CN111413207A - 一种石油领域用压裂球抗压密封测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及压裂球测试技术领域,具体为一种石油领域用压裂球抗压密封和压裂球溶解性的测试方法,包括以下步骤:(1)压裂球抗压密封测试装置内设有上下连通的空腔,将压裂球放入压裂球抗压密封测试装置空腔内,(2)将压裂球抗压密封测试装置上方的空腔与带有液压泵的液压系统与高压管相连接,通过液压系统将地层水溶液打入压裂球抗压密封测试装置中;(3)可溶压裂球在测试压力下进行试验,进行稳压,泄压后重新打压至测试压力进行重复测试,观察可溶压裂球抗压、密封能力,提供一种相关压裂球抗压、密封能力测试方法来检测压裂球达到实际应用要求,生产的压裂球可顺利完成分段分层压裂施工,降低工程风险,提高施工效率,提高采油率。
Description
技术领域
本发明涉及压裂球测试设备技术领域,具体为一种石油领域用压裂球抗压密封测试方法。
背景技术
我国在近几年探明的油气储量中,其中70%是低渗透的非常规油气资源,在未来我国油气产量中随着低渗透非常规油气资源所占比重的增长,其对于我国油气产能稳定增长的重要性将显著加大。开发这些非常规油气资源需要依靠水力压裂、酸压等储层改造工艺技术,其中采用套管、滑套、裸眼封隔器以及桥塞的多层多段分段压裂技术是正在广泛应用的技术之一。在油气藏开发过程中,可溶性金属压裂球成为分层分段压裂技术的重要零部件,可溶性技术压裂球可以在含有电解质的压裂液中溶解,不溶于油类介质,溶解速度与其使用温度和应用的结构特点有关,比重在1.82g/cm3~2.7g/cm3,最大的工作温度为150℃,适用于油井和气井。现今已经成功应用于井下石油压裂开采施工作业中。在压裂球直径20~105mm的成品抗压测试或批次到货检验环节,需要特殊的抗压测试装置来模拟井下60~100Mpa、60~150℃作业环境,对压裂球进行多次施压,观察球体的抗压、密封能力,现发明一种可溶性压裂球测试的方法,来检测压裂球抗压、密封能力,使生产的压力球能够顺利完成分段分层压裂施工,降低工程风险,提高施工效率,提高采油率。
发明内容
本发明的目的是针对性的目前直径20~105mm压裂球的实验样品抗压测试环节与批量采购到货检验环节存在的问题,现还没有相关压裂球抗压、密封能力测试方法来检测压裂球达到实际应用要求,生产的压裂球可顺利完成分段分层压裂施工,降低工程风险,提高施工效率,提高采油率。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种石油领域用压裂球抗压密封测试方法,其步骤如下:(1)压裂球抗压密封测试装置内设有上下连通的空腔,将压裂球放入压裂球抗压密封测试装置空腔内,(2)将压裂球抗压密封测试装置上方的空腔与带有液压泵的液压系统与高压管相连接,通过液压系统将地层水溶液打入压裂球抗压密封测试装置中,整个测试过程在高压测试装置中进行;(3)可溶压裂球在测试压力下进行试验,进行稳压,泄压后重新打压至测试压力进行重复测试0~5次,观察可溶压裂球抗压、密封能力,是否存在渗漏和压力降。
进一步的,所述的压裂球抗压密封测试装置包括上壳体和下壳体,所述上壳体与下壳体可拆卸的密封连接,所述上壳体上设有进液通道,所述下壳体内设有出液通道和大径在上的圆锥形内腔,所述进液通道和出液通道分别与圆锥形内腔连通,所述上壳体的顶部设有与进液通道连接的管接头,所述上壳体的内部或下壳体的内部设有圆柱形内腔,所述圆柱形内腔与圆锥形内腔同轴连接并位于圆锥形内腔的上方,所述的压裂球放入圆锥形内腔内,所述的进液通道与高压管连接。
进一步的,所述的压裂球直径为20~105mm。
进一步的,通过液压系统使压力为60~100Mpa。
进一步的,所述的地层水溶液温度为25~95℃的水、0.5~3wt.%NaCl或KCl溶液、模拟矿化度为10000~200000mg/L的地层水溶液。
进一步的,所述的稳压时间为2~20min。
具体的,所述的地层水溶液为硫酸钠水型、重碳酸钠水型、氯化镁水型或氯化钙水型。
进一步的,S5:在S3后对不同规格的压裂球进行溶解速度实验,将压裂球进行稳压时间为2h~2d的浸泡,进行烘干称质量,通过多组实验对比,得出不同时间的腐蚀速率,根据腐蚀速率,判断压裂球的溶解性是否良好。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、针对性的目前直径20~105mm压裂球的实验样品抗压测试环节与批量采购到货检验环节存在的问题,提供一种相关压裂球抗压、密封以及溶解能力测试方法来检测压裂球达到实际应用要求,生产的压裂球可顺利完成分段分层压裂施工,降低工程风险,提高施工效率,提高采油率。
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为本实验测试所采用测试装置。
图中,1、上壳体,2、下壳体,3、进液通道,4、出液通道,5、圆锥形内腔,7、高压泵,10、管接头,11、圆柱形内腔。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
一种石油领域用压裂球抗压密封测试方法,其步骤如下:(1)压裂球抗压密封测试装置内设有上下连通的空腔,将压裂球放入压裂球抗压密封测试装置空腔内,(2)将压裂球抗压密封测试装置上方的空腔与带有液压泵的液压系统与高压管相连接,通过液压系统将地层水溶液打入压裂球抗压密封测试装置中,整个测试过程在高压测试装置中进行;(3)可溶压裂球在测试压力下进行试验,进行稳压,泄压后重新打压至测试压力进行重复测试0~5次,观察可溶压裂球抗压、密封能力,是否存在渗漏和压力降。
所述的压裂球抗压密封测试装置包括上壳体和下壳体,所述上壳体与下壳体可拆卸的密封连接,所述上壳体上设有进液通道,所述下壳体内设有出液通道和大径在上的圆锥形内腔,所述进液通道和出液通道分别与圆锥形内腔连通,所述上壳体的顶部设有与进液通道连接的管接头,所述上壳体的内部或下壳体的内部设有圆柱形内腔,所述圆柱形内腔与圆锥形内腔同轴连接并位于圆锥形内腔的上方,所述的压裂球放入圆锥形内腔内,所述的进液通道与高压泵7的高压管连接,具体的上壳体1上设有筒体6,筒体6的内壁设有内螺纹,下壳体2的外圆面设有与筒体6内螺纹匹配的外螺纹,上壳体1与下壳体2螺纹连接;上壳体1的下端面安装有密封圈12。
通过液压系统将温度为25~95℃的水、0.5~3wt.%NaCl或KCl溶液、模拟矿化度为10000~200000mg/L的地层水溶液(硫酸钠水型、重碳酸钠水型、氯化镁水型、氯化钙水型)打入测试装置中,整个测试过程在高压测试装置中进行。
可溶压裂球在测试压力60~100Mpa下进行试验,稳压2~20min,泄压后重新打压至测试压力进行重复测试0~5次,观察液压系统压力表的压力降情况,同时观察图1中下壳体4是否有液体渗漏。
实施例一
1、将直径22mm压裂球放入测试装置下壳体2的圆锥形内腔内,将上壳体1与上壳体2通过螺纹拧紧连接在一起;
2、上壳体1上的10与带有液压泵的液压系统通过可以承压60~100Mpa高压管相连接,通过液压系统将温度为50℃的水打入测试装置中;
3、可溶压裂球在测试压力100Mpa下进行试验,稳压10min,泄压后重新打压至测试压力进行重复测试5次,泄压后观察可溶压裂球抗压、密封能力,无渗漏、无压力降,压裂球无变形为合格。
实施例二
1、将直径50mm压裂球放入测试装置下壳体2的圆锥形内腔内,将上壳体1与上壳体2通过螺纹拧紧连接在一起;
2、上壳体1上的10与带有液压泵的液压系统通过可以承压60~100Mpa高压管相连接,通过液压系统将温度为25℃的水、1.5wt.%NaCl打入测试装置中;
3、可溶压裂球在测试压力70Mpa下进行试验,稳压5min,泄压后重新打压至测试压力进行重复测试2次,观察可溶压裂球抗压、密封能力,无渗漏、无压力降,压裂球无变形为合格。
实施例三
1、将直径102mm压裂球放入测试装置下壳体2的圆锥形内腔内,将上壳体1与上壳体2通过螺纹拧紧连接在一起;
2、上壳体1上的10与带有液压泵的液压系统通过可以承压60~100Mpa高压管相连接,通过液压系统将温度为95℃的矿化度50000mg/L模拟地层氯化镁水型溶液打入测试装置中;
3、可溶压裂球在测试压力60Mpa下进行试验,稳压2min,泄压后重新打压至测试压力进行重复测试1次,观察可溶压裂球抗压、密封能力,无渗漏、无压力降,压裂球无变形为合格。
下表1为本实验方法所做实验的测试情况表:
表一
实施例四
1、将直径22mm压裂球烘干后,称重,并记录质量。
2、将直径22mm压裂球放入测试装置下壳体2的圆锥形内腔内,将上壳体1与上壳体2通过螺纹拧紧连接在一起;
3、上壳体1上的10与带有液压泵的液压系统通过可以承压60~100Mpa高压管相连接,通过液压系统将温度为50℃的水打入测试装置中;
4、可溶压裂球在测试压力100Mpa下进行试验,稳压2h后,将压裂球取出,并烘干称重。
5、重复上述步骤2-3,可溶压裂球在测试压力100Mpa下进行试验,稳压4h后,将压裂球取出,并烘干称重。
6、重复上述步骤2-3,可溶压裂球在测试压力100Mpa下进行试验,稳压6h后,将压裂球取出,并烘干称重。
7、将原质量减去所测溶解后的质量,根据稳压时间,算出腐蚀速率。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种石油领域用压裂球抗压密封测试方法,包括以下步骤:S1、压裂球抗压密封测试装置内设有上下连通的空腔,将压裂球放入压裂球抗压密封测试装置空腔内,模拟地下地下压裂球状态;S2、将压裂球抗压密封测试装置上方的空腔与带有液压泵的液压系统与高压管相连接,通过液压系统将地层水溶液打入压裂球抗压密封测试装置中,模拟地下压力状态,整个测试过程在高压测试装置中进行;S3、可溶压裂球在测试压力下进行试验,进行稳压,泄压后重新打压至测试压力进行重复测试0~5次,观察可溶压裂球抗压、密封能力,是否存在渗漏和压力降;S4、根据测试得到的压力数据和所得的观察状态判断压裂球密封性是否符合要求。
2.根据权利要求1所述的一种石油领域用压裂球抗压密封测试方法,其特征在于:所述的压裂球抗压密封测试装置包括上壳体(1)和下壳体(2),所述上壳体(1)与下壳体(2)可拆卸的密封连接,所述上壳体(1)上设有进液通道(3),所述下壳体(2)内设有出液通道(4)和大径在上的圆锥形内腔(5),所述进液通道(3)和出液通道(4)分别与圆锥形内腔(5)连通,所述上壳体(1)的顶部设有与进液通道(3)连接的管接头(10),所述上壳体(1)的内部或下壳体(2)的内部设有圆柱形内腔(11),所述圆柱形内腔(11)与圆锥形内腔(5)同轴连接并位于圆锥形内腔(5)的上方,所述的压裂球放入圆锥形内腔(5)内,所述的进液通道(3)与高压泵(7)的高压管连接。
3.根据权利要求2所述的一种石油领域用压裂球抗压密封测试方法,其特征在于:所述的步骤S1中压裂球直径为20~105mm。
4.根据权利要求3所述的一种石油领域用压裂球抗压密封测试方法,其特征在于:所述的步骤S2中通过液压系统使测试压力为60~100Mpa。
5.根据权利要求4所述的一种石油领域用压裂球抗压密封测试方法,其特征在于:所述的步骤S2中地层水溶液温度为25~95℃的水或0.5~3wt.%NaCl或KCl溶液、模拟矿化度为10000~200000mg/L的地层水溶液。
6.根据权利要求5任一所述的一种石油领域用压裂球抗压密封测试方法,其特征在于:所述的步骤S3中稳压时间为2~20min。
7.根据权利要求6所述的一种石油领域用压裂球抗压密封测试方法,其特征在于:所述的步骤S3中地层水溶液为硫酸钠水型、重碳酸钠水型、氯化镁水型或氯化钙水型。
8.根据权利要求7所述的一种石油领域用压裂球抗压密封测试方法,其特征在于:S5:在S3后对不同规格的压裂球进行溶解速度实验,将压裂球进行稳压时间为2h~2d的浸泡,进行烘干称质量,通过多组实验对比,得出不同时间的腐蚀速率,根据腐蚀速率,判断压裂球的溶解性是否良好。
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