CN108457638B - 用于多射孔簇近井筒阻力因素对压裂液分配的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于多射孔簇近井筒阻力因素对压裂液分配的测试装置，包括：水池、水泵、砂罐、砂控阀、节流阀、流量计、第一射孔簇测试单元、第二射孔簇测试单元、第三射孔簇测试单元、第一收集桶、第二收集桶、第三收集桶和压力采集系统。利用本发明，通过变化射孔孔道与钢管的尺寸既可以实现不同阻力的测试工作，每次实验结束，通过计量收集桶中的液体和支撑剂，分析相关规律，按照研究结果，可以依据测井解释的储层性质及应力差异并结合诱导应力理论定量得到裂缝延伸压力差异，制定出优化的簇间距、变化的射孔参数、不同布孔方案和压裂液体类型等尽可能抵消流动阻力差异，提高液体在射孔簇间分配的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及油气田技术领域，更为具体地，涉及一种用于多射孔簇近井筒阻力因素对压裂液分配的测试装置。
背景技术
复杂缝网体积改造的现代压裂理念已经成为水平井分段压裂设计和现场施工的主导思想，并且被推广应用于致密油气和低渗油藏等常规油气藏的水平井分段压裂设计中。为实现上述目的，电缆射孔与桥塞联作逐渐发展为目前应用最为广泛的压裂工艺，采用多簇连续射孔工艺，可以在同一压裂段内同时压开多条主裂缝，有利于形成复杂裂缝网络和实现体积化压裂改造，增加沿水平井筒的储层覆盖程度和改造体积，提高有效泄流面积和最终采收率。但是近两年，国外多个页岩油气田采用井下光纤分布式声学技术、化学示踪剂技术等多种手段对射孔簇的压裂效率和产量贡献率开展调查，现场试验结果表明，携带支撑剂的压裂液体并未如预期那样在射孔簇之间均匀分配并促使多条裂缝延伸，导致主裂缝尺寸和有效导流能力存在较大的差异，这势必削弱裂缝网络整体覆盖程度和复杂性，影响页岩储层增产效果。目前，中国所用的开采方法主要参照美国模式，所以压裂液体分配不均的问题也势必存在我国非常规储层水平井压裂施工中。
在压裂过程中，每一射孔簇存在套管、地层孔道、近井筒微裂缝和远井筒宏观裂缝对压裂液体产生阻力作用，各射孔簇产生的阻力R1总、R2总和R3总很难一致。如图1所示，R总＝R套管+R孔道+R弯曲+R延伸，一个压裂段相距不远的各射孔簇的裂缝延伸压力通常都相同，因此引起阻力差异的主要是套管、地层孔道、近井筒微裂缝。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种用于多射孔簇近井筒阻力因素对压裂液分配的测试装置，以解决上述背景技术中所提出的问题。
本发明提供的用于多射孔簇近井筒阻力因素对压裂液分配的测试装置，包括：水池、水泵、砂罐、砂控阀、节流阀、流量计、第一射孔簇测试单元、第二射孔簇测试单元、第三射孔簇测试单元、三个收集桶和压力采集系统；其中，水泵包括进水口和出水口，进水口通过管道与水池连通，出水口通过管道与节流阀的入口连通，节流阀的出口通过管道与流量计的入口连通，节流阀的回流口通过管道与水池连通，流量计的出口通过管道与第一射孔簇测试单元连通，第一射孔簇测试单元通过管道与第二射孔簇测试单元连通，第二射孔簇测试单元通过管道与第三射孔簇测试单元连通；第一射孔簇测试单元、第二射孔簇测试单元和第三射孔簇测试单元分别包括套管，在每个套管上分别开设有至少一个射孔，在每个射孔上螺纹连接有射孔孔道，每个射孔孔道未连接对应射孔的一端通过活接头连接有钢管，每个套管内的液体分别通过各自对应的钢管流入对应的收集桶内；在连通流量计与第一射孔簇测试单元的管道上设置有第一压力传感器，在连通第一射孔簇测试单元与第二射孔簇测试单元的管道上设置有第二压力传感器，在连通第二射孔簇测试单元与第三射孔簇测试单元的管道上设置有第三压力传感器，第一压力传感器、第二压力传感器与第三压力传感器采集的压力数据分别上传至压力采集系统；砂罐的出口与砂控阀的入砂口连通，砂控阀的出砂口与节流阀、流量计之间的管道连通。
利用本发明提供的用于多射孔簇近井筒阻力因素对压裂液分配的测试装置，通过变化射孔孔道与钢管的尺寸既可以实现不同阻力的测试工作，每次实验结束，通过计量收集桶中的液体和支撑剂，分析相关规律，按照研究结果，可以依据测井解释的储层性质及应力差异并结合诱导应力理论定量得到裂缝延伸压力差异，制定出优化的簇间距、变化的射孔参数、不同布孔方案和压裂液体类型等尽可能抵消流动阻力差异，提高液体在射孔簇间分配的均匀性。
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为根据本发明实施例的用于多射孔簇近井筒阻力因素对压裂液分配的测试装置的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的第一射孔簇测试单元的结构示意图。
其中的附图标记包括：水池1、水泵2、节流阀3、流量计4、砂罐5、砂控阀6、第一射孔簇测试单元7、套管7-1、射孔7-2、射孔孔道7-3、钢管7-4、第二射孔簇测试单元8、第三射孔簇测试单元9、第一压力传感器10、第二压力传感器11、第三压力传感器12、第一收集桶13、第二收集桶14、第三收集桶15、压力采集系统16。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
本发明旨在构建一个与现场实际相符的、尽可能反映套管、射孔、近井裂缝弯曲对井筒内液体流动差异的测试装置，测试各阻力因素对不同簇间距、射孔参数、布孔方式和流动速度情况下携砂液体在各射孔簇之间的分配规律。
图1示出了根据本发明实施例的用于多射孔簇近井筒阻力因素对压裂液分配的测试装置的结构。
如图1所示，本发明提供的用于多射孔簇近井筒阻力因素对压裂液分配的测试装置，包括：水池1、水泵2、节流阀3、流量计4、砂罐5、砂控阀6、第一射孔簇测试单元7、第二射孔簇测试单元8、第三射孔簇测试单元9、第一压力传感器10、第二压力传感器11、第三压力传感器12、第一收集桶13、第二收集桶14、第三收集桶15和压力采集系统16；其中，水泵2包括进水口和出水口，进水口通过管道与水池1连通，出水口通过管道与节流阀3的入口连通，节流阀3的出口通过管道与流量计4的入口连通，节流阀3的回流口通过管道与水池1连通，流量计4的出口通过管道与第一射孔簇测试单元连通7，第一射孔簇测试单元7通过管道与第二射孔簇测试单元8连通，第二射孔簇测试单元8通过管道与第三射孔簇测试单元9连通。
水泵2将水池1内的水泵入第一射孔簇测试单元7，流经第二射孔簇测试单元8，最后进入第三射孔簇测试单元9，节流阀3用于控制水流的大小，流量计4用于测量流入第一射孔簇测试单元7的液体的流量大小。
砂罐5的出口与砂控阀6的入砂口连通，砂控阀6的出砂口与节流阀3、流量计4之间的管道连通，砂罐5内的支撑剂流入该管道，与水一起流入第一射孔簇测试单元7，砂控阀6用于控制支撑剂的流量大小，即改变支撑剂的浓度。
第一射孔簇测试单元、第二射孔簇测试单元、第三射孔簇测试单元的结构相同，图2示出了根据本发明实施例的第一射孔簇测试单元的结构，第二射孔簇测试单元与第三射孔簇测试单元的结构同理可得。
如图2所示，第一射孔簇测试单元包括套管7-1，在套管7-1内沿长度方向开设有螺纹通孔，螺纹通孔用于连接管道和液体的流动，在套管7-1上开设有至少一个射孔7-2，在每个射孔7-2上螺纹连接有射孔孔道7-3，每个射孔孔道7-3未连接射孔7-1的一端通过活接头连接有钢管7-4，套管7-1内的液体通过钢管7-4流入到第一收集桶13内，同理可知，第二射孔簇测试单元8内的液体流入到第二收集桶14内，第三射孔簇测试单元9内的液体流入到第三收集桶15内。
钢管7-4用来代替近井裂缝弯曲阻力，钢管7-4采用活接头与不同位置的射孔孔道7-3连接和互换，可实现变换的近井裂缝弯曲阻力。
可以通过改变每个套管7-1、射孔孔道7-3、钢管7-4的内径和长度来实现变化的流动阻力，内径越小，阻力越大。
第一压力传感器10设置在连通流量计4与第一射孔簇测试单元7的管道上，第一压力传感器10用于测试第一射孔簇测试单元7的压力；第二压力传感器11设置在连通第一射孔簇测试单元7与第二射孔簇测试单元8的管道上，第二压力传感器11用于测试第二射孔簇测试单元8的压力；第三压力传感器12设置在连通第二射孔簇测试单元8与第三射孔簇测试单元9的管道上，第三压力传感器12用于测试第三射孔簇测试单元9的压力；第一压力传感器10、第二压力传感器11与第三压力传感器12采集的压力数据分别上传至压力采集系统16。
通过上述变化阻力因素的组合，能够测试在不同流量下，不同浓度压裂液体和不同类型支撑剂在单个射孔簇测试单元中的分配规律；当存在多个射孔簇时，能够测试压裂液体在射孔簇之间的分配关系，并可以在各射孔簇中组合多种射孔参数(射孔孔道的数量、相位角、孔道间距)测试压裂液体的分配关系。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (1)
1.一种用于多射孔簇近井筒阻力因素对压裂液分配的测试装置，其特征在于，包括：水池、水泵、砂罐、砂控阀、节流阀、流量计、第一射孔簇测试单元、第二射孔簇测试单元、第三射孔簇测试单元、三个收集桶和压力采集系统；其中，
所述水泵包括进水口和出水口，所述进水口通过管道与所述水池连通，所述出水口通过管道与所述节流阀的入口连通，所述节流阀的出口通过管道与所述流量计的入口连通，所述节流阀的回流口通过管道与所述水池连通，所述流量计的出口通过管道与所述第一射孔簇测试单元连通，所述第一射孔簇测试单元通过管道与所述第二射孔簇测试单元连通，所述第二射孔簇测试单元通过管道与所述第三射孔簇测试单元连通；
所述第一射孔簇测试单元、所述第二射孔簇测试单元和所述第三射孔簇测试单元分别包括套管，在每个套管上分别开设有至少一个射孔，在每个射孔上螺纹连接有射孔孔道，每个射孔孔道未连接对应射孔的一端通过活接头连接有钢管，每个套管内的液体分别通过各自对应的钢管流入对应的收集桶内；
在连通所述流量计与所述第一射孔簇测试单元的管道上设置有第一压力传感器，在连通所述第一射孔簇测试单元与所述第二射孔簇测试单元的管道上设置有第二压力传感器，在连通所述第二射孔簇测试单元与所述第三射孔簇测试单元的管道上设置有第三压力传感器，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器与所述第三压力传感器采集的压力数据分别上传至所述压力采集系统；
所述砂罐的出口与所述砂控阀的入砂口连通，所述砂控阀的出砂口与所述节流阀、所述流量计之间的管道连通；
通过改变每个套管、射孔孔道、钢管的内径和长度，测试在不同流量下、不同浓度的压裂液和不同类型的支撑剂在单个射孔簇测试单元中的分配规律；以及测试压裂液在射孔簇测试单元之间的分配关系，并在各射孔簇测试单元中组合多种射孔参数测试压裂液的分配关系。
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