CN104343421A - 气举模拟试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气举模拟试验系统，涉及采油工艺试验技术领域；该系统包括：一模拟试验井、一井下供液系统、一气举供气系统、一返出分离系统、以及一试验数据采集系统，通过本发明的各个系统的配合工作，可利用室外工艺模拟试验井可进行单管连续气举采油、间歇气举采油、柱塞气举采油、喷射气举采油和斜井气举采油的过程的模拟，在模拟的过程中，可以记录各种气举采油参数，并可对取得的数据进行汇总与分析，为气举工艺设计和优化提供了技术支持。
Description
【技术领域】
本发明涉及非常规采油工艺试验技术领域，尤其涉及一种气举模拟试验系统。
【背景技术】
随着石油、天然气需求的增长，我国油气田的采出程度越来越高，大量的油气井已进入低产阶段。气举工艺以其广泛的适用性，得到越来越多的应用。为满足气举工具国产化和气举工艺参数的适应性研究的需要，需要建立气举工具和气举工艺参数的试验系统。目前国内尚无完整的气举模拟系统，尤其是没有气举工艺参数模拟试验系统。
【发明内容】
本发明的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种完整的气举模拟试验系统，该气举模拟试验系统利用室外工艺模拟试验井可进行单管连续气举采油、间歇气举采油、柱塞气举采油、喷射气举采油和斜井气举采油的过程的模拟，并可录取气举采油参数。
本发明的技术方案是这样实现的，一种气举模拟试验系统，其改进之处在于：它包括有：
一模拟试验井，包括外套管、内套管、气举试验管柱及井口装置，所述内套管设置于外套管中，内套管与外套管之间形成第一环形空间，所述气举试验管柱设置于内套管中，气举试验管柱与内套管之间形成第二环形空间，第一环形空间与第二环形空间的底部相连通，所述外套管、内套管及气举试验管柱上端与所述井口装置固定并密封；
一井下供液系统，连通至所述第一环形空间，为第一环形空间提供液体介质，该液体介质由第一环形空间底部进入至气举试验管柱底部；
一气举供气系统，连通至所述第二环形空间，为第二环形空间提供气压，以使液体介质在所述气压作用下由气举试验管柱的腔体底部上升进入与气举试验管柱的腔体顶部连通的排液管道；
一返出分离系统，与上述排液管道连通，用以将所述液体介质收集并进行进行气液分离，该返出分离系统另一端连接至上述的井下供液系统；以及
一试验数据采集系统，包括位于地面的控制单元以及用于测量井底压力、温度，为井下供液系统提供压力参数和温度参数的井底测压测温装置，用于测量第二环形空间由上至下各位置的压力、温度的气举试验管柱测压测温装置，及用于测量气举试验管柱内在卸载过程中的液体流量的电磁流量计。
优选地，所述气举试验管柱的顶部、中部以及下部分别设置有一井下压力温度计托筒，用于放置井下压力温度计。
优选地，所述位于顶部的井下压力温度计托筒下方位置的气举试验管柱上和位于中部的井下压力温度计托筒下方位置的气举试验管柱上均设置有一气举工作筒，所述位于下部的井下压力温度计托筒的上方位置的气举试验管柱上设有一井下单流阀；所述气举试验管柱的末端位置上设有与内套管的内部贴合的井下封闭器。
优选地，所述井下供液系统包括为供液提供动力的灌注离心泵、供液管路及用于根据井底压力、温度对供液状态进行控制和调节的模拟供液测控装置。
优选地，所述气举供气系统包括制氮气车、供气管路及氮气气源模拟气举时候的气源及对气举气量进行控制和调节，实现各种参数条件下的气举工艺参数模拟的模拟供气测控装置。
优选地，所述返出分离系统与排液管道之间还设有一返回计量系统，该返回计量系统由排出液计量阀组构成。
优选地，所述返出分离系统包括连接到排出液计量阀组上的气液分离器，以及依次连接的排出离心泵、储液罐，所述储液罐通过一管道连接到井下功液系统的灌注离心泵上。
优选地，所述井底测压测温装置包括第一井下压力温度计，所述第一井下压力温度计伸入至第一环形空间的底部，第一井下压力温度计通过钢管电缆与地面的控制单元信号连接。
优选地，所述气举试验管柱测压测温装置包括第二井下压力温度计，所述第二井下压力温度计伸入至第二环形空间内，第二井下压力温度计通过钢管电缆与地面的控制单元信号连接。
优选地，所述电磁流量计设置在气举试验管柱内部，该电磁流量计通过钢管电缆与地面的控制单元信号连接。
本发明的有益效果在于：本发明的气举模拟试验系统利用室外工艺模拟试验井可进行单管连续气举采油、间歇气举采油、柱塞气举采油、喷射气举采油和斜井气举采油的过程的模拟，还可进行气举井启动卸载过程中动态模拟和连续举升工作过程模拟，在模拟的过程中，可以记录注气量、产液量、井底压力、井口油压、启动压力、工作压力、井底温度、出口温度、各个气举工作筒上游与下游的压力，以及过流量、气举工作筒开关状态等气举采油参数，并可对取得的数据进行汇总与分析，为气举工艺设计和优化提供了技术支持。
【附图说明】
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的第一实施例图；
图3为本发明的第一实施例中的气举供气系统的元器件连接图；
图4为本发明的第一实施例中的返出分离系统的元器件连接图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
本发明公开了一种气举模拟试验系统，该气举模拟试验系统可进行单管连续气举采油、间歇气举采油、柱塞气举采油、喷射气举采油和斜井气举采油的过程的模拟，还可进行气举井启动卸载过程中动态模拟和连续举升工作过程模拟。参照图1，本发明的气举模拟试验系统包括以下结构：
一模拟试验井10，包括外套管101、内套管102、气举试验管柱103及井口装置104，内套管102设置于外套管101中，内套管102与外套管101之间形成第一环形空间，气举试验管柱103设置于内套管102中；气举试验管柱103与内套管102之间形成第二环形空间，第一环形空间与第二环形空间的底部相连通，外套管101、内套管102及气举试验管柱103上端与所述井口装置104固定并密封；
一井下供液系统20，连通至所述第一环形空间，为第一环形空间提供液体介质，该液体介质由第一环形空间底部进入至气举试验管柱103底部，图1中，井下供液系统20包括为供液提供动力的灌注离心泵201、供液管路202及用于根据井底压力、温度对供液状态进行控制和调节的模拟供液测控装置203；
一气举供气系统30，连通至上述第二环形空间，为第二环形空间提供气压，以使液体介质在所述气压作用下由气举试验管柱103的腔体底部上升进入与气举试验管柱103的腔体顶部连通的排液管道301，参照图1，气举供气系统30包括制氮气车304、供气管路302及氮气气源模拟气举时候的气源及对气举气量进行控制和调节，实现各种参数条件下的气举工艺参数模拟的模拟供气测控装置303；
一返出计量系统，参照图1，在本实施例中，返出计量系统为一排出计量阀组40；
一返出分离系统50，连接到上述的排出计量阀组40，用以将所述液体介质收集并进行进行气液分离，该返出分离系统另一端连接至上述的井下供液系统20；参照图1，在本实施例中，返出分离系统50包括连接到排出液计量阀组40上的气液分离器501，以及依次连接的排出离心泵502、储液罐503，所述储液罐503通过一管道连接到井下功液系统20的灌注离心泵201上；
一试验数据采集系统60，包括位于地面的控制单元601以及用于测量井底压力、温度，为井下供液系统提供压力参数和温度参数的井底测压测温装置602，用于测量第二环形空间由上至下各位置的压力、温度的气举试验管柱测压测温装置603，及用于测量气举试验管柱内在卸载过程中的液体流量的电磁流量计604。
另外，参照图1，在该实施例中，还具有一空气压缩机70，该空气压缩机70的输出端分别连接到排出液计量阀组40、模拟供液测控装置203以及模拟供气测控装置303上。
参照图2所示，为本发明揭示的气举模拟试验系统的一具体实施例，在本实施例中，包括一模拟试验井10，该模拟试验井包括外套101管、内套管102、气举试验管柱103及井口装置104，内套管102设置于外套管101中，内套管102与外套管101之间形成第一环形空间，气举试验管柱103设置于内套管102中，气举试验管柱103与内套管102之间形成第二环形空间，第一环形空间与第二环形空间的底部相连通，外套管101、内套管102及气举试验管柱103上端与所述井口装置104固定并密封；气举试验管柱103的顶部、中部以及下部分别设置有一井下压力温度计托筒105，用于放置井下压力温度计106，其中，位于顶部的井下压力温度计托筒105下方位置的气举试验管柱103上和位于中部的井下压力温度计托筒105下方位置的气举试验管柱103上均设置有一气举工作筒107，位于下部的井下压力温度计托筒105的上方位置的气举试验管柱103上设有一井下单流阀(此图中未标出)；气举试验管柱103的末端位置上设有与内套管的内部贴合的井下封闭器108。
气举供气系统30连通至第二环形空间，为第二环形空间提供气压，以使液体介质在所述气压作用下由气举试验管柱103的腔体底部上升进入与气举试验管柱103的腔体顶部连通的排液管道301；气举供气系统30包括制氮气车304、供气管路302及氮气气源模拟气举时候的气源及对气举气量进行控制和调节，实现各种参数条件下的气举工艺参数模拟的模拟供气测控装置303，在本实施例中，参照图3所示，模拟供气测控装置303连通到制氮气车304，模拟供气测控装置303由大流量支路3031、小流量支路3032以及放空消声支3033路构成，一般的，大流量支路3031与小流量支路3032由比例调节阀、气动球阀以及气体流量计组合而成，供气管路上还设有一压力测量显示表3034。
本实施例中，返出计量系统为一排出液计量阀组40，该排出液计量阀组40连通至排液管道301上，排出液计量阀组40由气动球阀与液体流量计组合而成。返出分离系统50连接到排出液计量阀组40的输出端，该返出分离系统50主要由气液分离器501、排出离心泵502以及储液罐503依次连接而成，气液分离器501采用旋转离心与钟离沉降原理进行气液分离，其结构主题为一立式圆筒体，气流从该立式圆筒体的中段切向进入，顶部为气流出口，底部为液体出口，且液体出口连接至排出离心泵502，该排出离心泵502将液体传送至储液罐503内。储液罐503的输出端连通至井下供液系统20的灌注离心泵201，灌注离心泵201可将液体传送至模拟供液测控装置203，该模拟供液测控装置203由液体流量计、启动球阀、比例调节阀以及压力测量显示表组合而成，井下供液系统20的液体输出端通过供液管路202连通至第一环形空间内，还通过供液管路202连通至返出分离系统50的储液罐503内，其液体返回的支路上设置着一启动球阀204与一液体流量计205。
试验数据采集系统60包括位于地面的控制单元601以及用于测量井底压力、温度，为井下供液系统提供压力参数和温度参数的井底测压测温装置602，该井底测压测温装置602包括第一井下压力温度计，第一井下压力温度计伸入至第一环形空间的底部，第一井下压力温度计通过钢管电缆与地面的控制单元602信号连接。试验数据采集系统60还包括用于测量第二环形空间由上至下各位置的压力、温度的气举试验管柱测压测温装置603，该气举试验管柱测压测温装置603包括第二井下压力温度计，该第二井下压力温度计即为井下压力温度计106，第二井下压力温度计伸入至第二环形空间内，第二井下压力温度计通过钢管电缆与地面的控制单元601信号连接。试验数据采集系统60还包括用于测量气举试验管柱内在卸载过程中的液体流量的电磁流量计604，电磁流量计601设置在气举试验管柱103内部，该电磁流量计604通过钢管电缆与地面的控制单元601信号连接。
通过上述的结构，本发明可进行单管连续气举采油、间歇气举采油、柱塞气举采油、喷射气举采油和斜井气举采油的过程的模拟，还可进行气举井启动卸载过程中动态模拟和连续举升工作过程模拟，在模拟的过程中，可以记录注气量、产液量、井底压力、井口油压、启动压力、工作压力、井底温度、出口温度、各个气举工作筒上游与下游的压力，以及过流量、气举工作筒开关状态等气举采油参数，并可对取得的数据进行汇总与分析，为气举工艺设计和优化提供了技术支持。
以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制。在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明所保护的范围。
Claims (10)
1.一种气举模拟试验系统，其特征在于：它包括：
一模拟试验井，包括外套管、内套管、气举试验管柱及井口装置，所述内套管设置于外套管中，内套管与外套管之间形成第一环形空间，所述气举试验管柱设置于内套管中，气举试验管柱与内套管之间形成第二环形空间，第一环形空间与第二环形空间的底部相连通，所述外套管、内套管及气举试验管柱上端与所述井口装置固定并密封；
一井下供液系统，连通至所述第一环形空间，为第一环形空间提供液体介质，该液体介质由第一环形空间底部进入至气举试验管柱底部；
一气举供气系统，连通至所述第二环形空间，为第二环形空间提供气压，以使液体介质在所述气压作用下由气举试验管柱的腔体底部上升进入与气举试验管柱的腔体顶部连通的排液管道；
一返出分离系统，与上述排液管道连通，用以将所述液体介质收集并进行进行气液分离，该返出分离系统另一端连接至上述的井下供液系统；以及
一试验数据采集系统，包括位于地面的控制单元以及用于测量井底压力、温度，为井下供液系统提供压力参数和温度参数的井底测压测温装置，用于测量第二环形空间由上至下各位置的压力、温度的气举试验管柱测压测温装置，及用于测量气举试验管柱内在卸载过程中的液体流量的电磁流量计。
2.根据权利要求1所述的气举模拟试验系统，其特征在于：所述气举试验管柱的顶部、中部以及下部分别设置有一井下压力温度计托筒，用于放置井下压力温度计。
3.根据权利要求2所述的气举模拟试验系统，其特征在于：所述位于顶部的井下压力温度计托筒下方位置的气举试验管柱上和位于中部的井下压力温度计托筒下方位置的气举试验管柱上均设置有一气举工作筒，所述位于下部的井下压力温度计托筒的上方位置的气举试验管柱上设有一井下单流阀；所述气举试验管柱的末端位置上设有与内套管的内部贴合的井下封闭器。
4.根据权利要求1所述的气举模拟试验系统，其特征在于：所述井下供液系统包括为供液提供动力的灌注离心泵、供液管路及用于根据井底压力、温度对供液状态进行控制和调节的模拟供液测控装置。
5.根据权利要求1所述的气举模拟试验系统，其特征在于：所述气举供气系统包括制氮气车、供气管路及氮气气源模拟气举时候的气源及对气举气量进行控制和调节，实现各种参数条件下的气举工艺参数模拟的模拟供气测控装置。
6.根据权利要求1所述的气举模拟试验系统，其特征在于：所述返出分离系统与排液管道之间还设有一返回计量系统，该返回计量系统由排出液计量阀组构成。
7.根据权利要求6所述的气举模拟试验系统，其特征在于：所述返出分离系统包括连接到排出液计量阀组上的气液分离器，以及依次连接的排出离心泵、储液罐，所述储液罐通过一管道连接到井下功液系统的灌注离心泵上。
8.根据权利要求1所述的气举模拟试验系统，其特征在于：所述井底测压测温装置包括第一井下压力温度计，所述第一井下压力温度计伸入至第一环形空间的底部，第一井下压力温度计通过钢管电缆与地面的控制单元信号连接。
9.根据权利要求1所述的气举模拟试验系统，其特征在于：所述气举试验管柱测压测温装置包括第二井下压力温度计，所述第二井下压力温度计伸入至第二环形空间内，第二井下压力温度计通过钢管电缆与地面的控制单元信号连接。
10.根据权利要求1所述的气举模拟试验系统，其特征在于：所述电磁流量计设置在气举试验管柱内部，该电磁流量计通过钢管电缆与地面的控制单元信号连接。
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