CN110439535B - 覆膜支撑剂防砂能力测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种覆膜支撑剂防砂能力测试装置,包括通过导气管依次连接的氮气瓶A、恒流泵A、加料罐A、动态模拟铺砂器、岩芯夹持器、加料罐B、恒流泵B和氮气瓶B,所述动态模拟铺砂器和岩芯夹持器置于可调温恒温箱内,所述动态模拟铺砂器顶部和底部通过导气管分别连接压力控制仪A、压力控制仪B,所述加料罐A与动态模拟铺砂器之间的导气管下方安装微粒收集瓶以及对应的阀门C。本发明模拟了在油气储层压裂施工过程中,支撑剂进入地层并进行动态铺置以及在压裂施工结束后压裂液的返排过程,通过比较岩芯的质量变化和收集到的微粒重量来计算覆膜支撑剂的防砂率,为现有的覆膜支撑剂的防砂能力提供了测试基础。

Description

覆膜支撑剂防砂能力测试装置
技术领域
本发明涉及一种支撑剂防砂能力测试装置,属于油气田开发技术领域。
背景技术
水力压裂作为一种广泛运用的油气增产措施,在油气田开发领域广泛运用。对于易出砂储层,在压裂作业完成后进行返排作业时或者在油气井进行生产时,由于流体流速过高,超过了储层出砂的极限速度,地层中的微粒就会跟随流体向近井筒方向流动,从而堵塞裂缝,降低裂缝导流能力,进而降低油气井的产量。这时就需要对储层进行防砂处理,处理措施之一就是在压裂过程中的铺砂作业时尾追注入覆膜支撑剂对已经在地层铺置的支撑剂进行固结处理,形成屏障来阻挡微粒运移,达到防砂的目的。
申请号为CN201410324223.3的中国专利文献公开了“用于模拟地层条件下支撑剂导流能力的测试的动态铺置铺置装置”,该装置模拟了油气田开发压裂过程中,交联压裂液和支撑剂的混合液体在泵注过程中沿井筒进入地层逐渐加温的动态过程,并按一定速率泵注进入导流室,实现动态铺砂,铺砂后能模拟交联压裂液动态破胶过程,测试了模拟地层条件下的导流能力。但该装置在模拟过程中不能准确模拟地层中的裂缝内压力,同时也不能对支撑剂的防砂能力进行相应的测试。
发明内容
本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种覆膜支撑剂防砂能力测试装置。
本发明采用的技术方案是这样的:
一种覆膜支撑剂防砂能力测试装置,包括通过导气管依次连接的氮气瓶A、恒流泵A、加料罐A、动态模拟铺砂器、岩芯夹持器、加料罐B、恒流泵B和氮气瓶B,所述动态模拟铺砂器和岩芯夹持器置于可调温恒温箱内,所述动态模拟铺砂器顶部和底部通过导气管分别连接压力控制仪A、压力控制仪B,所述加料罐A与动态模拟铺砂器之间的导气管下方安装微粒收集瓶以及对应的阀门C。
上述技术方案中,微粒收集瓶用于收集返排液。所述加料罐A中部有一个活塞将其分为上、下两个部分,上部通过导气管与恒流泵A连接,下部通过导气管与动态模拟铺砂器和微粒收集瓶连接。所述加料罐B中部有一个活塞将其分为上、下两个部分,上部通过导气管与恒流泵B连接,下部通过导气管与岩芯夹持器连接。
作为优选,所述动态模拟铺砂器的壳体一端开口并设密封盖,壳体内部有两个半圆柱体,每个所述半圆柱体的纵向凹槽中依次装有长垫块、岩板和短垫块,半圆柱体的弧面上设有压力传感器。打开压力控制仪A、压力控制仪B,向半圆柱体外部的空腔泵入液体,对半圆柱体施加液压,半圆柱体再通过压力传导将压力施加长垫块上,从而模拟地层压力;压力传感器接受到液压后通过光纤将压力信号传回压力控制仪A、压力控制仪B的电子显示屏,通过旋转压力控制仪A、压力控制仪B上的旋钮,调整到地层压力的数值;通过更换长垫块和短垫块的放置顺序来调整上下两个长垫块的距离,从而模拟出想要达到的地层裂缝的缝宽。
作为优选,所述氮气瓶A出气口处安装阀门A,所述氮气瓶B出气口处安装阀门E。
作为优选,所述加料罐A与动态模拟铺砂器之间的导气管路上安装阀门B。
作为优选,所述岩芯夹持器与加料罐B之间的导气管路上安装阀门D。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:模拟了在油气储层压裂施工过程中,覆膜支撑剂进入地层并进行动态铺置以及在压裂施工结束后压裂液的返排过程,通过比较岩芯的质量变化和收集到的微粒重量来计算覆膜支撑剂的防砂率,为现有的覆膜支撑剂的防砂能力提供了测试基础。
附图说明
图1是本发明的原理示意图。
图2是图1中标记为11的动态模拟铺砂器的结构示意图。
图3是图2所示动态模拟铺砂器的横截面图。
图中标记:
1为阀门A,2为氮气瓶A,3为恒流泵A,4为压力控制仪A,5为加料罐A,6为压力控制仪B,7为阀门B,8为阀门C,9为微粒收集瓶,10为可调温恒温箱,11为动态模拟铺砂器,12为岩芯夹持器,13为阀门D,14为加料罐B,15为恒流泵B,16为阀门E,17为氮气瓶B;
111为密封盖,112为长垫块,113为岩板,114为短垫块,115为压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明作详细的说明。
实施例:
如图1所示,一种覆膜支撑剂防砂能力测试装置,包括通过导气管依次连接的氮气瓶A 2、恒流泵A 3、加料罐A 5、动态模拟铺砂器11、岩芯夹持器12、加料罐B 14、恒流泵B 15和氮气瓶B 17,所述动态模拟铺砂器11和岩芯夹持器12置于可调温恒温箱10内,所述动态模拟铺砂器11顶部和底部通过导气管分别连接压力控制仪A 4、压力控制仪B 6,所述加料罐A 5与动态模拟铺砂器11之间的导气管下方安装微粒收集瓶9以及对应的阀门C 8。
如图2、3所示,所述动态模拟铺砂器11的壳体一端开口并设密封盖111,壳体内部有两个半圆柱体,每个所述半圆柱体的纵向凹槽中依次装有长垫块112、岩板113和短垫块114,半圆柱体的弧面上设有压力传感器115。
所述氮气瓶A 2出气口处安装阀门A 1,所述氮气瓶B 17出气口处安装阀门E 16。
所述加料罐A 5与动态模拟铺砂器11之间的导气管路上安装阀门B 7。
所述岩芯夹持器12与加料罐B 14之间的导气管路上安装阀门D 13。
本发明实验已有参数:模拟地层井深3500m,地层温度100℃,地层压力30MPa,使用3寸半油管(内径76mm)进行压裂施工,使用40/60目覆膜支撑剂,视密度=2.6g/cm,砂比=25%,施工排量=4m/min,形成人工裂缝缝高=40m,缝宽=20mm,动态模拟铺砂器高度=38mm。模拟压裂过程6h,压裂液返排过程3h。
本发明实验参数计算:假设缝内流速处处相等,实际地层缝内流速=排量/缝高/缝宽,则4000/40000/20=模拟排量/38/20,得出模拟排量=3.8L/min。在动态铺砂过程中,可支持流动5min,则混合液体总量=3.8×5=19L,由于砂比=25%,则可计算出压裂液基液=14.25L,覆膜支撑剂质量=12350g。
本发明实验方法步骤:
1、关闭所有阀门;
2、在两个半圆柱体的凹槽内从下向上依次放置长垫块112,岩板113,短垫块114,然后将安装好的半圆柱体放入动态模拟铺砂器11,装上密封盖111,放入可调温恒温箱10中,连接好相应导气管;
3、称量岩芯重量,记为W1,之后将岩芯安装到岩芯夹持器12中;
4、设定压力控制仪4至模拟地层压力30MPa,压力控制仪6至模拟地层压力30MPa,设定可调温恒温箱10至模拟地层温度100℃;
5、将配置好的压裂液基液14.25L,称量好的40/60目支撑剂和覆膜支撑剂8075g以及交联剂和破胶剂搅拌均匀后倒入加料罐5;
6、将恒流泵3流量设定为3.8L/min,打开阀门A 1、阀门B 7和阀门D 13;
7、待加料罐B 14中的混合液体体积保持稳定时,关闭阀门A 1、阀门B 8、恒流泵A3;
8、将恒流泵B15流量设定为3.8L/min,打开阀门C 8和阀门E 16;
9、待微粒收集瓶9中混合物体积保持稳定后,取出混合物,烘干后称量重量,记为W3;
10、取出岩芯夹持器29中的岩芯,烘干后称量其重量,记为W2;
11、计算防砂能力=(W1-W2-W3)/(W1-W2)。

Claims (3)

1.一种覆膜支撑剂防砂能力测试装置,其特征在于:包括通过导气管依次连接的氮气瓶A(2)、恒流泵A(3)、加料罐A(5)、动态模拟铺砂器(11)、岩芯夹持器(12)、加料罐B(14)、恒流泵B(15)和氮气瓶B(17),所述动态模拟铺砂器(11)和岩芯夹持器(12)置于可调温恒温箱(10)内,所述动态模拟铺砂器(11)顶部和底部通过导气管分别连接压力控制仪A(4)、压力控制仪B(6),所述加料罐A(5)与动态模拟铺砂器(11)之间的导气管下方安装微粒收集瓶(9)以及对应的阀门C(8);
所述动态模拟铺砂器(11)的壳体一端开口并设密封盖(111),壳体内部有两个半圆柱体,每个所述半圆柱体的纵向凹槽中依次装有长垫块(112)、岩板(113)和短垫块(114),半圆柱体的弧面上设有压力传感器(115);
所述氮气瓶A(2)出气口处安装阀门A(1),所述氮气瓶B(17)出气口处安装阀门E(16)。
2.根据权利要求1所述的覆膜支撑剂防砂能力测试装置,其特征在于:所述加料罐A(5)与动态模拟铺砂器(11)之间的导气管路上安装阀门B(7)。
3.根据权利要求1所述的覆膜支撑剂防砂能力测试装置,其特征在于:所述岩芯夹持器(12)与加料罐B(14)之间的导气管路上安装阀门D(13)。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115263274B (zh) * 2022-08-02 2023-10-10 重庆科技学院 一种页岩气井支撑裂缝临界出砂流速测试装置及方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4848145A (en) * 1988-09-21 1989-07-18 Halliburton Company In-situ linear flow proppant conductivity test cell
US6431278B1 (en) * 2000-10-05 2002-08-13 Schlumberger Technology Corporation Reducing sand production from a well formation
CN1414209A (zh) * 2002-10-01 2003-04-30 胜利油田方圆科工贸有限责任公司化工分公司 一种油水井复合防砂方法
CN102094641A (zh) * 2010-12-28 2011-06-15 中国海洋石油总公司 一种压裂充填防砂模型
CN104153754A (zh) * 2014-07-07 2014-11-19 西南石油大学 用于模拟地层条件下支撑剂导流能力测试的动态铺置装置
CN104990800A (zh) * 2015-07-30 2015-10-21 西安科技大学 测试水力压裂液中固体支撑剂支撑效果的装置及其方法
CN105301192A (zh) * 2015-10-29 2016-02-03 西南石油大学 一种模拟页岩气压后单缝返排的实验装置及方法
CN105510165A (zh) * 2015-12-04 2016-04-20 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 非连续铺砂裂缝缝内支撑剂砂团冲蚀评价装置及测试方法
CN205990899U (zh) * 2016-08-31 2017-03-01 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 暂堵剂转向及支撑剂沉降模拟可视化实验装置
CN107476796A (zh) * 2017-07-20 2017-12-15 西南石油大学 一种模拟压裂液返排控制支撑剂回流的实验装置及方法
CN211038612U (zh) * 2019-09-04 2020-07-17 西南石油大学 覆膜支撑剂防砂能力测试装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6892813B2 (en) * 2003-01-30 2005-05-17 Halliburton Energy Services, Inc. Methods for preventing fracture proppant flowback
US10698427B2 (en) * 2016-10-31 2020-06-30 Ge Oil & Gas Pressure Control Lp System and method for assessing sand flow rate

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4848145A (en) * 1988-09-21 1989-07-18 Halliburton Company In-situ linear flow proppant conductivity test cell
US6431278B1 (en) * 2000-10-05 2002-08-13 Schlumberger Technology Corporation Reducing sand production from a well formation
CN1414209A (zh) * 2002-10-01 2003-04-30 胜利油田方圆科工贸有限责任公司化工分公司 一种油水井复合防砂方法
CN102094641A (zh) * 2010-12-28 2011-06-15 中国海洋石油总公司 一种压裂充填防砂模型
CN104153754A (zh) * 2014-07-07 2014-11-19 西南石油大学 用于模拟地层条件下支撑剂导流能力测试的动态铺置装置
CN104990800A (zh) * 2015-07-30 2015-10-21 西安科技大学 测试水力压裂液中固体支撑剂支撑效果的装置及其方法
CN105301192A (zh) * 2015-10-29 2016-02-03 西南石油大学 一种模拟页岩气压后单缝返排的实验装置及方法
CN105510165A (zh) * 2015-12-04 2016-04-20 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 非连续铺砂裂缝缝内支撑剂砂团冲蚀评价装置及测试方法
CN205990899U (zh) * 2016-08-31 2017-03-01 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 暂堵剂转向及支撑剂沉降模拟可视化实验装置
CN107476796A (zh) * 2017-07-20 2017-12-15 西南石油大学 一种模拟压裂液返排控制支撑剂回流的实验装置及方法
CN211038612U (zh) * 2019-09-04 2020-07-17 西南石油大学 覆膜支撑剂防砂能力测试装置

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
一种新型覆膜砂支撑剂导流能力室内评价研究;高旺来;何顺利;;内蒙古石油化工(11);全文 *
低温覆膜树脂砂在煤层压裂中的应用;刘川庆;郭大立;朱卫平;孙斌;;中国煤炭地质;20100525(05);全文 *
焦国盈 ; 王嘉淮 ; 赵立强 ; 潘竟军.覆膜砂回流影响因素室内实验研究.2007年油气藏地质及开发工程国家重点实验室第四次国际学术会议.2007,全文. *
裂缝充填模拟试验装置的研制;郭天魁;张士诚;王雷;卞晓冰;;石油机械;20120810(08);全文 *
通道压裂过程中主裂缝支撑剂铺置影响因素实验研究;刘平礼;李珍明;宋雨纯;赵立强;郭玉杰;李骏;;油气藏评价与开发(05);全文 *
雁木西疏松砂岩油藏压裂防砂技术研究与应用;张佩玉;刘建伟;李天君;罗德兰;张艳文;;钻采工艺(06);全文 *

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