CN103867193A - 入井流体储层伤害模拟评价装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了入井流体储层伤害模拟评价装置，包括评价流体精确注入系统、可视化密闭模拟测试系统、数据采集系统、计算机信息处理系统；所述评价流体精确注入系统和数据采集系统分别连接在可视化密闭模拟测试系统的始端和终端，所述数据采集系统还同时与计算机信息处理系统相连接。本发明可以根据相似理论自由组合实时模拟入井液对各种复杂结构井的储层伤害的实验装置。通过压力传感器、温度传感器、显微摄像等信息采集和信息处理装置采集入井流体对储层的伤害信息，评价各种解除流体对储层伤害的方法，为油层保护提供理论依据。

Description

入井流体储层伤害模拟评价装置

技术领域

本发明涉及所有入井流体对储层的伤害模拟评价装置，具体地说是一种低渗透油藏压裂液对直井与水平井的储层伤害实验装置。

背景技术

油气层伤害主要指在钻井、完井、生产、增产、油层改造及提高采收率的任何过程中，因井壁或地层油气水流体渗流通道被堵塞，导致储层渗透率或油气水相对渗透率损害并影响油水井产能的现象。如果油气层受到损害，其后果会影响单井产能，从而给石油的勘探和开发带来巨大的经济损失。随着海上油田以及低渗透油藏逐渐成为油田开发稳产的主战场，对储层保护提出了更高的要求，入井液的漏失、压裂液对低渗透储层的等伤害迫切需要一套模拟装置研究储层伤害，确定伤害程度。

目前入井液伤害主要通过岩心驱替实验宏观的评价入井流体对储层的伤害，不能可视化的观察入井流体对储层的伤害及入井流体在非均质地层中的分布。

公开号1525154，公开日2004-09-01的发明专利申请文献公开了一种透射显微油气渗流机理及储层伤害分析仪，由透光岩石渗透薄片、单偏光显 微镜、锥光镜、CCD摄像头、图像采集卡、压力传感器、压力采集卡、中间容器、计算机、恒速泵、图像分析系统、集液器组成。 其中恒速泵通过刚性连接管件、阀门与中间容器、压力传感器，透光岩石渗透 薄片连接；岩石渗透薄片固定于偏光显微镜载物台上，单偏光经锥光镜透过渗透 薄片；CCD摄像头采集偏光显微镜中图像，通过图像采集卡为计算机提供图像信息；压力采集卡将压力信息传入计算机；使用图像分析系统对 采集图像进行处理。通过可视化的图像分析手段再现实验中各种现象的发生、发展过程,及时准确地获取储集层伤害机理及伤害程度方面的信息,多方面、多层次展现储集层岩石学特征与渗流机理和储层伤害的关系;储集层孔隙和喉道特征、外来流体等各因素对渗流机理和储层伤害的影响。实现了油气渗流机理和储集层伤害定性、定量研究,拓展了油气储集层研究的领域、再现油气渗流机理和储层伤害的发生发展过程,为评价储层、揭示渗流机理和储层伤害机理提供了一项新的技术手段。

通过以上公开文献，从结构上看，模拟程度不够逼真，还停留在用流体滴液在岩石切片的技术手段上，自然最后得知的实验伤害数据也就无法给我们带来更加接近实际的评价参考，况且各个装置较为落后，不能为整体实验提供有力的保障，自动化程度不够。而且实验过程复杂，无法连续测试各种不同的流体对储层的伤害。

有鉴于此，针对上述问题，提出一种设计合理的入井流体储层伤害模拟评价装置，该装置根据相似理论模拟入井液对储层伤害，实时的观察入井流体对储层的伤害，优化入井液相关参数，完善压裂等工艺措施，为提高油田储层保护技术具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供入井流体储层伤害模拟评价装置，可以根据相似理论自由组合实时模拟入井液对各种复杂结构井的储层伤害的实验装置。通过压力传感器、温度传感器、显微摄像等信息采集和信息处理装置采集入井流体对储层的伤害信息，评价各种解除流体对储层伤害的方法，为油层保护提供理论依据。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，入井流体储层伤害模拟评价装置，包括评价流体精确注入系统、可视化密闭模拟测试系统、数据采集系统、计算机信息处理系统；所述评价流体精确注入系统和数据采集系统分别连接在可视化密闭模拟测试系统的始端和终端，所述数据采集系统还同时与计算机信息处理系统相连接。

所述可视化密闭模拟测试系统包括井筒模拟装置、储层模拟装置，所述储层模拟装置至少设置两组分别连接固定在井筒模拟装置上。

所述井筒模拟装置整体呈L型，即由直井井筒模拟装置与水平井井筒模拟装置连接构成。

所述储层模拟装置外侧均套有密闭的恒温控制系统。

所述数据采集系统包括温度和压力传感器、显微成像采集系统，所述温度和压力传感器设置在储层模拟装置并且与计算机信息处理系统相连接；所述显微成像采集系统可移动式悬挂在可视化密闭模拟测试系统上方并且与计算机信息处理系统相连接。

所述可视化密闭模拟测试系统的旁侧还设置有用来给显微成像采集系统提供光源的可移动式摄像光源。

所述井筒模拟装置的末端设置有泄压阀。

所述评价流体精确注入系统包括相互连接的推力活塞缸和精密注射泵，所述精密注射泵还与泵工作介质容器连接，泵工作介质容器与精密注射泵的进液端连接，用来给精密注射泵提供工作介质。

所述推力活塞缸由多组活塞缸组成，每组活塞缸装入不同评价流体介质并且分别与评价流体装置连接，所述评价流体装置盛装不同的流体介质，通过管线与推力活塞缸的多组活塞缸容积腔连接，用于给推力活塞缸的多组活塞缸容积腔提供不同的评价流体介质；多组活塞缸采用并联结构，一端用液压管线与精密注射泵的增压出口连接，用来给推力活塞缸提供增压，另一端用管线连接可视化密闭模拟测试系统。

所述推力活塞缸分别与评价流体装置、精密注射泵、可视化密闭模拟测试系统连接的各管线接头都安装有控制阀。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

入井流体储层伤害模拟评价装置具有自动化、模块化，精确化、连续化、可视化等特点，增强了储层保护研究实验的功能，通过该装置可以模拟不同入井流体对不同多孔介质在不同温度下的伤害程度实验。

该装置采用模块化单元组合，可以模拟直井、水平井等多种复杂结构井，储层模拟装置也采取模块化，可以实现模拟不同平面非均质与层见非均质状况，能够可视化的观察流体在不同模拟储层中的分布。

利用光学采集系统，直观观察流体的连续变化过程，提高了效率。

可以模拟多种流体进入模拟介质后的混合伤害。

附图说明

附图1是本发明的入井流体储层伤害模拟评价装置结构示意图。

图中：评价流体装置1、精密注射泵2、泵工作介质容器3、推力活塞缸4、井筒模拟装置5、恒温控制系统6、储层模拟装置7、温度和压力传感器8、泄压阀9、摄像光源10、显微成像采集系统11、计算机信息处理系统12。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

参照附图1，入井流体储层伤害模拟评价装置由评价流体装置1、精密注射泵2、泵工作介质容器3、推力活塞缸4、井筒模拟装置5、恒温控制系统6、储层模拟装置7、温度和压力传感器8、泄压阀9、摄像光源10、显微成像采集系统11、计算机信息处理系统12组成。

其中，评价流体装置1、精密注射泵2、泵工作介质容器3、推力活塞缸组成评价流体注入系统。推力活塞缸4由多组活塞缸组成，每组活塞缸装入不同评价流体介质，推力活塞缸4的多组活塞缸采用并联结构，一端用液压管线与精密计量注射泵2的增压出口连接，用来给推力活塞缸4提供增压，另一端用压力管线连接井筒模拟装置5，评价流体装置1盛装不同的流体介质，通过管线与推力活塞缸4的多组活塞缸容积腔连接，用于给推力活塞缸4的多组活塞缸容积腔提供不同的评价流体介质，泵工作介质容器3与精密注射泵2的进液端连接，用来给精密注射泵2提供工作介质，推力活塞缸4与评价流体装置1、精密注射泵2连接的各管线接头都安装有控制阀。推力活塞缸4通过管线给井筒模拟装置5注入不同流体。井筒模拟装置5可以由直井段和水平段组合构成，也可以单独由直井段或水平段组成。储层模拟装置7是由透明可视材料组成的密闭容腔，里面充填模拟不同储层的多孔介质。储层模拟装置7连接在井筒模拟装置5上，恒温控制系统6套在储层模拟装置7外面，用来保证储层模拟装置7里面的多孔介质在设定的温度下工作。温度和压力传感器8镶嵌在储层模拟装置7里面，用来测试储层模拟装置7的温度与压力。恒温控制系统6、储层模拟装置7、温度和压力传感器8组成的储层模拟测试模块可以一组或多组安装在井筒模拟装置5上，组成密闭系统，温度和压力传感器8测得的信息通过数据线输入到计算机信息处理系统12中进行存储。每组储层模拟装置7内可以填充不同的模拟多孔介质，可以用来观察比较在同一环境下，相同入井液对不同模拟多孔介质的伤害程度。泄压阀9安装井筒模拟装置5上，用来给井筒模拟装置5泄压。摄像光源10、显微成像采集系统11组成对储层模拟装置7的动态信息采集，摄像光源10给显微成像采集系统11提供合适的观察与测量光线，显微成像采集系统11可以移动，对多组储层模拟装置7里面的多孔介质伤害进行显微摄影或录像，采集的信息通过数据线传入计算机信息处理系统12进行处理与保存。

应用这一实验流程可评价不同入井流体对不同多孔介质在不同温度下的伤害程度，自动精确记录伤害变化过程，将记录的伤害变化过程通过专用软件进行图像分析，得到储层伤害评价参数的定量结果。

具体实验步骤如下：

根据实验目的要求，将低渗透油藏压裂液放进评价流体装置1；

1、根据实验目的要求，将模拟介质（玻璃珠或者不同粒径的砂粒组合）装入储层模拟装置7，可以饱和油或者水，调至实验要求位置，与井筒模拟装置5连接好。

2、连接电源，接通显微成像采集系统11、打开摄像光源10、恒温控制系统6、计算机信息处理系统12，调节显微镜成像系统11至最佳位置，通过恒温控制系统6加热模拟介质到实验温度。

3、打开精密注射泵2，以一定流量通过泵工作介质容器3恒速推动推力活塞缸4将入井流体（压裂液）注入井筒模拟装置，入井流体可以根据需要加入染色剂。

4、通过显微镜成像系统11、压力温度传感器8、计算机信息处理系统12采集入井流体对模拟多孔介质伤害以及在各个储层模拟装置7中流体分布，连续记录流体运动变化过程。

5、获得的图像通过数据线直接输入计算机信息处理系统12，通过分析软件对图像分析处理，确定流体在各个模拟装置中的伤害。统计数据包括模拟介质面孔率、流体侵入深度、压力等参数。

该装置采用模块化单元组合，可以模拟直井、水平井等多种复杂结构井，储层模拟装置也采取模块化，可以实现模拟不同平面非均质与层见非均质状况，能够可视化的观察流体在不同模拟储层中的分布。

利用光学采集系统，直观观察流体的连续变化过程，提高了效率。

可以模拟多种流体进入模拟介质后的混合伤害。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (10)

1.入井流体储层伤害模拟评价装置，其特征在于，包括评价流体精确注入系统、可视化密闭模拟测试系统、数据采集系统、计算机信息处理系统；所述评价流体精确注入系统和数据采集系统分别连接在可视化密闭模拟测试系统的始端和终端，所述数据采集系统还同时与计算机信息处理系统相连接。

2.根据权利要求1所述的入井流体储层伤害模拟评价装置，其特征在于，所述可视化密闭模拟测试系统包括井筒模拟装置、储层模拟装置，所述储层模拟装置至少设置两组分别连接固定在井筒模拟装置上。

3.根据权利要求2所述的入井流体储层伤害模拟评价装置，其特征在于，所述井筒模拟装置整体呈L型，即由直井井筒模拟装置与水平井井筒模拟装置连接构成。

4.根据权利要求2所述的入井流体储层伤害模拟评价装置，其特征在于，所述储层模拟装置外侧均套有密闭的恒温控制系统。

5.根据权利要求2所述的入井流体储层伤害模拟评价装置，其特征在于，所述数据采集系统包括温度和压力传感器、显微成像采集系统，所述温度和压力传感器设置在储层模拟装置并且与计算机信息处理系统相连接；所述显微成像采集系统可移动式悬挂在可视化密闭模拟测试系统上方并且与计算机信息处理系统相连接。

6.根据权利要求5所述的入井流体储层伤害模拟评价装置，其特征在于，所述可视化密闭模拟测试系统的旁侧还设置有用来给显微成像采集系统提供光源的可移动式摄像光源。

7.根据权利要求2所述的入井流体储层伤害模拟评价装置，其特征在于，所述井筒模拟装置的末端设置有泄压阀。

8.根据权利要求1所述的入井流体储层伤害模拟评价装置，其特征在于，所述评价流体精确注入系统包括相互连接的推力活塞缸和精密注射泵，所述精密注射泵还与泵工作介质容器连接，泵工作介质容器与精密注射泵的进液端连接，用来给精密注射泵提供工作介质。

9.根据权利要求8所述的入井流体储层伤害模拟评价装置，其特征在于，所述推力活塞缸由多组活塞缸组成，每组活塞缸装入不同评价流体介质并且分别与评价流体装置连接，所述评价流体装置盛装不同的流体介质，通过管线与推力活塞缸的多组活塞缸容积腔连接，用于给推力活塞缸的多组活塞缸容积腔提供不同的评价流体介质；多组活塞缸采用并联结构，一端用液压管线与精密注射泵的增压出口连接，用来给推力活塞缸提供增压，另一端用管线连接可视化密闭模拟测试系统。

10.根据权利要求9所述的入井流体储层伤害模拟评价装置，其特征在于，所述推力活塞缸分别与评价流体装置、精密注射泵、可视化密闭模拟测试系统连接的各管线接头都安装有控制阀。

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