CN107489394A - 一种裸眼封隔器三椭圆实验装置 - Google Patents

一种裸眼封隔器三椭圆实验装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于井下封隔器室内检测技术领域，具体涉及一种裸眼封隔器三椭圆实验装置，包括三椭圆实验套管、套管上接头、中心管加压接口、上腔加压口、下腔加压口、实验封隔器、实验介质、实验井套管、井口上接头和实验井套管下堵头，所述的三椭圆实验套管内壁的横截面为不规则椭圆，解决了现有技术中裸眼封隔器性能评价方法标准不统一，不能真实模拟井下环境，从而影响分段压裂效果的问题，相对于常规圆套管，更接近井下真实环境，测试合格的封隔器能确保压裂施工过程中分段封隔可靠性，保证分段压裂效果，为提高裸眼封隔器在不规则井眼内的密封能力提供依据；使用的裸眼封隔器三椭圆实验装置可根据实验介质不同，提供不同的实验温度，适用范围广。

Description

一种裸眼封隔器三椭圆实验装置
技术领域
本发明属于井下封隔器室内检测技术领域，具体涉及一种裸眼封隔器三椭圆实验装置。
背景技术
中国石油新增储量70％属于低渗透储量，单井产量连续下降。如何在占70％的低渗透储层推动水平井应用，水平井分段改造是必须攻克的一大难题。然而，水平井分段压裂改造是制约水平井在低渗透储层应用的瓶颈。其中裸眼水平井因储层与井筒接触面宽，泄油面积大，建井成本低等特点，成为低渗透油气田水平井低成本开发的首选。采用裸眼封隔器是目前国内外裸眼水平井改造的主要方式，而裸眼封隔器在不规则井眼内的密封能力决定了分段改造的效果。
常见的裸眼封隔器性能评价方法一般采用标准的圆套管，且各家采用的套管内径不一致，但一般不大于165mm，使得裸眼封隔器的室内评价没有统一标准；而井径测井数据显示，裸眼水平井平均扩径率为5％-10％，即在通常条件下，直径152.4mm钻头形成的井眼最大尺寸为167mm，且为不规则椭圆，这就导致某些在圆套管内达到评价指标的裸眼封隔器在实际裸眼井眼内封隔可靠性较低，从而影响分段压裂效果。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中裸眼封隔器性能评价方法标准不统一，不能真实模拟井下环境，从而影响分段压裂效果的问题。
为此，本发明提供了一种裸眼封隔器三椭圆实验装置，包括三椭圆实验套管、套管上接头、中心管加压接口、上腔加压口、下腔加压口、实验封隔器、实验介质、实验井套管、井口上接头和实验井套管下堵头，实验井套管内部套设三椭圆实验套管，实验封隔器竖直位于三椭圆实验套管内，实验井套管的顶部和底部分别连接井口上接头和实验井套管下堵头，井口上接头的顶部连接套管上接头，套管上接头的上部内侧和中部外侧依次连接中心管加压接口和上腔加压口，实验井套管下堵头外侧连接下腔加压口，实验介质填充于三椭圆实验套管和实验井套管内部，所述的三椭圆实验套管内壁的横截面为不规则椭圆。
所述的不规则椭圆为沿圆周方向径向向外凸出三段圆弧，所述的三段圆弧半径分别为55mm、65mm、76mm，偏心距分别为30mm、20mm、9mm，所述的不规则椭圆最小内径为160mm，最大内径为167mm。
所述的实验井套管的顶部和底部分别通过螺纹连接套管上接头和实验井套管下堵头，实验井套管侧体上部通过连接井口上接头，套管上接头的上部内侧、中部外侧和下部外侧依次通过螺纹连接中心管加压接口、上腔加压口和井口上接头，实验井套管下堵头外侧通过螺纹连接下腔加压口。
所述的裸眼封隔器三椭圆实验装置还包括加热装置和温度计，加热装置位于实验井套管的下部，加热装置连接温度计。
所述的中心管加压接口通过中心管与套管上接头连接。
所述的三椭圆实验套管和实验井套管内部充满实验介质。
本发明的有益效果：本发明提供的这种裸眼封隔器三椭圆实验装置，利用三椭圆套管模拟裸眼井井眼，相对于常规圆套管，更接近井下真实环境，测试合格的封隔器能确保压裂施工过程中分段封隔可靠性，保证分段压裂效果，为提高裸眼封隔器在不规则井眼内的密封能力提供依据；使用的裸眼封隔器三椭圆实验装置可根据实验介质不同，提供不同的实验温度，适用范围广。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是一种裸眼封隔器三椭圆实验装置的整体结构示意图；
图2是三椭圆实验套管的横截面示意图。
附图标记说明：1、三椭圆实验套管；2、套管上接头；3、中心管加压接口；4、上腔加压口；5、下腔加压口；6、加热装置；7、实验封隔器；8、实验介质；9、实验井套管；10、井口上接头；11、实验井套管下堵头。
具体实施方式
实施例1：
如图1和图2所示，一种裸眼封隔器三椭圆实验装置，其特征在于:包括三椭圆实验套管1、套管上接头2、中心管加压接口3、上腔加压口4、下腔加压口5、实验封隔器7、实验介质8、实验井套管9、井口上接头10和实验井套管下堵头11，实验井套管9内部套设三椭圆实验套管1，实验封隔器7竖直位于三椭圆实验套管1内，实验井套管9的顶部和底部分别连接井口上接头10和实验井套管下堵头11，井口上接头10的顶部连接套管上接头2，套管上接头2的上部内侧和中部外侧依次连接中心管加压接口3和上腔加压口4，实验井套管下堵头11外侧连接下腔加压口5，实验介质8填充于三椭圆实验套管1和实验井套管9内部，所述的三椭圆实验套管1内壁的横截面为不规则椭圆。套管上接头2防止实验封隔器7从三椭圆实验套管1跑出，井口上接头10防止实验井套管9从实验井内跑出，上腔加压口4和下腔加压口5分别通过高压管线连接高压泵及压力表，在实验封隔器7坐封前，可通过其中一个加压口给实验井套管9内注入实验介质8，在实验封隔器7坐封后，可以分别提供上下腔压力并通过压力表监测压力变化；对于常规圆套管，本发明更接近井下真实环境，测试合格的封隔器能确保压裂施工过程中分段封隔可靠性，保证分段压裂效果，为提高裸眼封隔器在不规则井眼内的密封能力提供依据。
实施例2：
如图2所示，在实施例1的基础上，所述的不规则椭圆为沿圆周方向径向向外凸出三段圆弧，所述的三段圆弧半径分别为55mm、65mm、76mm，偏心距分别为30mm、20mm、9mm，所述的不规则椭圆最小内径为160mm，最大内径为167mm；本发明相对于常规圆套管，不规则椭圆更接近井下真实环境，测试合格的封隔器能确保压裂施工过程中分段封隔可靠性，保证分段压裂效果，为提高裸眼封隔器在不规则井眼内的密封能力。
如图1所示，所述的实验井套管9的顶部和底部分别通过螺纹连接套管上接头2和实验井套管下堵头11，实验井套管9侧体上部通过连接井口上接头10，套管上接头2的上部内侧、中部外侧和下部外侧依次通过螺纹连接中心管加压接口3、上腔加压口4和井口上接头10，实验井套管下堵头11外侧通过螺纹连接下腔加压口5；螺纹连接的方式结构简单、操作方便，实用性强。
如图1所示，所述的裸眼封隔器三椭圆实验装置还包括加热装置6和温度计，加热装置6位于实验井套管9的下部，加热装置6连接温度计；可以给实验介质8加热至需要的温度并监测温度变化以及根据实验介质不同提供不同的实验温度。
所述的中心管加压接口3通过中心管与套管上接头2连接；所述的三椭圆实验套管1和实验井套管9内部充满实验介质8。实验封隔器7实验时，先通过中心管加压接口3给实验封隔器7注入试验介质8，加压坐封实验封隔器7，由加热装置6加热至设定温度，再分别由上腔加压口4和下腔加压口5打环空压力，测试实验封隔器7的承压能力，保证裸眼封隔器密封可靠性，从而提升裸眼井分段压裂效果。
实施例3
如图1和图2所示，在实施例1的基础上，本实施例以一个应用于直径152.4mm钻头裸眼水平井的裸眼封隔器室内实验为例，对本发明作进一步的详细说明，具体实验方法及步骤为：
第一步，将实验封隔器7吊装进三椭圆实验套管1内，再将整套试验装置下入实验井内，连接好井口上接头10，通过中心管加压接口3及上下腔加压口4、5给封隔器和环空充入实验介质8；
第二步，中心管加压接口3加压，坐封实验封隔器7；
第三步，由加热装置6给实验介质8加热至设定温度；
第四步，分别由上腔加压口4和下腔加压口5给封隔器上、下腔加压，测试其密封能力，并通过压力表监测压力变化；
第五步，泄压，卸掉套管上接头2，取出实验封隔器7，记录数据。
本发明利用三椭圆套管模拟裸眼井井眼，相对于常规圆套管，更接近井下真实环境，测试合格的封隔器能确保压裂施工过程中分段封隔可靠性，保证分段压裂效果。
本发明的有益效果：
(1)本发明使用的裸眼封隔器三椭圆实验装置可以更加真实的模拟井下环境，为提高裸眼封隔器在不规则井眼内的密封能力提供依据。
(2)本发明中使用的实验方法可以规范裸眼封隔器的室内评价实验，以保证裸眼封隔器密封可靠性，从而提升裸眼井分段压裂效果。
(3)本发明使用的裸眼封隔器三椭圆实验装置可根据实验介质不同，提供不同的实验温度。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种裸眼封隔器三椭圆实验装置，其特征在于:包括三椭圆实验套管(1)、套管上接头(2)、中心管加压接口(3)、上腔加压口(4)、下腔加压口(5)、实验封隔器(7)、实验介质(8)、实验井套管(9)、井口上接头(10)和实验井套管下堵头(11)，实验井套管(9)内部套设三椭圆实验套管(1)，实验封隔器(7)竖直位于三椭圆实验套管(1)内，实验井套管(9)的顶部和底部分别连接井口上接头(10)和实验井套管下堵头(11)，井口上接头(10)的顶部连接套管上接头(2)，套管上接头(2)的上部内侧和中部外侧依次连接中心管加压接口(3)和上腔加压口(4)，实验井套管下堵头(11)外侧连接下腔加压口(5)，实验介质(8)填充于三椭圆实验套管(1)和实验井套管(9)内部，所述的三椭圆实验套管(1)内壁的横截面为不规则椭圆。
2.如权利要求1所述的裸眼封隔器三椭圆实验装置，其特征在于：所述的不规则椭圆为沿圆周方向径向向外凸出三段圆弧，所述的三段圆弧半径分别为55mm、65mm、76mm，偏心距分别为30mm、20mm、9mm，所述的不规则椭圆最小内径为160mm，最大内径为167mm。
3.如权利要求1所述的裸眼封隔器三椭圆实验装置，其特征在于：所述的实验井套管(9)的顶部和底部分别通过螺纹连接套管上接头(2)和实验井套管下堵头(11)，实验井套管(9)侧体上部通过连接井口上接头(10)，套管上接头(2)的上部内侧、中部外侧和下部外侧依次通过螺纹连接中心管加压接口(3)、上腔加压口(4)和井口上接头(10)，实验井套管下堵头(11)外侧通过螺纹连接下腔加压口(5)。
4.如权利要求1所述的裸眼封隔器三椭圆实验装置，其特征在于：所述的裸眼封隔器三椭圆实验装置还包括加热装置(6)和温度计，加热装置(6)位于实验井套管(9)的下部，加热装置(6)连接温度计。
5.如权利要求1所述的裸眼封隔器三椭圆实验装置，其特征在于：所述的中心管加压接口(3)通过中心管与套管上接头(2)连接。
6.如权利要求1所述的裸眼封隔器三椭圆实验装置，其特征在于：所述的三椭圆实验套管(1)和实验井套管(9)内部充满实验介质(8)。
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