计水平井压裂完井方案提供依据。
[0004] 本发明采用的技术方案是:在模拟井筒的实验段边壁钻孔以模拟水平井射孔完井方式,在实验段的外壁连接一段封闭的筒状夹持器,该夹持器为一端有外螺纹的中空容器,可以与压帽相连接,并用螺纹配合压紧充填的裂缝器,用于充填人造岩心裂缝模型。所述的岩心夹持器,可以采用圆柱状,也可以采用其他形状,且其与完井段实验管道的连接方式可以采用粘结、焊接、螺纹连接等不同形式;其材质可选用各类金属、也可选用塑料等非金属材料。
[0005] 所述的人造岩心裂缝模型,可以采用圆柱状或半圆柱状等类型,并可根据需要,预制成裂缝网络岩心模型,充填与管道外壁与夹持器内壁所形成的环形空间。人造岩心模型接触面间充填有石英砂等支撑剂,以此来模拟地层中的水力压裂裂缝。可以根据裂缝中充填的石英砂的数量,模拟不同导流能力的水力压裂裂缝,也可以通过填充不同的人造岩心模型,模拟水平压裂裂缝或垂直压裂裂缝。
[0006] 所述的完井段实验管道(主实验管道),可以在边壁采用钻圆形孔道,也可以采用矩形割缝和其他形状的开口,管道外壁与夹持器内壁所形成的环形空间相通。所述的主实验管道上,可以串联或并联多个安装有岩心夹持器的完井段实验管道,以模拟多级压裂或多分支井的流动。
[0007] 本发明所述的整体流程上的流量测量仪表,可采用浮子流量计等同类流量测量仪表;压力和压差测量仪表可采用压力表、差压表等同类压力、压差测量仪表;其测量到的信号可以用计算机采集,也可当场读取。
[0008] 本发明所述的整体流程上的供液泵和供气泵,可以采用离心泵,也可采用其他的供给设备。流体可以采用空气、水等不同的流体介质。
[0009] 本发明的有益效果是:在模拟井筒实验段外部安装充填有预制人造岩心模型,该模型可模拟任意结构的裂缝网络。本发明可以根据需要模拟任意走向、任意导流能力的裂缝和任意数量的裂缝,便于研究油藏与井筒耦合的水平井筒变质量多相流动规律。
附图说明
[0010] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
[0011] 图1是本发明的整体流程示意图。
[0012] 图2是完井实验段安装示意图。
[0013] 图3是图2中完井实验段剖面图。
[0014] 图4是图2中人造岩心模型图。
[0015] 图1中I是供液离心泵,2是供气离心泵,3是液体主流流量计,4是气体主流流量计,5是气体主流压力计,6是主流供液阀,7主流供气阀,8是主实验管道,9是实验段压力计,10和12都是完井实验段的一部分,其中10为压帽、12为夹持器,11是实验段压差计,13是边部供液阀,14是回流阀,15是边部供液管道,16是边壁进液流量计,17是放空阀,18是气液分离罐,19是供液阀,20是供液管道。
[0016] 图2中21是 边部进液嘴,22是边部出液嘴。
[0017] 图3中23是密封橡胶垫圈,24 (或25)是人造岩心模型,26是完井实验管段管道进液口。
[0018] 图4中24是垂直裂缝人造岩心模型。
[0019] 图5中25是水平裂缝人造岩心模型。
[0020] 如图1,从供液离心泵(I)和供气离心泵(2)中出来的液体和气体经过液体主流流量计(3)和气体主流流量计(4)及气体主流压力计(5)的计量后,通过主流供液阀(6)和主流供气阀(7)混合后进入主实验管道(8)。气液混合物经过实验段压力计(9)的计量流入完井实验段(10)和(12)。同时,液体经过边部供液管道(15)经边壁进液流量计(16)的计量后,通过边部供液阀(13 )部分流体流入完井实验段(10 )和(12 )。实验段压差计(11)用于测量完井实验段(10)和(12)两端的压差。测量完毕的混合流体经过回流阀(14),流入气液分离罐(18),经过分离后的气体直接放空,液体经过供液阀(19)和供液管道(20)流回供液离心泵(I ),完成闭式循环。
[0021] 如图2,夹持器(12)为一段封闭的金属厚壁圆筒可通过焊接、粘合或螺纹连接等方式固定在完井实验管段(8)上,夹持器边壁开有孔眼,通过进液嘴(21)与边部供液管道
(15)相连接。夹持器另外一端用中间开孔的压帽(10)封闭。在压帽和夹持器组成的封闭空间内,可以充填两块中空圆柱型的垂直裂缝人造岩心模型(24),也可以充填半圆柱型的水平裂缝人造岩心模型(25 )。
[0022] 如图3,夹持器(12)为一段封闭的金属厚壁圆筒可通过焊接、粘合或螺纹连接等方式固定在完井实验管段(8)上,人造岩心模型(24)或(25)充填于夹持器与完井实验管段之间的环形空间内。两块人造岩心模型之间充填有石英砂,且人造岩心模型之间的缝隙对准边壁进液嘴(21),且与完井实验管段管道进液口(26)相连通。压帽(10)与夹持器(12)之间以螺纹相连,并充填有密封橡胶垫圈(23),在人造岩心模型与夹持器底部之间,也有密封橡胶垫圈(23)。当压帽(10)与夹持器(12)之间通过螺纹上紧后,挤压橡胶垫圈,实现密封的目的。
具体实施方式
[0023] I根据实验需要选择合适的夹持器(12),在夹持器中垫入密封橡胶垫圈(23),把人造岩心模型放入夹持器中,使人造岩心模型(24)(或25)的裂缝与主实验管道(8)的割缝对准,在压帽(10)中垫入密封橡胶垫圈(23),然后把压帽和夹持器拧紧;
[0024] 2打开阀门(6)、( 13),开供液离心泵,控制阀门(6)、( 13)的大小来控制管道(8)、
(15)中的液相流量,开供气离心泵,打开阀门(7)并控制气相流量,使气液两相的流量都达到实验要求,主实验管道为气液两相混合流体;
[0025] 3气液混合物经过实验段压力计(9)的计量流入完井实验段(10)和(12)。同时,液体经过边部供液管道( 15)经边壁进液流量计(16)的计量后,通过边部供液阀(13)部分流体流入完井实验段(10)和(12),混合流体经过回流阀(14),流入气液分离罐(18);
[0026] 4经过分离后的气体直接放空,液体经过供液阀(19)和供液管道(20)流回供液离心泵(1),完成闭式循环;
[0027] 5待实验稳定后,通过试验段压差计(11)测量完井段(10)和(12)两端的压差;
[0028] 6通过实验数据研究水平井压裂完井方式下变质量多相流动规律。

Claims (2)

1. 一种借助于水平井压裂完井变质量多相流动模拟实验装置的实验方法,其特征在于,通过在开孔的实验管段外壁连接岩心夹持器,并以压帽和橡胶垫圈密封充填于岩心夹持器中的人造岩心裂缝模型的形式,通过改变支撑剂充填量的方法模拟不同导流能力的压裂完井水平井完井段,用于研究压裂裂缝中渗流与水平变质量多相管流之间耦合关系。
2.水平裂缝导流能力模拟实验方法特征在于在管壁连接有中空的岩心夹持器等容器,用于充填人造岩心裂缝模型。
CN2013101866420A 2013-05-17 2013-05-17 一种研究水平井压裂完井方式下变质量多相流动规律的方法 Pending CN103256047A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101866420A CN103256047A (zh) 2013-05-17 2013-05-17 一种研究水平井压裂完井方式下变质量多相流动规律的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101866420A CN103256047A (zh) 2013-05-17 2013-05-17 一种研究水平井压裂完井方式下变质量多相流动规律的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103256047A true CN103256047A (zh) 2013-08-21

Family

ID=48960225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013101866420A Pending CN103256047A (zh) 2013-05-17 2013-05-17 一种研究水平井压裂完井方式下变质量多相流动规律的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103256047A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104564043A (zh) * 2014-12-18 2015-04-29 中国石油大学(华东) 一种气体测试致密储层缝网导流能力的导流室及其工作方法
CN107762466A (zh) * 2016-08-16 2018-03-06 中国石油化工股份有限公司 用于水平井动态冲击破裂的模拟装置
CN109142128A (zh) * 2018-07-26 2019-01-04 中国石油天然气股份有限公司 一种三元复合驱油井井下采出设备动态结垢模拟实验方法及装置
CN109281664A (zh) * 2018-09-27 2019-01-29 中国石油天然气股份有限公司 水平井产油量的预测方法和装置
CN109883917A (zh) * 2019-01-24 2019-06-14 西南石油大学 一种模拟基质-裂缝静动态渗吸排油的实验装置及方法
CN109883889A (zh) * 2019-01-24 2019-06-14 西南石油大学 模拟co2在致密基质-裂缝扩散的实验装置及前缘预测方法
CN110656918A (zh) * 2019-10-23 2020-01-07 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 一种多尺度裂缝两相流动模拟评测方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5526684A (en) * 1992-08-05 1996-06-18 Chevron Research And Technology Company, A Division Of Chevron U.S.A. Inc. Method and apparatus for measuring multiphase flows
US5938328A (en) * 1998-07-07 1999-08-17 Atlantic Richfield Company Packed bed static mixer
CN102108860A (zh) * 2010-12-30 2011-06-29 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司地质科学研究院 可视化裂缝网络驱油模型及其制作方法
CN201902207U (zh) * 2010-12-27 2011-07-20 河南理工大学 一种煤层气垂直井排采控制模拟实验装置
CN202024950U (zh) * 2011-01-31 2011-11-02 中国石油化工集团公司 一种两端双孔柱形塞岩心夹持器
CN202092935U (zh) * 2011-06-09 2011-12-28 青岛石大石仪科技有限责任公司 岩心裂缝可视化岩心夹持器
CN102720476A (zh) * 2012-05-18 2012-10-10 中国石油大学(北京) O形井物理模拟实验装置
CN202493263U (zh) * 2011-12-23 2012-10-17 中国石油化工股份有限公司 模组式水平井多相流动态模拟实验装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5526684A (en) * 1992-08-05 1996-06-18 Chevron Research And Technology Company, A Division Of Chevron U.S.A. Inc. Method and apparatus for measuring multiphase flows
US5938328A (en) * 1998-07-07 1999-08-17 Atlantic Richfield Company Packed bed static mixer
CN201902207U (zh) * 2010-12-27 2011-07-20 河南理工大学 一种煤层气垂直井排采控制模拟实验装置
CN102108860A (zh) * 2010-12-30 2011-06-29 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司地质科学研究院 可视化裂缝网络驱油模型及其制作方法
CN202024950U (zh) * 2011-01-31 2011-11-02 中国石油化工集团公司 一种两端双孔柱形塞岩心夹持器
CN202092935U (zh) * 2011-06-09 2011-12-28 青岛石大石仪科技有限责任公司 岩心裂缝可视化岩心夹持器
CN202493263U (zh) * 2011-12-23 2012-10-17 中国石油化工股份有限公司 模组式水平井多相流动态模拟实验装置
CN102720476A (zh) * 2012-05-18 2012-10-10 中国石油大学(北京) O形井物理模拟实验装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周生田等: "水平井筒变质量流体流动实验研究", 《石油大学学报(自然科学版)》, vol. 22, no. 5, 31 October 1998 (1998-10-31), pages 53 - 55 *
汪志明等: "水平井变质量流动压降规律实验研究", 《实验流体动力学》, vol. 25, no. 5, 31 October 2011 (2011-10-31), pages 26 - 29 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104564043A (zh) * 2014-12-18 2015-04-29 中国石油大学(华东) 一种气体测试致密储层缝网导流能力的导流室及其工作方法
CN107762466A (zh) * 2016-08-16 2018-03-06 中国石油化工股份有限公司 用于水平井动态冲击破裂的模拟装置
CN107762466B (zh) * 2016-08-16 2019-12-13 中国石油化工股份有限公司 用于水平井动态冲击破裂的模拟装置
CN109142128A (zh) * 2018-07-26 2019-01-04 中国石油天然气股份有限公司 一种三元复合驱油井井下采出设备动态结垢模拟实验方法及装置
CN109142128B (zh) * 2018-07-26 2021-04-27 中国石油天然气股份有限公司 一种三元复合驱油井井下采出设备动态结垢模拟实验方法及装置
CN109281664A (zh) * 2018-09-27 2019-01-29 中国石油天然气股份有限公司 水平井产油量的预测方法和装置
CN109883917A (zh) * 2019-01-24 2019-06-14 西南石油大学 一种模拟基质-裂缝静动态渗吸排油的实验装置及方法
CN109883889A (zh) * 2019-01-24 2019-06-14 西南石油大学 模拟co2在致密基质-裂缝扩散的实验装置及前缘预测方法
CN109883917B (zh) * 2019-01-24 2021-06-04 西南石油大学 一种模拟基质-裂缝静动态渗吸排油的实验装置及方法
CN110656918A (zh) * 2019-10-23 2020-01-07 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 一种多尺度裂缝两相流动模拟评测方法
CN110656918B (zh) * 2019-10-23 2021-07-02 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 一种多尺度裂缝两相流动模拟评测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103256047A (zh) 一种研究水平井压裂完井方式下变质量多相流动规律的方法
CN103277092A (zh) 水平井多级压裂变质量多相流动模拟实验装置
CN102590456B (zh) 一种模拟页岩储层水平井体积压裂的装置及方法
CN103527185B (zh) 水平井物理模拟实验装置及其实验方法
CN102797458B (zh) 用于边底水油藏的三维模拟装置
CN203702118U (zh) 一种模拟压裂裂缝内支撑剂沉降及铺置实验装置
CN205229005U (zh) 一种测定煤岩各向渗透率的实验装置
CN104122147A (zh) 一种裂缝动态缝宽模拟系统及方法
CN203769767U (zh) 水平井物理模拟实验装置
CN202718673U (zh) 用于底水油藏的可视化物理模拟装置
CN102606125A (zh) 一种水力压裂效果研究模拟器
CN102720479B (zh) 用于气顶油藏的物理模拟装置
CN103195417A (zh) 一种模拟水平井限流分段压裂的实验装置及实验方法
CN102720476A (zh) O形井物理模拟实验装置
CN104316434B (zh) 地层水气体溶解度测定装置
CN201935852U (zh) 油井选择性堵水模拟装置系统
CN201654010U (zh) 一种堵漏试验仪
CN103674593B (zh) 一种用于模拟低渗储层压裂直井水驱油实验的装置及方法
CN201517369U (zh) 多角度水平分支井天然气开采模拟装置
CN110685677A (zh) 一种非均质油藏水平井控水模拟实验装置及其实验方法
CN107956459A (zh) 一种泡沫注入装置及其使用方法和安装方法
CN110630212A (zh) 一种弱凝胶调剖剂注入性能评价装置及其使用方法
CN105443080A (zh) 边底水含气油藏衰竭开发的模拟装置
CN206696104U (zh) 调驱剂径向流动过程中抗剪切性能的评价装置
CN202710439U (zh) 钻孔压力注水原位渗透试验装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130821

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)