CN110174342A - 一种井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井筒超声波‑酸化复合解堵模拟实验装置，包括井筒填砂模型；所述井筒填砂模型包括釜体，釜体的内部设置有呈圆管结构的第一筛管和第二筛管；釜体的顶部设置有上部盖板、底部设置有底座；底座上设置有第一进水孔眼；釜体的侧壁上设置若干第二进水孔眼；第一筛管的中部设置有超声波换能器，超声波换能器与超声波发生器相连；上部盖板上设置有出水孔眼；釜体的内侧壁上、第一筛管的外侧壁上、第二筛管的外侧壁上沿竖直方向均匀设置有若干压力传感器。本发明能够通过改变加入的污染物种类研究污染物对近井地带的污染程度及其对解堵效果的影响，并能进行不同污染物条件下超声波技术、酸化技术以及超声波‑酸化复合技术的解堵效果的实验研究。

Description

一种井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置及方法

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及一种井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置及方法。

背景技术

在油田的开发过程中，钻井和完井会对地层造成破坏，长期开采过程中油层也易受到污染和堵塞，造成油气层渗流空间的改变，有效渗透率降低，油井产量或水井注水量下降，严重影响油田的正常生产。超声波或者酸化可以实现油水井的解堵，恢复油井产能或水井的注入能力。目前的模拟研究主要集中在一维岩心水平，与实际井筒处理差别较大。为了实现超声波-酸化复合解堵的室内模拟实验，需要设计一套井筒模拟装置，在不同污染类型、不同污染程度下，采用不同功率、不同处理时间的超声波处理，测量超声波解堵效果；采用不同的酸液浓度，测量酸化的解堵效果；开展超声波-酸化复合解堵实验，测量复合处理的效果，分析影响效果的主要因素，为处理参数的优化设计提供依据。但是目前没有专门的室内模拟装置来系统地完成对油层在不同污染类型等情况下的超声波解堵效果评价、酸化解堵效果评价、超声波-酸化复合解堵效果评价等实验研究。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置，包括用来模拟井筒的井筒填砂模型；所述井筒填砂模型包括釜体，所述釜体的内部沿径向向外依次同轴设置有呈圆管结构的第一筛管和第二筛管，所述第一筛管、第二筛管的侧壁上设置有若干筛孔；所述第二筛管与釜体内壁之间的环形空间形成用来模拟储层的第一填砂主体，所述第一筛管与第二筛管之间的环形空间形成用来模拟砾石层的第二填砂主体；所述釜体的顶部设置有上部盖板，所述釜体的底部设置有底座；所述第一筛管、第二筛管的上、下两端分别与上部盖板、底座进行密封连接；

所述底座上对应第一填砂主体、第二填砂主体、第一筛管内部的位置上设置有第一进水孔眼，所述第一进水孔眼通过管线与第一注入系统进行连接；所述釜体的侧壁上沿竖直方向均匀设置若干第二进水孔眼，所述第二进水孔眼与第二注入系统连接；所述第一筛管的中部设置有超声波换能器，所述超声波换能器与超声波发生器相连；

所述上部盖板上对应第一填砂主体以及第二填砂主体的位置上设置有出水孔眼，所述出水孔眼通过管线与量筒进行连通，与每个出水孔眼进行连通的管线上均设置有出口阀门；

所述釜体的内侧壁上、第一筛管的外侧壁上、第二筛管的外侧壁上沿竖直方向均匀设置有若干压力传感器，所述压力传感器与数据采集器进行连接。

优选的，所述第一注入系统包括第一水容器、第一平流泵、第一高压活塞中间容器；所述第一平流泵的入口端与第一水容器通过管线进行连接，所述第一平流泵的出口端通过管线与第一高压活塞中间容器进行连接，所述第一高压活塞中间容器的上端通过管线与第一进水孔眼进行连通；与每个第一进水孔眼进行连通的管线上均设置有第一进口阀门；所述第一平流泵的出口端管线上设置有第一控制阀门。

优选的，所述第二注入系统包括第二水容器、第二平流泵、第二高压活塞中间容器；所述第二平流泵的入口端与第二水容器通过管线进行连接，所述第二平流泵的出口端通过管线与第二高压活塞中间容器进行连接，所述第二高压活塞中间容器的上端通过管线与第二进水孔眼进行连通；与每个第二进水孔眼进行连通的管线上均设置有第二进口阀门，所述第二平流泵的出口端管线上设置有第二控制阀门。

优选的，所述釜体对应于第二进水孔眼的内侧壁上沿圆周方向设置有一圈导流槽。

优选的，所述上部盖板的中部设置有用来安装超声波换能器的超声波换能器安装孔眼；所述上部盖板的底端面上沿径向向外依次设置有三个分别用来安装第一筛管顶部、第二筛管顶部、釜体顶部的第一环形密封凹槽；安装釜体顶部的第一环形密封凹槽内沿圆周方向均匀设置有若干第一安装孔眼，所述釜体顶部与上部盖板通过在第一安装孔眼内设置上部螺栓进行固定连接。

优选的，所述底座的顶端面上沿径向向外依次设置有三个分别用来安装第一筛管底部、第二筛管底部、釜体底部的第二环形密封凹槽；安装釜体底部的第二环形密封凹槽内沿圆周方向均匀设置有若干第二安装孔眼，所述釜体底部与底座通过在第二安装孔眼内设置下部螺栓进行固定连接。

使用井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置进行超声波解堵的实验方法，包括以下步骤：

步骤11：获取第一填砂主体15的初始模拟地层渗透率K₀以及污染物堵塞后的渗透率K₁；

步骤12：从超声波换能器安装孔眼处往第一筛管内部注入蒸馏水，使超声波换能器周围充满蒸馏水；然后打开超声波发生器电源，调节超声波功率至实验功率，使超声波换能器发出超声波，超声波通过周围的蒸馏水向四周传播，达到实验设计处理时间后关闭电源，完成超声波解堵实验；

步骤13：超声波解堵完毕后，在第二高压活塞中间容器中放入实验用驱替液体，打开第一筛管对应的第一进口阀门、第二控制阀门、第二进口阀门，将第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵将第二高压活塞中间容器中的实验用驱替液体通过第二进水孔眼注入到第一填砂主体中，直到第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为超声波解堵后的出口端流量Q₂，并通过数据采集器采集釜体内侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为超声波解堵的第一压力值P₂₁，采集第一筛管外侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为超声波解堵的第二压力值P₂₂；之后关闭第二平流泵及所有控制阀门；计算超声波解堵后的渗透率K₂，计算公式如下，

其中，K₂为超声波解堵后的渗透率，μm²；Q₂为超声波解堵后的出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体内侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管外侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，cm；P₂₁为超声波解堵后的第一压力值，0.1MPa；P₂₂为超声波解堵后的第二压力值，0.1MPa；

步骤14：计算超声波解堵后的渗透率恢复率m₁和渗透率提高率n₁，渗透率恢复率m₁的计算公式如下：

其中，m₁为超声波解堵后的渗透率恢复率；K₀为初始模拟地层渗透率，μm²；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₂为超声波解堵后的渗透率，μm²；

渗透率提高率n₁的计算公式为：

其中，n₁为超声波解堵后的渗透率提高率；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₂为超声波解堵后的渗透率，μm²。

步骤15：改变超声波功率，重复步骤11-步骤14，进行不同超声波功率下超声波解堵实验研究；

步骤16：改变实验用污染物，重复步骤11-步骤14，进行不同污染物下超声波解堵实验研究；

步骤17：改变实验用污染物的浓度，重复步骤11-步骤14，进行不同浓度污染物下超声波解堵实验研究；

步骤18：改变步骤12中的超声波处理时间，重复步骤11-步骤14，进行不同超声波处理时间下超声波解堵实验研究。

使用井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置进行酸化解堵的实验方法，包括以下步骤：

步骤21：获取第一填砂主体15的初始模拟地层渗透率K₀以及污染物堵塞后的K₁；；

步骤22：清洗第一高压活塞中间容器，将配制好的酸液置于其中，打开第一控制阀门、第一填砂主体对应的第一进口阀门、第一填砂主体对应的出口阀门；启动第一平流泵将第一高压活塞中间容器中的配置好的酸液通过第一进水孔眼注入到第一填砂主体中，注入完毕后依次关闭第一平流泵及所有控制阀门，并根据实验要求封闭静置一段时间完成酸化解堵实验；

步骤23：酸化解堵完毕后，在第二高压活塞中间容器中放入实验用驱替液体，打开第一筛管对应的第一进口阀门、第二控制阀门、第二进口阀门，将第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵将第二高压活塞中间容器中的实验用驱替液体通过第二进水孔眼注入到第一填砂主体中，直到第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为酸化解堵后的出口端流量Q₃，并通过数据采集器采集釜体内侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为酸化解堵的第一压力值P₃₁，采集第一筛管外侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为酸化解堵的第二压力值P₃₂；之后关闭第二平流泵及所有控制阀门；计算酸化解堵后的渗透率K₃，计算公式如下，

其中，K₃为酸化解堵后的渗透率，μm²；Q₃为酸化解堵后的出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体内侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管外侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，cm；P₃₁为酸化波解堵后的第一压力值，0.1MPa；P₃₂为酸化解堵后的第二压力值，0.1MPa；

步骤24：计算酸化解堵后的渗透率恢复率m₂和渗透率提高率n₂，渗透率恢复率m₂的计算公式如下：

其中，m₂为酸化解堵后的渗透率恢复率；K₀为初始模拟地层渗透率，μm²；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₃为酸化解堵后的渗透率，μm²；

渗透率提高率n₂的计算公式为：

其中，n₂为酸化解堵后的渗透率提高率；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₃为酸化解堵后的渗透率，μm²；

步骤25：改变实验用污染物，重复步骤21-步骤24，进行不同污染物下酸化解堵实验研究；

步骤26：改变实验用污染物浓度，重复步骤21-步骤24，进行不同污染物浓度下酸化解堵实验研究；

步骤27：改变实验用酸液浓度，重复步骤21-步骤24，进行不同酸液浓度下酸化解堵实验研究。

使用井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置进行超声波-酸化复合解堵的实验方法，包括以下步骤：

步骤31：获取第一填砂主体15的初始模拟地层渗透率K₀以及污染物堵塞后的渗透率K₁；

步骤32：从超声波换能器安装孔眼处往第一筛管内部注入蒸馏水，使超声波换能器周围充满蒸馏水；然后打开超声波发生器电源，调节超声波功率至实验功率，使超声波换能器发出超声波，超声波通过周围的蒸馏水向四周传播，达到实验设计处理时间后关闭电源，完成超声波解堵实验；

步骤33：清洗第一高压活塞中间容器，将配制好的酸液置于其中，打开第一控制阀门、第一填砂主体对应的第一进口阀门、第一填砂主体对应的出口阀门；启动第一平流泵将第一高压活塞中间容器中的配置好的酸液通过第一进水孔眼注入到第一填砂主体中，注入完毕后依次关闭第一平流泵及所有控制阀门，并根据实验要求封闭静置一段时间完成酸化解堵实验；

步骤34：在第二高压活塞中间容器中放入实验用驱替液体，打开第一筛管对应的第一进口阀门、第二控制阀门、第二进口阀门，将第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵将第二高压活塞中间容器中的实验用驱替液体通过第二进水孔眼注入到第一填砂主体中，直到第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为超声波-酸化复合解堵后的出口端流量Q₄，并通过数据采集器采集釜体内侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为超声波-酸化复合解堵后的第一压力值P₄₁，采集第一筛管外侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为超声波-酸化复合解堵后的第二压力值P₄₂；之后关闭第二平流泵及所有控制阀门；计算超声波-酸化复合解堵后的渗透率K₄，计算公式如下，

其中，K₄为超声波-酸化复合解堵后的渗透率，μm²；Q₄为超声波-酸化复合解堵后的出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体内侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管外侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，cm；P₄₁为超声波-酸化复合解堵后的第一压力值，0.1MPa；P₄₂为超声波-酸化复合解堵后的第二压力值，0.1MPa；

步骤35：计算超声波-酸化复合解堵后的渗透率恢复率m₃和渗透率提高率n₃，渗透率恢复率m₃的计算公式如下：

其中，m₃为超声波-酸化复合解堵后的渗透率恢复率；K₀为初始模拟地层渗透率，μm²；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₄为超声波-酸化复合解堵后的渗透率，μm²；

渗透率提高率n₃的计算公式为：

其中，n₃为超声波-酸化复合解堵后的渗透率提高率；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₄为超声波-酸化复合解堵后的渗透率，μm²；

步骤36：改变实验用污染物，重复步骤31-步骤35，进行不同污染物下超声波-酸化复合解堵实验研究；

步骤37：改变实验用污染物浓度，重复步骤31-步骤35，进行不同污染物浓度下超声波-酸化复合解堵实验研究。

上述任一所述的井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置的实验方法，获取初始模拟地层渗透率K₀以及污染物堵塞后的污染物堵塞后的渗透率K₁的步骤如下，

步骤41：在第一填砂主体、第二填砂主体内进行模拟地层水的注入；将配制好的模拟地层水置于第一高压活塞中间容器中，打开第一控制阀门、第一填砂主体对应的第一进口阀门、第二填砂主体对应的第一进口阀门、所有出口阀门；启动第一平流泵将第一高压活塞中间容器中的模拟地层水通过第一进水孔眼注入到第一填砂主体和第二填砂主体中，直到量筒内液体体积变化率稳定，关闭第一平流泵及所有阀门；

步骤42：将配制好的模拟地层水置于第二高压活塞中间容器中，打开第一筛管对应的第一进口阀门、第二控制阀门、第二进口阀门，将第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵将第二高压活塞中间容器中的模拟地层水通过第二进水孔眼注入到第一填砂主体中，直到第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为初始出口端流量Q₀，并通过数据采集器采集釜体内侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为初始第一压力值P₀₁，采集第一筛管外侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为初始第二压力值P₀₂；之后关闭第二平流泵及所有控制阀门；计算初始模拟地层渗透率K₀，计算公式如下，

其中，K₀为初始模拟地层渗透率，μm²；Q₀为初始出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体内侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管外侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，cm；P₀₁为初始第一压力值，0.1MPa；P₀₂为初始第二压力值，0.1MPa；

步骤43：将第一高压活塞中间容器清洗干净，把实验用油置于第一高压活塞中间容器中，打开第一控制阀门、第一填砂主体对应的第一进口阀门、第二填砂主体对应的第一进口阀门、所有出口阀门；启动第一平流泵将第一高压活塞中间容器中的实验用油通过第一进水孔眼注入到第一填砂主体和第二填砂主体中，直到量筒内液体体积变化率稳定，关闭第一平流泵及所有阀门；

步骤44：将第一高压活塞中间容器清洗干净，把配置好的实验用污染物置于第一高压活塞中间容器中，打开第一控制阀门、第一填砂主体对应的第一进口阀门、第一填砂主体对应的出口阀门；启动第一平流泵将第一高压活塞中间容器中的配置好的实验用污染物通过第一进水孔眼注入到第一填砂主体中，注入完毕后依次关闭第一平流泵及所有控制阀门，并根据实验要求封闭静置一段时间；

步骤45：静置完毕后，在第二高压活塞中间容器中放入实验用驱替液体，打开第一筛管对应的第一进口阀门、第二控制阀门、第二进口阀门，将第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵将第二高压活塞中间容器中的实验用驱替液体通过第二进水孔眼注入到第一填砂主体中，直到第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为污染物堵塞后的出口端流量Q₁，并通过数据采集器采集釜体内侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为污染物堵塞的第一压力值P₁₁，采集第一筛管外侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为污染物堵塞的第二压力值P₁₂；之后关闭第二平流泵及所有控制阀门；计算污染物堵塞后的渗透率K₁，计算公式如下，

其中，K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；Q₁为初始出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体内侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管外侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，cm；P₁₁为污染物堵塞后的第一压力值，0.1MPa；P₁₂为污染物堵塞后的第二压力值，0.1Mpa。

本发明的有益效果是：

(1)本发明井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置结构简单、设计合理，使用操作简单，能够高效、快速的完成模拟储层的相关解堵实验。

(2)本发明井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置能够通过改变加入的污染物种类研究污染物对近井地带的污染程度及其对解堵效果的影响，并能进行不同污染物条件下超声波技术、酸化技术以及超声波-酸化复合技术的解堵效果的实验研究；可广泛用于油田开发研究和其他行业的地层性能研究中，为实际生产提供科学依据。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置的结构示意图；

图2为本发明中上部盖板的结构示意图；

图3为本发明中底座的结构示意图；

其中：

1-上部盖板，2-出水孔眼，3-第一安装孔眼，4-超声波换能器安装孔眼，5-传感器排线孔眼，6-第二安装孔眼，7-底座，8-第二环形密封凹槽，9-第一进水孔眼，10-第一环形密封圈，

11-釜体，12-导流槽，13-砂网，14-压力传感器，15-第一填砂主体，1601-第一筛管，1602-第二筛管，17-第二填砂主体，18-螺栓，19-底座支架，

20-第二进水孔眼，21-第一水容器，22-第一平流泵，23-第一控制阀门，24-第一高压活塞中间容器，25-第一进口阀门，26-第一进口阀门，27-第一进口阀门，28-第一进口阀门，29-第一进口阀门，

30-第二水容器，31-第二平流泵，32-第二控制阀门，33-第二高压活塞中间容器，34-第二进口阀门，35-第二进口阀门，36-第二进口阀门，37-量筒，38-超声波发生器，39-超声波换能器，

40-出口阀门，41-出口阀门，42-出口阀门，43-出口阀门，44-数据采集器，45-井筒填砂模型，46-检测进水孔眼，47-压力传感器安装孔眼，48-可拆卸填砂模型部分，49-检测出口阀门，

50-检测出水孔眼，51-水听器，52-水听器安装孔眼，53-线性放大器，54-检测量筒，55-示波器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“底”、“顶”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

如图1所示，一种井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置，包括用来模拟井筒的井筒填砂模型45；所述井筒填砂模型45包括釜体11，所述釜体11的内部沿径向向外依次同轴设置有呈圆管结构的第一筛管1601和第二筛管1602，所述第一筛管1601、第二筛管1602的侧壁上设置有若干筛孔；所述第二筛管1602与釜体11内壁之间的环形空间形成用来模拟储层的第一填砂主体15，所述第一筛管1601与第二筛管1602之间的环形空间形成用来模拟砾石层的第二填砂主体17；所述釜体11的顶部设置有上部盖板1，所述釜体11的底部设置有底座7；所述第一筛管1601、第二筛管1602的上、下两端分别与上部盖板1、底座7进行密封连接；

所述底座7上对应第一填砂主体15、第二填砂主体17、第一筛管1601内部的位置上设置有第一进水孔眼9，所述第一进水孔眼9通过管线与第一注入系统进行连接，如图3所示，第一填砂主体15对应的底座7上设置有两个第一进水孔眼9，第二填砂主体17对应的底座7上设置有两个第一进水孔眼9，第一筛管1601内部对应的底座7上设置有一个第一进水孔眼9，所有第一进水孔眼9的中心位于同一条直线上，其中第一注入系统在实验过程中用来注入模拟地层水、实验用油、实验用污染物溶液、酸液；所述釜体11的侧壁上沿竖直方向均匀设置若干第二进水孔眼20，所述第二进水孔眼20与第二注入系统连接，其中第二注入系统在实验过程中用来注入模拟地层水、实验用驱替液体；所述第一筛管1601的中部设置有超声波换能器39，所述超声波换能器39与超声波发生器38相连；

所述上部盖板1上对应第一填砂主体15以及第二填砂主体17的位置上设置有出水孔眼2，所述出水孔眼2通过管线与量筒37进行连通，与每个出水孔眼2进行连通的管线上均设置有出口阀门；第一填砂主体15对应的上部盖板上设置有两个出水孔眼2，对应的出口阀门为40和43，第二填砂主体17对应的上部盖板上设置有两个出水孔眼2，对应的出口阀门为41和42，如图2所示，其中第一填砂主体15对应的上部盖板1上设置有两个出水孔眼2，第二填砂主体17对应的上部盖板1上设置有两个出水孔眼2，所有出水孔眼2的中点位于同一条直线上；

所述釜体11的内侧壁上、第一筛管1601的外侧壁上、第二筛管1602的外侧壁上沿竖直方向均匀设置有若干压力传感器14，所述压力传感器14与数据采集器44进行连接。

优选的，所述第一注入系统包括第一水容器21、第一平流泵22、第一高压活塞中间容器24；所述第一平流泵22的入口端与第一水容器21通过管线进行连接，所述第一平流泵22的出口端通过管线与第一高压活塞中间容器24进行连接，所述第一高压活塞中间容器24的上端通过管线与第一进水孔眼9进行连通；与每个第一进水孔眼9进行连通的管线上均设置有第一进口阀门，其中第一填砂主体15对应的两个第一进水孔眼9分别对应于第一进口阀门25和29，第二填砂主体17对应的两个第一进水孔眼9分别对应于第一进口阀门26和28，第一筛管1601内部对应的一个第一进水孔眼9对应的为第一进口阀门27；所述第一平流泵22的出口端管线上设置有第一控制阀门23。

优选的，所述第二注入系统包括第二水容器30、第二平流泵31、第二高压活塞中间容器33；所述第二平流泵31的入口端与第二水容器30通过管线进行连接，所述第二平流泵31的出口端通过管线与第二高压活塞中间容器33进行连接，所述第二高压活塞中间容器33的上端通过管线与第二进水孔眼20进行连通；与每个第二进水孔眼20进行连通的管线上均设置有第二进口阀门34(35/36)，所述第二平流泵31的出口端管线上设置有第二控制阀门32。

优选的，所述釜体11对应于第二进水孔眼20的内侧壁上沿圆周方向设置有一圈导流槽12，使第二注入系统注入的液体通过第二进水孔眼20扩散至整个导流槽12，从而均匀的进入到第一填砂主体15内。

其中，所述釜体11的内侧壁、底座7的顶端面、上部盖板1的底端面上均设置有砂网13。

优选的，所述上部盖板1的中部设置有用来安装超声波换能器39的超声波换能器安装孔眼4；所述上部盖板1的底端面上沿径向向外依次设置有三个分别用来安装第一筛管1601顶部、第二筛管1602顶部、釜体11顶部的第一环形密封凹槽；安装釜体11顶部的第一环形密封凹槽内沿圆周方向均匀设置有若干第一安装孔眼3，所述釜体11顶部与上部盖板1通过在第一安装孔眼3内设置上部螺栓进行固定连接。

其中，安装釜体11顶部的第一环形密封凹槽内设置有第一环形密封圈10，所述第一环形密封圈10上设置有与第一安装孔眼3一一对应的通孔。

其中，所述上部盖板1上还设置有传感器排线孔眼5。

优选的，所述底座7的顶端面上沿径向向外依次设置有三个分别用来安装第一筛管1601底部、第二筛管1602底部、釜体11底部的第二环形密封凹槽8；安装釜体11底部的第二环形密封凹槽8内沿圆周方向均匀设置有若干第二安装孔眼6，所述釜体11底部与底座7通过在第二安装孔眼6内设置下部螺栓18进行固定连接。

其中底座7的底部设置有底座支架19。

其中，安装釜体11底部的第二环形密封凹槽内设置有第二环形密封圈，所述第二环形密封圈上设置有与第二安装孔眼6一一对应的通孔。

其中，釜体11的侧壁上设置有用于检测超声波衰减情况的超声波衰减情况检测系统，所述超声波衰减情况检测系统包括可拆卸填砂模型部分48，其中可拆卸填砂模型部分48与釜体11通过螺栓进行连接；所述可拆卸填砂模型部分48呈两端封堵的筒状结构，所述可拆卸填砂模型部分48与釜体11的连接端设置有检测进水孔眼46，所述检测进水孔眼46与釜体11内的第一填砂主体15连通，所述可拆卸填砂模型部分48另一端设置有检测出水孔眼50，所述检测出水孔眼50通过管道连接至检测量筒54，其中检测出水孔眼50的出口端设置有检测出口阀门49；所述可拆卸填砂模型部分48的侧壁上部设置有若干用来安装压力传感器的压力传感器安装孔眼47，所述可拆卸填砂模型部分48的侧壁下部设置有若干用来安装水听器51的水听器安装孔眼52；所述水听器51与线性放大器53连接，所述线性放大器53与示波器55连接。

超声波衰减情况检测系统用于研究超声波处理过程中声波的衰减情况：当超声波传播到可拆卸填砂模型部分48时，水听器51收集到的信号经过线性放大器53处理后将波形显示在示波器55中，根据波的变化研究超声波在解堵过程中的衰减情况。

在实验开始前，所有阀门均为关闭状态。

使用井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置进行超声波解堵的实验方法，包括以下步骤：

步骤11：获取第一填砂主体15的初始模拟地层渗透率K₀以及污染物堵塞后的渗透率K₁，具体步骤为步骤41-步骤45，具体如下：

步骤41：在第一填砂主体15、第二填砂主体17内进行模拟地层水的注入；将配制好的模拟地层水置于第一高压活塞中间容器24中，打开第一控制阀门23、第一填砂主体15对应的第一进口阀门25和29、第二填砂主体17对应的第一进口阀门26和28、出口阀门40、41、42、43；启动第一平流泵22将第一水容器21中的蒸馏水泵入到第一高压活塞中间容器24内，推动第一高压活塞中间容器24中的活塞运动，从而将模拟地层水通过第一进水孔眼9注入到第一填砂主体15和第二填砂主体17中，直到量筒37内液体体积变化率稳定，说明第一填砂主体15和第二填砂主体17中充分饱和了模拟底层水，关闭第一平流泵22及所有阀门；

步骤42：将配制好的模拟地层水置于第二高压活塞中间容器33中，打开第一筛管1601对应的第一进口阀门27、第二控制阀门32、第二进口阀门34、35、36，将第一筛管1601对应的第一进口阀门27的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵31将第二水容器30中的蒸馏水泵入到第二高压活塞中间容器33内，推动第二高压活塞中间容器33中的活塞运动，从而将模拟地层水通过第二进水孔眼20注入到第一填砂主体15中，直到第一筛管1601对应的第一进口阀门27的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为初始出口端流量Q₀，并通过数据采集器44采集釜体11内侧壁上所有压力传感器14监测的压力值的平均值作为初始第一压力值P₀₁，采集第一筛管1601外侧壁上所有压力传感器14监测的压力值的平均值作为初始第二压力值P₀₂；之后关闭第二平流泵31及所有控制阀门；计算初始模拟地层渗透率K₀，计算公式如下，

其中，K₀为初始模拟地层渗透率，μm²；Q₀为初始出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体11内侧壁上所有压力传感器14与第一筛管1601中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管1601外侧壁上所有压力传感器14与第一筛管1601中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，即上部盖板1与底座7之间的距离，cm；P₀₁为初始第一压力值，0.1MPa；P₀₂为初始第二压力值，0.1MPa；

步骤43：将第一高压活塞中间容器24清洗干净，把实验用油置于第一高压活塞中间容器24中，打开第一控制阀门23、第一填砂主体15对应的第一进口阀门25和29、第二填砂主体17对应的第一进口阀门26和28、出口阀门40、41、42、43；启动第一平流泵22将第一水容器21中的蒸馏水泵入到第一高压活塞中间容器24内，推动第一高压活塞中间容器24中的活塞运动，从而将实验用油通过第一进水孔眼9注入到第一填砂主体15和第二填砂主体17中，直到量筒37内液体体积变化率稳定，说明第一填砂主体15和第二填砂主体17中充分饱和了实验用油，关闭第一平流泵22及所有阀门；

步骤44：将第一高压活塞中间容器24清洗干净，把配置好的实验用污染物置于第一高压活塞中间容器24中，打开第一控制阀门23、第一填砂主体15对应的第一进口阀门25和29、第一填砂主体15对应的出口阀门40和43；启动第一平流泵22将第一水容器21中的蒸馏水泵入到第一高压活塞中间容器24内，推动第一高压活塞中间容器24中的活塞运动，从而将配置好的实验用污染物通过第一进水孔眼9注入到第一填砂主体15中，注入完毕后依次关闭第一平流泵22及所有控制阀门，并根据实验要求封闭静置一段时间；

步骤45：静置完毕后，在第二高压活塞中间容器33中放入实验用驱替液体，打开第一筛管1601对应的第一进口阀门27、第二控制阀门32、第二进口阀门34、35、36，将第一筛管1601对应的第一进口阀门27的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵31将第二水容器30中的蒸馏水泵入到第二高压活塞中间容器33内，推动第二高压活塞中间容器33中的活塞运动，从而将实验用驱替液体通过第二进水孔眼20注入到第一填砂主体15中，直到第一筛管1601对应的第一进口阀门27的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为污染物堵塞后的出口端流量Q₁，并通过数据采集器44采集釜体11内侧壁上所有压力传感器14监测的压力值的平均值作为污染物堵塞的第一压力值P₁₁，采集第一筛管1601外侧壁上所有压力传感器14监测的压力值的平均值作为污染物堵塞的第二压力值P₁₂；之后关闭第二平流泵31及所有控制阀门；计算污染物堵塞后的渗透率K₁，计算公式如下，

其中，K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；Q₁为初始出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体11内侧壁上所有压力传感器14与第一筛管1601中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管1601外侧壁上所有压力传感器14与第一筛管1601中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，即上部盖板1与底座7之间的距离，cm；P₁₁为污染物堵塞后的第一压力值，0.1MPa；P₁₂为污染物堵塞后的第二压力值，0.1MPa；

获得初始模拟地层渗透率K₀以及污染物堵塞后的渗透率K₁后再进行以下步骤：

步骤12：从超声波换能器安装孔眼4处往第一筛管1601内部注入蒸馏水，使超声波换能器39周围充满蒸馏水；然后打开超声波发生器38电源，调节超声波功率至实验功率，使超声波换能器39发出超声波，超声波通过周围的蒸馏水向四周传播，达到实验设计处理时间后关闭电源，完成超声波解堵实验；

步骤13：超声波解堵完毕后，在第二高压活塞中间容器33中放入实验用驱替液体，打开第一筛管1601对应的第一进口阀门27、第二控制阀门32、第二进口阀门34、35、36，将第一筛管1601对应的第一进口阀门27的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵31将第二水容器30中的蒸馏水泵入到第二高压活塞中间容器33内，推动第二高压活塞中间容器33中的活塞运动，从而将实验用驱替液体通过第二进水孔眼20注入到第一填砂主体15中，直到第一筛管1601对应的第一进口阀门27的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为超声波解堵后的出口端流量Q₂，并通过数据采集器44采集釜体11内侧壁上所有压力传感器14监测的压力值的平均值作为超声波解堵的第一压力值P₂₁，采集第一筛管1601外侧壁上所有压力传感器14监测的压力值的平均值作为超声波解堵的第二压力值P₂₂；之后关闭第二平流泵31及所有控制阀门；计算超声波解堵后的渗透率K₂，计算公式如下，

其中，K₂为超声波解堵后的渗透率，μm²；Q₂为超声波解堵后的出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体11内侧壁上所有压力传感器14与第一筛管1601中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管1601外侧壁上所有压力传感器14与第一筛管1601中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，即上部盖板1与底座7之间的距离，cm；P₂₁为超声波解堵后的第一压力值，0.1MPa；P₂₂为超声波解堵后的第二压力值，0.1MPa；

步骤14：计算超声波解堵后的渗透率恢复率m₁和渗透率提高率n₁，渗透率恢复率m₁的计算公式如下：

其中，m₁为超声波解堵后的渗透率恢复率；K₀为初始模拟地层渗透率，μm²；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₂为超声波解堵后的渗透率，μm²；

渗透率提高率n₁的计算公式为：

其中，n₁为超声波解堵后的渗透率提高率；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₂为超声波解堵后的渗透率，μm²。

步骤15：改变超声波功率，重复步骤11-步骤14，进行不同超声波功率下超声波解堵实验研究；

步骤16：改变实验用污染物，重复步骤11-步骤14，进行不同污染物下超声波解堵实验研究；

步骤17：改变实验用污染物的浓度，重复步骤11-步骤14，进行不同浓度污染物下超声波解堵实验研究；

步骤18：改变步骤12中的超声波处理时间，重复步骤11-步骤14，进行不同超声波处理时间下超声波解堵实验研究。

实施例2：

使用实施例1中的井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置进行酸化解堵的实验方法，包括以下步骤：

步骤21：采用实施例1中的步骤41-步骤45获取第一填砂主体15的初始模拟地层渗透率K₀以及污染物堵塞后的渗透率K₁；

步骤22：清洗第一高压活塞中间容器24，将配制好的酸液置于其中，打开第一控制阀门23、第一填砂主体15对应的第一进口阀门25和29、第一填砂主体15对应的出口阀门40和43；启动第一平流泵22将第一水容器21中的蒸馏水泵入到第一高压活塞中间容器24内，推动第一高压活塞中间容器24中的活塞运动，从而将配置好的酸液通过第一进水孔眼9注入到第一填砂主体15中，注入完毕后依次关闭第一平流泵22及所有控制阀门，并根据实验要求封闭静置一段时间完成酸化解堵实验；

步骤23：酸化解堵完毕后，在第二高压活塞中间容器33中放入实验用驱替液体，打开第一筛管1601对应的第一进口阀门27、第二控制阀门32、第二进口阀门34、35、36，将第一筛管1601对应的第一进口阀门27的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵31将第二水容器30中的蒸馏水泵入到第二高压活塞中间容器33内，推动第二高压活塞中间容器33中的活塞运动，从而将实验用驱替液体通过第二进水孔眼20注入到第一填砂主体15中，直到第一筛管1601对应的第一进口阀门27的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为酸化解堵后的出口端流量Q₃，并通过数据采集器44采集釜体11内侧壁上所有压力传感器14监测的压力值的平均值作为酸化解堵的第一压力值P₃₁，采集第一筛管1601外侧壁上所有压力传感器14监测的压力值的平均值作为酸化解堵的第二压力值P₃₂；之后关闭第二平流泵31及所有控制阀门；计算酸化解堵后的渗透率K₃，计算公式如下，

其中，K₃为酸化解堵后的渗透率，μm²；Q₃为酸化解堵后的出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体11内侧壁上所有压力传感器14与第一筛管1601中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管1601外侧壁上所有压力传感器14与第一筛管1601中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，即上部盖板1与底座7之间的距离，cm；P₃₁为酸化波解堵后的第一压力值，0.1MPa；P₃₂为酸化解堵后的第二压力值，0.1MPa；

步骤24：计算酸化解堵后的渗透率恢复率m₂和渗透率提高率n₂，渗透率恢复率m₂的计算公式如下：

其中，m₂为酸化解堵后的渗透率恢复率；K₀为初始模拟地层渗透率，μm²；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₃为酸化解堵后的渗透率，μm²；

渗透率提高率n₂的计算公式为：

其中，n₂为酸化解堵后的渗透率提高率；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₃为酸化解堵后的渗透率，μm²；

步骤25：改变实验用污染物，重复步骤21-步骤24，进行不同污染物下酸化解堵实验研究；

步骤26：改变实验用污染物浓度，重复步骤21-步骤24，进行不同污染物浓度下酸化解堵实验研究；

步骤27：改变实验用酸液浓度，重复步骤21-步骤24，进行不同酸液浓度下酸化解堵实验研究。

实施例3：

使用实施例1中的井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置进行超声波-酸化复合解堵的实验方法，包括以下步骤：

步骤31：采用实施例1中的步骤41-步骤45获取第一填砂主体15的初始模拟地层渗透率K₀以及污染物堵塞后的渗透率K₁；

步骤32：从超声波换能器安装孔眼处往第一筛管内部注入蒸馏水，使超声波换能器周围充满蒸馏水；然后打开超声波发生器电源，调节超声波功率至实验功率，使超声波换能器发出超声波，超声波通过周围的蒸馏水向四周传播，达到实验设计处理时间后关闭电源，完成超声波解堵实验；

步骤33：清洗第一高压活塞中间容器，将配制好的酸液置于其中，打开第一控制阀门、第一填砂主体对应的第一进口阀门、第一填砂主体对应的出口阀门；启动第一平流泵将第一高压活塞中间容器中的配置好的酸液通过第一进水孔眼注入到第一填砂主体中，注入完毕后依次关闭第一平流泵及所有控制阀门，并根据实验要求封闭静置一段时间完成酸化解堵实验；

步骤34：在第二高压活塞中间容器33中放入实验用驱替液体，打开第一筛管1601对应的第一进口阀门27、第二控制阀门32、第二进口阀门34、35、36，将第一筛管1601对应的第一进口阀门27的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵31将第二水容器30中的蒸馏水泵入到第二高压活塞中间容器33内，推动第二高压活塞中间容器33中的活塞运动，从而将实验用驱替液体通过第二进水孔眼20注入到第一填砂主体15中，直到第一筛管1601对应的第一进口阀门27的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为超声波-酸化复合解堵后的出口端流量Q₄，并通过数据采集器44采集釜体11内侧壁上所有压力传感器14监测的压力值的平均值作为超声波-酸化复合解堵后的第一压力值P₄₁，采集第一筛管1601外侧壁上所有压力传感器14监测的压力值的平均值作为超声波-酸化复合解堵后的第二压力值P₄₂；之后关闭第二平流泵31及所有控制阀门；计算超声波-酸化复合解堵后的渗透率K₄，计算公式如下，

其中，K₄为超声波-酸化复合解堵后的渗透率，μm²；Q₄为超声波-酸化复合解堵后的出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体11内侧壁上所有压力传感器14与第一筛管1601中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管1601外侧壁上所有压力传感器14与第一筛管1601中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，即上部盖板1与底座7之间的距离，cm；P₄₁为超声波-酸化复合解堵后的第一压力值，0.1MPa；P₄₂为超声波-酸化复合解堵后的第二压力值，0.1MPa；

步骤35：计算超声波-酸化复合解堵后的渗透率恢复率m₃和渗透率提高率n₃，渗透率恢复率m₃的计算公式如下：

其中，m₃为超声波-酸化复合解堵后的渗透率恢复率；K₀为初始模拟地层渗透率，μm²；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₄为超声波-酸化复合解堵后的渗透率，μm²；

渗透率提高率n₃的计算公式为：

其中，n₃为超声波-酸化复合解堵后的渗透率提高率；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₄为超声波-酸化复合解堵后的渗透率，μm²；

步骤36：改变实验用污染物，重复步骤31-步骤35，进行不同污染物下超声波-酸化复合解堵实验研究；

步骤37：改变实验用污染物浓度，重复步骤31-步骤35，进行不同污染物浓度下超声波-酸化复合解堵实验研究。

除了以上所例举的具体的实验过程，通过可拆卸填砂模型部分48可对解堵过程中的超声波衰减情况进行研究，可拆卸填砂模型部分48内安装的水听器51收集到的超声波信号经过线性放大器53处理后，将波形显示在示波器55中，根据波形的变化来研究超声波的衰减情况。

本发明井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置结构简单、设计合理，使用操作简单，能够高效、快速的完成模拟储层的相关解堵实验；本发明井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置能够通过改变加入的污染物种类研究污染物对近井地带的污染程度及其对解堵效果的影响，并能进行不同污染物条件下超声波技术、酸化技术以及超声波-酸化复合技术的解堵效果的实验研究；可广泛用于油田开发研究和其他行业的地层性能研究中，为实际生产提供科学依据。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置，其特征是，包括用来模拟井筒的井筒填砂模型；所述井筒填砂模型包括釜体，所述釜体的内部沿径向向外依次同轴设置有呈圆管结构的第一筛管和第二筛管，所述第一筛管、第二筛管的侧壁上设置有若干筛孔；所述第二筛管与釜体内壁之间的环形空间形成用来模拟储层的第一填砂主体，所述第一筛管与第二筛管之间的环形空间形成用来模拟砾石层的第二填砂主体；所述釜体的顶部设置有上部盖板，所述釜体的底部设置有底座；所述第一筛管、第二筛管的上、下两端分别与上部盖板、底座进行密封连接；

所述底座上对应第一填砂主体、第二填砂主体、第一筛管内部的位置上设置有第一进水孔眼，所述第一进水孔眼通过管线与第一注入系统进行连接；所述釜体的侧壁上沿竖直方向均匀设置若干第二进水孔眼，所述第二进水孔眼与第二注入系统连接；所述第一筛管的中部设置有超声波换能器，所述超声波换能器与超声波发生器相连；

所述上部盖板上对应第一填砂主体以及第二填砂主体的位置上设置有出水孔眼，所述出水孔眼通过管线与量筒进行连通，与每个出水孔眼进行连通的管线上均设置有出口阀门；

所述釜体的内侧壁上、第一筛管的外侧壁上、第二筛管的外侧壁上沿竖直方向均匀设置有若干压力传感器，所述压力传感器与数据采集器进行连接。

2.如权利要求1所述的一种井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置，其特征是，所述第一注入系统包括第一水容器、第一平流泵、第一高压活塞中间容器；所述第一平流泵的入口端与第一水容器通过管线进行连接，所述第一平流泵的出口端通过管线与第一高压活塞中间容器进行连接，所述第一高压活塞中间容器的上端通过管线与第一进水孔眼进行连通；与每个第一进水孔眼进行连通的管线上均设置有第一进口阀门；所述第一平流泵的出口端管线上设置有第一控制阀门。

3.如权利要求1所述的一种井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置，其特征是，所述第二注入系统包括第二水容器、第二平流泵、第二高压活塞中间容器；所述第二平流泵的入口端与第二水容器通过管线进行连接，所述第二平流泵的出口端通过管线与第二高压活塞中间容器进行连接，所述第二高压活塞中间容器的上端通过管线与第二进水孔眼进行连通；与每个第二进水孔眼进行连通的管线上均设置有第二进口阀门，所述第二平流泵的出口端管线上设置有第二控制阀门。

4.如权利要求1所述的一种井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置，其特征是，所述釜体对应于第二进水孔眼的内侧壁上沿圆周方向设置有一圈导流槽。

5.如权利要求1所述的一种井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置，其特征是，所述上部盖板的中部设置有用来安装超声波换能器的超声波换能器安装孔眼；所述上部盖板的底端面上沿径向向外依次设置有三个分别用来安装第一筛管顶部、第二筛管顶部、釜体顶部的第一环形密封凹槽；安装釜体顶部的第一环形密封凹槽内沿圆周方向均匀设置有若干第一安装孔眼，所述釜体顶部与上部盖板通过在第一安装孔眼内设置上部螺栓进行固定连接。

6.如权利要求1所述的一种井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置，其特征是，所述底座的顶端面上沿径向向外依次设置有三个分别用来安装第一筛管底部、第二筛管底部、釜体底部的第二环形密封凹槽；安装釜体底部的第二环形密封凹槽内沿圆周方向均匀设置有若干第二安装孔眼，所述釜体底部与底座通过在第二安装孔眼内设置下部螺栓进行固定连接。

7.使用如权利要求1～6任一所述的井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置进行超声波解堵的实验方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤11：获取第一填砂主体15的初始模拟地层渗透率K₀以及污染物堵塞后的渗透率K₁；

步骤12：从超声波换能器安装孔眼处往第一筛管内部注入蒸馏水，使超声波换能器周围充满蒸馏水；然后打开超声波发生器电源，调节超声波功率至实验功率，使超声波换能器发出超声波，超声波通过周围的蒸馏水向四周传播，达到实验设计处理时间后关闭电源，完成超声波解堵实验；

步骤13：超声波解堵完毕后，在第二高压活塞中间容器中放入实验用驱替液体，打开第一筛管对应的第一进口阀门、第二控制阀门、第二进口阀门，将第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵将第二高压活塞中间容器中的实验用驱替液体通过第二进水孔眼注入到第一填砂主体中，直到第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为超声波解堵后的出口端流量Q₂，并通过数据采集器采集釜体内侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为超声波解堵的第一压力值P₂₁，采集第一筛管外侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为超声波解堵的第二压力值P₂₂；之后关闭第二平流泵及所有控制阀门；计算超声波解堵后的渗透率K₂，计算公式如下，

其中，K₂为超声波解堵后的渗透率，μm²；Q₂为超声波解堵后的出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体内侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管外侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，cm；P₂₁为超声波解堵后的第一压力值，0.1MPa；P₂₂为超声波解堵后的第二压力值，0.1MPa；

步骤14：计算超声波解堵后的渗透率恢复率m₁和渗透率提高率n₁，渗透率恢复率m₁的计算公式如下：

其中，m₁为超声波解堵后的渗透率恢复率；K₀为初始模拟地层渗透率，μm²；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₂为超声波解堵后的渗透率，μm²；

渗透率提高率n₁的计算公式为：

其中，n₁为超声波解堵后的渗透率提高率；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₂为超声波解堵后的渗透率，μm²。

步骤15：改变超声波功率，重复步骤11-步骤14，进行不同超声波功率下超声波解堵实验研究；

步骤16：改变实验用污染物，重复步骤11-步骤14，进行不同污染物下超声波解堵实验研究；

步骤17：改变实验用污染物的浓度，重复步骤11-步骤14，进行不同浓度污染物下超声波解堵实验研究；

步骤18：改变步骤12中的超声波处理时间，重复步骤11-步骤14，进行不同超声波处理时间下超声波解堵实验研究。

8.使用如权利要求1～6任一所述的井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置进行酸化解堵的实验方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤21：获取第一填砂主体15的初始模拟地层渗透率K₀以及污染物堵塞后的渗透率K₁；

步骤22：清洗第一高压活塞中间容器，将配制好的酸液置于其中，打开第一控制阀门、第一填砂主体对应的第一进口阀门、第一填砂主体对应的出口阀门；启动第一平流泵将第一高压活塞中间容器中的配置好的酸液通过第一进水孔眼注入到第一填砂主体中，注入完毕后依次关闭第一平流泵及所有控制阀门，并根据实验要求封闭静置一段时间完成酸化解堵实验；

步骤23：酸化解堵完毕后，在第二高压活塞中间容器中放入实验用驱替液体，打开第一筛管对应的第一进口阀门、第二控制阀门、第二进口阀门，将第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵将第二高压活塞中间容器中的实验用驱替液体通过第二进水孔眼注入到第一填砂主体中，直到第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为酸化解堵后的出口端流量Q₃，并通过数据采集器采集釜体内侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为酸化解堵的第一压力值P₃₁，采集第一筛管外侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为酸化解堵的第二压力值P₃₂；之后关闭第二平流泵及所有控制阀门；计算酸化解堵后的渗透率K₃，计算公式如下，

其中，K₃为酸化解堵后的渗透率，μm²；Q₃为酸化解堵后的出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体内侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管外侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，cm；P₃₁为酸化波解堵后的第一压力值，0.1MPa；P₃₂为酸化解堵后的第二压力值，0.1MPa；

步骤24：计算酸化解堵后的渗透率恢复率m₂和渗透率提高率n₂，渗透率恢复率m₂的计算公式如下：

其中，m₂为酸化解堵后的渗透率恢复率；K₀为初始模拟地层渗透率，μm²；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₃为酸化解堵后的渗透率，μm²；

渗透率提高率n₂的计算公式为：

其中，n₂为酸化解堵后的渗透率提高率；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₃为酸化解堵后的渗透率，μm²；

步骤25：改变实验用污染物，重复步骤21-步骤24，进行不同污染物下酸化解堵实验研究；

步骤26：改变实验用污染物浓度，重复步骤21-步骤24，进行不同污染物浓度下酸化解堵实验研究；

步骤27：改变实验用酸液浓度，重复步骤21-步骤24，进行不同酸液浓度下酸化解堵实验研究。

9.使用如权利要求1～6任一所述的井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置进行超声波-酸化复合解堵的实验方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤31：获取第一填砂主体15的初始模拟地层渗透率K₀以及污染物堵塞后的渗透率K₁；

步骤32：从超声波换能器安装孔眼处往第一筛管内部注入蒸馏水，使超声波换能器周围充满蒸馏水；然后打开超声波发生器电源，调节超声波功率至实验功率，使超声波换能器发出超声波，超声波通过周围的蒸馏水向四周传播，达到实验设计处理时间后关闭电源，完成超声波解堵实验；

步骤33：清洗第一高压活塞中间容器，将配制好的酸液置于其中，打开第一控制阀门、第一填砂主体对应的第一进口阀门、第一填砂主体对应的出口阀门；启动第一平流泵将第一高压活塞中间容器中的配置好的酸液通过第一进水孔眼注入到第一填砂主体中，注入完毕后依次关闭第一平流泵及所有控制阀门，并根据实验要求封闭静置一段时间完成酸化解堵实验；

步骤34：在第二高压活塞中间容器中放入实验用驱替液体，打开第一筛管对应的第一进口阀门、第二控制阀门、第二进口阀门，将第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵将第二高压活塞中间容器中的实验用驱替液体通过第二进水孔眼注入到第一填砂主体中，直到第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为超声波-酸化复合解堵后的出口端流量Q₄，并通过数据采集器采集釜体内侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为超声波-酸化复合解堵后的第一压力值P₄₁，采集第一筛管外侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为超声波-酸化复合解堵后的第二压力值P₄₂；之后关闭第二平流泵及所有控制阀门；计算超声波-酸化复合解堵后的渗透率K₄，计算公式如下，

其中，K₄为超声波-酸化复合解堵后的渗透率，μm²；Q₄为超声波-酸化复合解堵后的出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体内侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管外侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，cm；P₄₁为超声波-酸化复合解堵后的第一压力值，0.1MPa；P₄₂为超声波-酸化复合解堵后的第二压力值，0.1MPa；

步骤35：计算超声波-酸化复合解堵后的渗透率恢复率m₃和渗透率提高率n₃，渗透率恢复率m₃的计算公式如下：

其中，m₃为超声波-酸化复合解堵后的渗透率恢复率；K₀为初始模拟地层渗透率，μm²；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₄为超声波-酸化复合解堵后的渗透率，μm²；

渗透率提高率n₃的计算公式为：

其中，n₃为超声波-酸化复合解堵后的渗透率提高率；K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；K₄为超声波-酸化复合解堵后的渗透率，μm²；

步骤36：改变实验用污染物，重复步骤31-步骤35，进行不同污染物下超声波-酸化复合解堵实验研究；

步骤37：改变实验用污染物浓度，重复步骤31-步骤35，进行不同污染物浓度下超声波-酸化复合解堵实验研究。

10.如权利要求7～9任一所述的井筒超声波-酸化复合解堵模拟实验装置的实验方法，其特征是，获取初始模拟地层渗透率K₀以及污染物堵塞后的渗透率K₁的步骤如下，

步骤41：在第一填砂主体、第二填砂主体内进行模拟地层水的注入；将配制好的模拟地层水置于第一高压活塞中间容器中，打开第一控制阀门、第一填砂主体对应的第一进口阀门、第二填砂主体对应的第一进口阀门、所有出口阀门；启动第一平流泵将第一高压活塞中间容器中的模拟地层水通过第一进水孔眼注入到第一填砂主体和第二填砂主体中，直到量筒内液体体积变化率稳定，关闭第一平流泵及所有阀门；

步骤42：将配制好的模拟地层水置于第二高压活塞中间容器中，打开第一筛管对应的第一进口阀门、第二控制阀门、第二进口阀门，将第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵将第二高压活塞中间容器中的模拟地层水通过第二进水孔眼注入到第一填砂主体中，直到第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为初始出口端流量Q₀，并通过数据采集器采集釜体内侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为初始第一压力值P₀₁，采集第一筛管外侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为初始第二压力值P₀₂；之后关闭第二平流泵及所有控制阀门；计算初始模拟地层渗透率K₀，计算公式如下，

其中，K₀为初始模拟地层渗透率，μm²；Q₀为初始出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体内侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管外侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，cm；P₀₁为初始第一压力值，0.1MPa；P₀₂为初始第二压力值，0.1MPa；

步骤43：将第一高压活塞中间容器清洗干净，把实验用油置于第一高压活塞中间容器中，打开第一控制阀门、第一填砂主体对应的第一进口阀门、第二填砂主体对应的第一进口阀门、所有出口阀门；启动第一平流泵将第一高压活塞中间容器中的实验用油通过第一进水孔眼注入到第一填砂主体和第二填砂主体中，直到量筒内液体体积变化率稳定，关闭第一平流泵及所有阀门；

步骤44：将第一高压活塞中间容器清洗干净，把配置好的实验用污染物置于第一高压活塞中间容器中，打开第一控制阀门、第一填砂主体对应的第一进口阀门、第一填砂主体对应的出口阀门；启动第一平流泵将第一高压活塞中间容器中的配置好的实验用污染物通过第一进水孔眼注入到第一填砂主体中，注入完毕后依次关闭第一平流泵及所有控制阀门，并根据实验要求封闭静置一段时间；

步骤45：静置完毕后，在第二高压活塞中间容器中放入实验用驱替液体，打开第一筛管对应的第一进口阀门、第二控制阀门、第二进口阀门，将第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线分离出来作为出口端；启动第二平流泵将第二高压活塞中间容器中的实验用驱替液体通过第二进水孔眼注入到第一填砂主体中，直到第一筛管对应的第一进口阀门的连接管线的出口流量保持稳定，记录该出口端流量值作为污染物堵塞后的出口端流量Q₁，并通过数据采集器采集釜体内侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为污染物堵塞的第一压力值P₁₁，采集第一筛管外侧壁上所有压力传感器监测的压力值的平均值作为污染物堵塞的第二压力值P₁₂；之后关闭第二平流泵及所有控制阀门；计算污染物堵塞后的渗透率K₁，计算公式如下，

其中，K₁为污染物堵塞后的渗透率，μm²；Q₁为初始出口端流量，cm³/s；μ为流体的粘度，mPa·s；r₁为釜体内侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；r₂为第一筛管外侧壁上所有压力传感器与第一筛管中心轴线的平均距离，cm；h为模拟地层的厚度，cm；P₁₁为污染物堵塞后的第一压力值，0.1MPa；P₁₂为污染物堵塞后的第二压力值，0.1MPa。