CN104074497A - 气井泡沫排水室内模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气井泡沫排水室内模拟试验装置，属于油气田开发领域。该气井泡沫排水室内模拟试验装置包括恒温箱、放置在恒温箱内的模拟井筒、可操作地向模拟井筒内加注高温高压气体的进气单元、可操作地向模拟井筒内加注高温高压液体的进液单元及与模拟井筒连接的泡沫接收单元；恒温箱内保持设定的恒温，且恒温箱内的最高温度为170℃；模拟井筒为耐压钢筒，以便于承受高温高压，从而模拟高温高压下的气井泡沫排水实验；模拟井筒的高度为1000～2500mm，且模拟井筒设有若干个耐压玻璃的观察窗口，以便于对模拟井筒内的实验过程进行观察和记录。

Description

气井泡沫排水室内模拟试验装置

技术领域

本发明涉及油气田开发评价技术领域，特别涉及一种气井泡沫排水室内模拟试验装置。

背景技术

气井泡沫排水技术就是向气井井筒中加入起泡剂，使起泡剂与井底积液混合后在天然气流的搅动作用下产生大量的低密度泡沫，从而降低了井筒中积液的相对密度，使含有大量积液的泡沫随天然气携带出井筒，排出了井底积液，起到提高气井产量的目的。

中国专利公开号：CN101539009，提供了一种定向井泡沫排水井筒模拟实验装置，其包括固定段模拟筒体和可调段模拟筒体，且固定段模拟筒体和可调段模拟筒体通过柔性连接筒密封连接。通过改变固定段模拟筒体的角度，可实现对不同气井的井身结构进行模拟，克服了罗氏泡高仪等试验装置无法模拟气井生产状态的缺点，从气流方向、地温环境、定向井造斜程度等方面对定向井井筒进行模拟。然而，该装置的固定段模拟筒体和可调段模拟筒体均为中空玻璃管，固定段模拟筒体和可调段模拟筒体的保温外筒也为中空玻璃管，不能承受压力，因此不能模拟井筒的压力，造成测试数据不准，且无法观察实验的过程。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种可以模拟高温高压下的气井泡沫排水实验，且可以观察实验过程的气井泡沫排水室内模拟试验装置。技术方案如下：

一方面，提供了一种气井泡沫排水室内模拟试验装置，其包括恒温箱、放置在所述恒温箱内的模拟井筒、可操作地向所述模拟井筒内加注高温高压气体的进气单元、可操作地向所述模拟井筒内加注高温高压液体的进液单元及与所述模拟井筒连接的泡沫接收单元；所述恒温箱内保持设定的恒温，且所述恒温箱内的最高温度为170℃；所述模拟井筒为耐压钢筒，所述模拟井筒的高度为1000～2500mm，且所述模拟井筒设有若干个耐压玻璃的观察窗口。

优选地，所述模拟井筒的顶部设有出口，所述泡沫接收单元包括泡沫接收罐，所述出口与所述泡沫接收罐之间通过连接管线连接，且所述连接管线插入到泡沫接收罐内的底部，且所述连接管线的内径范围为6～12mm。

优选地，所述连接管线上还套装有泡沫冷凝管线，且所述泡沫冷凝管线为两级盘管式水冷管线。

优选地，所述模拟井筒的顶部还设有加液口及连接于所述加液口的加注器，所述加液口与所述加注器之间设有一个气动控制阀，且所述加注器还通过一个回压管线连接所述模拟井筒；所述连接线管与所述模拟井筒的连接点低于所述模拟井筒上所述加注器的底端。

优选地，所述模拟井筒的底部设有进液口，所述进液单元包括与所述进液口连接的进液泵，且所述进液泵和所述进液口之间还设有液体计量计；所述进液泵单次进液体积不小于1000mL，且每次进液速度范围为2～120mL/min。

优选地，所述进液泵与所述液体计量计之间还串接有高温高压活塞容器、与所述高温高压活塞容器连接的驱替泵及安设在所述高温高压活塞容器和所述驱替泵之间的气动控制阀。

优选地，所述模拟井筒的底部设有进气口，所述进气单元包括高压空气泵及所述连接高压空气泵的高温高压气罐，且所述高温高压气罐与所述进气口连接，且所述高压空气泵的进气压力不小于7MPa。

优选地，所述连接高压空气泵和所述高温高压气罐之间还串联连接有压力表、气动控制阀及安全阀；且所述高温高压气罐和所述进气口之间还串联连接有调压阀、气体计量计、压力传感器、单向阀及温度传感器。

优选地，所述恒温箱内设有加热器、温度传感器及温度控制器，且所述温度控制器与所述加热器和所述温度传感器均电连接。

优选地，气井泡沫排水室内模拟试验装置还包括计算机，且所述恒温箱、所述进气单元及所述进液单元均与所述计算机连接，并受所述计算机的控制。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例的气井泡沫排水室内模拟试验装置的模拟井筒为耐压钢筒，以便于承受高温高压，从而模拟高温高压下的气井泡沫排水实验；且模拟井筒设有若干个耐压玻璃的观察窗口，以便于对模拟井筒内的实验过程进行观察和记录。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的气井泡沫排水室内模拟试验装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参见图1，本发明实施例提供的气井泡沫排水室内模拟试验装置包括恒温箱1、放置在恒温箱1内的模拟井筒3、可操作地向模拟井筒3内加注高温高压气体的进气单元5、可操作地向模拟井筒3内加注高温高压液体的进液单元7及泡沫接收单元9。泡沫接收单元9用于收取从模拟井筒3内排出的泡沫。

恒温箱1内设置加热器（图未示）、温度传感器13及温度控制器15，且温度控制器15与加热器及温度传感器13均电连接。在本发明的气井泡沫排水室内模拟试验装置模拟气井泡沫排水的实验过程中，恒温箱1内保持应当保持设定的温度恒定。当温度传感器13感测到的温度低于设定的温度时，温度控制器15控制加热器开启加热，从而保持恒温箱1内的温度恒定。具体地，本实施例中，加热器为电加热器，且恒温箱1内的最高温度为170℃。

模拟井筒3为圆筒形的耐压钢筒，以便于承受高温高压，从而模拟高温高压下的气井泡沫排水实验。优选地，模拟井筒3的高度为1000～2500mm，以便于充分模拟泡沫在模拟井筒3中的流动状态；在本实施例中，模拟井筒3的内径为63.5mm。模拟井筒3设有若干个观察窗口30，以便于对模拟井筒3内的实验过程进行观察和记录，且具体的，本实施例中，每一观察窗口30均为耐压玻璃的观察窗口。模拟井筒3的顶部设有加液口（未标号）和出口（未标号），模拟井筒3的底部设有进气口（未标号）、出液口及进液口（未标号）。其中，从加液口向模拟井筒3内加注泡排剂；具体地，本实施例中，加液口上连接有加注器32，且加注器32与加液口之间还设有一个气动控制阀33，以通过加注器32向模拟井筒3内加注泡排剂；加注器32还通过回压管线31直接连接于模拟井筒3，且回压管线31上连接有一个加注器32，以保证加注器32和模拟井筒3内的压强相同，使泡排剂顺利加入模拟井筒3内。进气口与进气单元5连接，以便于通过进气单元5向模拟井筒3内加入高温高压气体，具体地，本实施例中，进气口和进气单元5之间还设有气体计量计34。进液口与进液单元7连接，以便于进液单元7向模拟井筒3内加入高温高压液体；具体地，本实施例中，进液口和进液单元7之间还设有液体计量计35。当实验完成后，通过出液口能够比较方便地将模拟井筒3内的液体放空和对模拟井筒3进行清洗，具体地，本实施例中，出液口上还安装有排液阀36。模拟井筒3的出口与泡沫接收单元9连接。

为了随时检查模拟井筒3的温度，模拟井筒3的壁面上设有温度传感器37。

为了使高温高压气体和高温高压液体在进入模拟井筒3内时混合均匀，模拟井筒3的筒底上安装有气液分散器38，且进气口及进液口位于气液分散器38的正下方；这样，分别通过进气口和进液口进入模拟井筒3内的高温高压气体和高温高压液体进入气液分散器38，并通过气液分散器38混合均匀。

具体地，本实施例中，进气单元5包括高压空气泵51及连接高压空气泵51的高温高压气罐53，且高温高压气罐53连接模拟井筒3的进气口，气体计量计34安装在高温高压气罐53和模拟井筒3的进气口之间。高压空气泵51的进气压力不小于7MPa。优选地，本实施例中，为了保证使用高压气体的安全性，高压空气泵51和高温高压气罐53之间还串联连接有压力表52、气动控制阀54及安全阀55。更为优选地，为了便于监控进入模拟井筒3内的高温高压气体，高温高压气罐53和模拟井筒3的进气口之间还串联连接有调压阀56、压力传感器57、单向阀58及温度传感器59。为了便于随时监测进入模拟井筒3的气体温度，高温高压气罐53内还设有一个温度传感器531。

具体地，本实施例中，进液单元7包括与模拟井筒3的进液口连接的进液泵71，且液体计量计35连接在进液泵71和模拟井筒3的进液口之间。进液泵71单次进液体积不小于1000mL，且每次进液速度范围为2～120mL/min。优选地，本实施例中，为了保证进入模拟井筒3内的液体的温度满足实验的要求，在进液泵71与液体计量计35之间还串接有高温高压活塞容器72、与高温高压活塞容器72连接的驱替泵73及安设在高温高压活塞容器72和驱替泵73之间的气动控制阀74。具体地，本实施例中，为了便于随时监测进入模拟井筒3的液体温度，高温高压活塞容器72内还设有一个温度传感器721。

具体地，本实施例中，为了便于控制，高温高压活塞容器72和进液泵71之间设有一个气动控制阀75。

具体地，本实施例中，为了便于监控进入模拟井筒3内的高温高压液体，高温高压活塞容器72和模拟井筒3的进液口之间还设有气动控制阀76、压力传感器77、单向阀78及温度传感器79。

泡沫接收单元9包括泡沫接收罐91，且模拟井筒3的出口与泡沫接收罐91之间通过连接管线92连接，且连接管线92插入到泡沫接收罐91内的底部。优选地，连接管线92的内径范围为6～12mm，且连接线管92与模拟井筒3的连接点低于模拟井筒3上加注器32的底端。连接管线92上还套装有泡沫冷凝管线921，以便于降低模拟井筒3内排出泡沫的温度，优选地，泡沫冷凝管线921为两级盘管式水冷管线。泡沫接收罐91上部的罐顶上设有加注器93，且加注器93通过回压管线31与泡沫接收罐91连接，以通过加注器93向泡沫接收罐91内加注消泡剂。泡沫接收罐91的罐底上连接有排液阀门94。

请再次参照图1，进行模拟实验时，向模拟井筒3内加注泡排剂、高温高压液体高温高压气体，使得高温高压气体冲击模拟井筒3内的气泡水溶液，从而产生泡沫，能直接通过模拟井筒3观察到泡排剂在高温高压条件下的发泡、稳泡和携液过程，并通过监测模拟井筒3内的反应过程及液体，即能测试泡排剂在高温高压条件下地层水中的发泡倍数、稳泡能力、10min携液量。且泡沫从模拟井筒3的出口进入泡沫接收罐91内，并与泡沫接收罐91内消泡剂水溶液接触以便消泡。最后将模拟井筒3内的液体，并计量算出起泡剂的泡沫的动态性能。

为了实现了实验过程自动化控制和实验数据的精确采集，本发明的气井泡沫排水室内模拟试验装置还包括计算机10，其中，恒温箱1、模拟井筒3的加注器32、进气单元5及进液单元7均与计算机10连接，并受计算机10的控制。具体地，本实施例中，温度传感器13、气动控制阀33、气体计量计34、液体计量计35、排液阀36、温度传感器37、高温高压气罐53、温度传感器531、调压阀56、压力传感器57、单向阀58、温度传感器59、进液泵71、气动控制阀74、温度传感器721、气动控制阀75、气动控制阀76、压力传感器77、单向阀78、温度传感器79、排液阀门94均与计算机10连接，以便于通过计算机10来控制、采集相关数据信息并通过计算机10来计算泡排剂的各项性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气井泡沫排水室内模拟试验装置，其特征在于，其包括恒温箱、放置在所述恒温箱内的模拟井筒、可操作地向所述模拟井筒内加注高温高压气体的进气单元、可操作地向所述模拟井筒内加注高温高压液体的进液单元及与所述模拟井筒连接的泡沫接收单元；

所述恒温箱内保持设定的恒温，且所述恒温箱内的最高温度为170℃；

所述模拟井筒为耐压钢筒，所述模拟井筒的高度为1000～2500mm，且所述模拟井筒设有若干个耐压玻璃的观察窗口。

2.根据权利要求1所述的气井泡沫排水室内模拟试验装置，其特征在于，所述模拟井筒的顶部设有出口，所述泡沫接收单元包括泡沫接收罐，所述出口与所述泡沫接收罐之间通过连接管线连接，且所述连接管线插入到泡沫接收罐内的底部，且所述连接管线的内径范围为6～12mm。

3.根据权利要求2所述的气井泡沫排水室内模拟试验装置，其特征在于，所述连接管线上还套装有泡沫冷凝管线，且所述泡沫冷凝管线为两级盘管式水冷管线。

4.根据权利要求2所述的气井泡沫排水室内模拟试验装置，其特征在于，所述模拟井筒的顶部还设有加液口及连接于所述加液口的加注器，所述加液口与所述加注器之间设有一个气动控制阀，且所述加注器还通过一个回压管线连接所述模拟井筒；

所述连接线管与所述模拟井筒的连接点低于所述模拟井筒上所述加注器的底端。

5.根据权利要求1所述的气井泡沫排水室内模拟试验装置，其特征在于，所述模拟井筒的底部设有进液口，所述进液单元包括与所述进液口连接的进液泵，且所述进液泵和所述进液口之间还设有液体计量计；所述进液泵单次进液体积不小于1000mL，且每次进液速度范围为2～120mL/min。

6.根据权利要求5所述的气井泡沫排水室内模拟试验装置，其特征在于，所述进液泵与所述液体计量计之间还串接有高温高压活塞容器、与所述高温高压活塞容器连接的驱替泵及安设在所述高温高压活塞容器和所述驱替泵之间的气动控制阀。

7.根据权利要求1所述的气井泡沫排水室内模拟试验装置，其特征在于，所述模拟井筒的底部设有进气口，所述进气单元包括高压空气泵及所述连接高压空气泵的高温高压气罐，且所述高温高压气罐与所述进气口连接，且所述高压空气泵的进气压力不小于7MPa。

8.根据权利要求7所述的气井泡沫排水室内模拟试验装置，其特征在于，所述连接高压空气泵和所述高温高压气罐之间还串联连接有压力表、气动控制阀及安全阀；且所述高温高压气罐和所述进气口之间还串联连接有调压阀、气体计量计、压力传感器、单向阀及温度传感器。

9.根据权利要求1所述的气井泡沫排水室内模拟试验装置，其特征在于，所述恒温箱内设有加热器、温度传感器及温度控制器，且所述温度控制器与所述加热器和所述温度传感器均电连接。

10.根据权利要求1所述的气井泡沫排水室内模拟试验装置，其特征在于，还包括计算机，且所述恒温箱、所述进气单元及所述进液单元均与所述计算机连接，并受所述计算机的控制。