CN104975845A - 一种干扰条件下测量生产井管流压降实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测量生产井管流压降的实验装置，该实验装置包括压降测量模块和水油注入模拟模块，压降测量模块包括生产井模拟实验管，水油注入模拟模块用于向压降测量模块中注入水油混合物，以模拟井筒流体；实验装置还包括汇入干扰模拟模块，连接压降测量模块，用于模拟外来流体对生产井的干扰；数据采集模块，用于采集并记录压降测量模块、水油注入模拟模块和汇入干扰模拟模块的实验数据。通过本发明可使实验装置更加接近实际生产环境，因此采集和记录的数据更加准确，为实际生产和研究中提供更为准确的研究数据。

Description

一种干扰条件下测量生产井管流压降实验装置

技术领域

本发明涉及一种石油钻采工艺实验领域，尤其是涉及一种干扰条件下测量水平井或斜井管流压降实验装置。

背景技术

生产井(水平井或斜井)在生产过程中，井筒中的流体在流动过程中存在一定程度的压降，主要包括摩擦压降、加速度压降以及重力压降，其中摩擦压降包括由于井筒自身粗糙度造成的摩擦压降以及由于油藏流体流入井筒引起的压降。

现有技术中虽然已经公开了水平井气液两相管流机理研究的模拟装置，但是这些模拟装置只能测量单纯的管流压降，并没有考虑管流存在外来流体干扰时的情况，这与实际的水平井或者斜井井筒流动情况不相符。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量生产井管流压降实验装置，能够测量针对不同密度和不同方式干扰条件下所引起的管流压降，并且可以模拟测量不同角度斜井的管流压降，提高了测量水平井油水两相管流压降的模拟实验的准确性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种测量生产井管流压降的实验装置，包括生产井模拟实验管和水油注入模拟模块，所述水油注入模拟模块用于向所述生产井模拟实验管中注入水油混合物，以模拟井筒流体；所述实验装置还包括汇入干扰模拟模块，连接所述生产井模拟实验管，用于模拟外来流体对生产井的干扰；数据采集模块，用于采集并记录所述生产井模拟实验管、水油注入模拟模块和汇入干扰模拟模块的实验数据。

本发明实施例的有益效果在于，通过提供的测量生产井管流压降实验装置，利用周向开孔的生产井模拟实验管和分流装置，用以模拟存在外来流体汇入干扰的情况，同时利用支架能够调节水平井与水平面的角度，用以模拟斜井，可使得本发明的实验装置更加接近实际生产环境，因此采集和记录的数据更加准确，为实际生产和研究提供更为准确的研究数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例测量生产井管流压降的实验装置功能图；

图2为本发明实施例测量生产井管流压降的实验装置结构图；

图3为本发明不同型号的未连接流入接头的生产井模拟实验管的示意图；

图4为本发明不同粗糙度生产井模拟实验管的截面图；

图5为本发明实施例的丝堵的示意图；

图6为本发明实施例的连接流入接头的实验管示意图；

图7为本发明实施例的分流装置中分流器示意图；

图8为本发明实施例的分流装置中分流器盖示意图；

图9为本发明实施例的测量生产井管流压降的实验流程图。

主要元件符号说明：

1、油箱                               2、水箱

3、水泵                               4、水流控制阀

5、水流流量计                         6、水流单向流动阀

7、油水混合器                         8、油泵

9、油流控制阀                         10、油流流量计

11、油流单向流动阀                    12、压力计

13、压降测量装置                      14、支架

15、压力计                            16、压力控制装置

17、油水分离装置                      18、压力测量装置固定接头

19、支杆                              20、引压孔

21、差压传感器                        22、信号处理装置

23、信息采集装置                         24、油泵

25、油流控制阀                           26、油流流量计

27、油流单向流动阀                       28、油水混合器

29、水泵                                 30、水流控制阀

31、水流流量计                           32、水流单向阀

33、压力计                               34、分流装置

35、生产井模拟实验管                     36、流入接头

37、流入孔                               38、分流孔

39、分流器                               40、分流器盖

41、注入孔                               42、丝堵

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明测量生产井管流压降的实验装置功能图，图2为本发明测量生产井管流压降的实验装置结构图。请结合图1和图2，如图所示，本实施例的测量生产井管流压降的实验装置包括：

压降测量模块103和水油注入模拟模块101；其中，该压降测量模块103包括生产井模拟实验管。油箱1与油泵8、油流控制阀9、油流流量计10、油流单向流动阀11串联组成主油流注入系统，水箱2与水泵3、水流控制阀4、水流流量计5、水流单向流动阀6串联组成主水流注入系统，主油流注入系统和主水流注入系统通过并联与油水混合器7相连共同组成水油注入模拟模块101。然后，水油注入模拟模块101与压降测量装置13相连，用于向压降测量装置13中注入水油混合物，以模拟实际生产中井筒流体。

此外，实验装置还包括汇入干扰模拟模块102，连接于压降测量模块103，其中，油箱1与油泵24、油流控制阀25、油流流量计26、油流单向流动阀27串联组成辅油流注入系统，水箱2与水泵29、水流控制阀30、水流流量计31、水流单向流动阀32串联组成辅水流注入系统，水泵29和油泵24用于抽取实验用水和油，辅油流注入系统和辅水流注入系统通过并联与油水混合器28相连制成水油混合物，然后与分流装置34相连，用于模拟外来流体对生产井的干扰。具体来说，如图8所示，分流装置34中的分流器39上具有多个分流孔38，通过这些分流孔38将油水混合器28中流出的水油混合物沿周向注入到压降测量装置13中进行干扰。

图3为本发明不同型号的未连接流入接头36的生产井模拟实验管35示意图，它们具有不同的孔眼分布方式，代表不同的射孔方式，另外单位长度上的孔眼数量也不相同。

图4为本发明不同粗糙度生产井模拟实验管35的截面图，它们具有不同的内壁粗糙度。结合图3，每种型号的生产井模拟实验管35具有多种粗糙度。

如图3所示，生产井模拟实验管35的两端各有一个引压孔20，用于测量生产井模拟实验管35中流体流动时产生的压降。具体来说，生产井模拟实验管35具有不同型号，不同型号的生产井模拟实验管35的内壁粗糙不同、孔眼数量、孔眼排列方式不同。此外，如图5所示，在实验过程中，可以通过用丝堵42封堵流入孔37来调节流入孔37的数量。

图6是本发明不同型号流入接头36示意图，不同型号的流入接头36的内径不同。在实验过程中，流入接头36与生产井模拟实验管35对应连接。

图7为本发明连接流入接头的生产井模拟实验管示意图。生产井模拟实验管35通过流入孔37与流入接头24相连接。图8为本发明分流装置中分流器示意图；图9为本发明分流装置中分流器盖示意图，请结合图8和图9，分流装置34中的分流器由分流器箱体和分流器盖40组成，分流器盖40顶端具有一注入孔41，流体由此孔眼注入，分流器箱体壁面开孔，这些孔眼通过管线与注入嘴相连。注入分流器中的流体通过壁面孔眼、管线、注入嘴注入到生产井模拟实验管35当中。结合图2，汇入干扰模拟模块中的分流装置34通过分流器39中的这些分流孔38将油水混合器中流出的水油混合物沿生产井模拟实验管35的四周方向注入到生产井模拟实验管35中进行干扰。此外，支架19可以调节生产井模拟实验管35与水平面的角度，用于模拟实际生产环境下的水平井和斜井。

此外，实验装置还包括数据采集模块104，用于采集并记录所述压降测量模块103、水油注入模拟模块101和汇入干扰模拟模块102的实验数据。结合图2，在实验过程中，油流流量计10用于记录主油流注入系统中的油流流量，水流流量计5记录主水流注入系统中的水流流量，油流流量计26用于记录辅油流注入系统中的油流流量，水流流量计31用于记录辅水流注入系统中的水流流量，压力计12用于记录生产井模拟实验管35的前压力，压力计15用于记录生产井模拟实验管35的后压力，压力计33用于记录分流装置34入口处压力，差压传感器21，分别连接生产井模拟实验管35两端的引压孔20，用于采集并传送生产井模拟实验管35中的流体的压降。上述测量装置信号传递到信号处理装置22，通过信息处理最后传到信息采集装置23，进行信息记录。

最后，从生产井模拟实验管35流出的水油混合物会进入油水分离装置17进行油水分离，经油水分离装置17处理之后，油液进入油箱1，水进入水箱2，由此方式使实验用的水和油在整个实验装置中能够循环往复利用。

本发明实施例的有益效果在于，通过测量生产井管流压降实验装置，利用周向开孔的生产井模拟实验管35和分流装置34，用以模拟存在外来流体汇入干扰的情况，同时利用支架调节水平井与水平面的角度，用以模拟水平井或斜井，可使得本发明的实验装置更加接近实际生产环境，因此采集和记录的数据更加准确，为实际生产和研究提供准确的研究数据提供良好基础。

实施例一

选用图3所示的生产井模拟实验管35，型号A，粗糙度如图4-A所示，连接图6所示的小孔径的流入接头36-A。调节支架19，使生产井模拟实验管35处于水平位置，通过该方式可以模拟水平井的生产环境。油箱1中注入油，水箱2中注入水，打开所有阀门，调节油泵8和油泵24的流量，调节水泵3和水泵29的流量。主油流注入系统中的油与主水流注入系统中的水在油水混合器7中混相成为水油混合物后流入生产井模拟实验管35中。同时，辅油流注入系统中的油与辅水流注入系统中的水在油水混合器28中混相成为水油混合物后进入分流装置34，通过分流器39的分流作用，经分流孔38分别通过流入接头36流入生产井模拟实验管35中，从而对生产井模拟实验管流进行干扰。压力控制装置16可以控制生产井模拟实验管35出口端的压力。油水混合物从生产井模拟实验管35中流出之后进入油水分离装置17，对水油混合物进行油水分离，处理后的油和水分别流入油箱1和水箱2。

在油水流动过程中，油流流量计10用于记录主油流注入系统中的油流流量，水流流量计5记录主水流注入系统中的水流流量，油流流量计31用于记录辅油流注入系统中的油流流量，水流流量计26用于记录辅水流注入系统中的水流流量，压力计12用于记录生产井模拟实验管35前压力，压力计15用于记录实验管后压力，压力计33用于记录分流装置34入口处压力，差压传感器21用于记录实验管中流体的压降。以上测量装置信号传递到信号处理装置22，经过信息处理最后传到信息采集装置23，进行信息记录。

实施例二

选用图3所示的生产井模拟实验管35，型号D，粗糙度如图4，连接图6所示的大孔径的流入接头36-B。调节支架19，使生产井模拟实验管35处于与地面夹角30°位置，通过该方式可以模拟斜井的生产环境。油箱1中注入油，水箱2中注入水，打开阀门25、阀门9，关闭阀门30、阀门4，调节油泵8和油泵24的流量。主油流注入系统中的油经过油水混合器7，流入生产井模拟实验管35中。同时，辅油流注入系统中的油经过油水混合器28进入分流器装置34，通过分流装置34中的分流器39分流作用，经分流孔38分别通过流入接头36流入生产井模拟实验管35中，从而对生产井模拟实验管流进行干扰。压力控制装置16可以控制实验管35出口端的压力。单相油流流出实验管35，进入油水分离装置17，最后流入油箱1。

在油流动过程中，油流流量计10用于记录主油流注入系统中的油流流量，油流流量计31用于记录辅油流注入系统中的油流流量，压力计12用于记录生产井模拟实验管35前压力，压力计15用于记录生产井模拟实验管35后压力，压力计33用于记录分流装置34入口处压力，差压传感器21用于记录生产井模拟实验管35中流体的压降。以上测量装置信号传递到信号处理装置22，经过信息处理最后传到信息采集装置23，进行信息记录。

本实施例的有益效果在于，本发明提供的实验装置利用周向开孔的生产井模拟实验管和分流装置，用以模拟存在外来流体汇入干扰的情况，同时利用支架能够调节生产井模拟实验管与水平面的角度，用以模拟水平井或斜井，因此使得本发明的实验更加接近实际生产环境，因此采集和记录的数据更加准确，为实际生产和研究提供准确研究数据提供良好基础。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种测量生产井管流压降的实验装置，其特征在于，包括压降测量模块和水油注入模拟模块，所述压降测量模块包括生产井模拟实验管，所述水油注入模拟模块用于向所述压降测量模块中注入水油混合物，以模拟井筒流体；

所述实验装置还包括汇入干扰模拟模块，连接所述压降测量模块，用于模拟外来流体对生产井的干扰；

数据采集模块，用于采集并记录所述压降测量模块、水油注入模拟模块和汇入干扰模拟模块的实验数据。

2.根据权利要求1所述的测量生产井管流压降的实验装置，其特征在于，所述汇入干扰模拟模块包括：

一水泵，一油泵以及一油水混合器，所述水泵和所述油泵用于抽取实验用水和油，并通过所述油水混合器制成水油混合物。

3.根据权利要求2所述的测量生产井管流压降的实验装置，其特征在于，所述汇入干扰模拟模块还包括：

一分流装置，所述分流装置中的分流器上具有多个分流孔，通过所述多个分流孔将所述油水混合器中流出的水油混合物沿周向注入到所述生产井模拟实验管中进行干扰。

4.根据权利要求3所述的测量生产井管流压降的实验装置，其特征在于，所述生产井模拟实验管具有不同的内壁粗糙度和内径以及多个流入孔，所述流入孔通过流入接头与所述分流装置的分流孔对应连接。

5.根据权利要求4所述的测量生产井管流压降的实验装置，其特征在于，所述分流孔具有不同的排列方式，用来连接丝堵或者不同尺寸注入接头，以此模拟不同射孔方式条件下，油藏流体通过射孔孔眼流入井筒时的井筒管流。

6.根据权利要求1所述的测量生产井管流压降的实验装置，其特征在于，还包括：

调节支架，用于调节所述生产井模拟实验管与水平面的角度，以模拟实际生产环境下的水平井或斜井。