CN111624110A - 一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置,涉及油水井超音速动能压裂模拟测试技术领域;为了完善与优化水力冲击压裂地面打靶的设计试验方案;为水力冲击压裂造缝机理研究奠定基础;具体包括套管,所述套管两端外壁分别通过紧固螺纹连接有端盖和连接盖,所述连接盖一侧外壁通过螺纹连接有冲击室,冲击室内设置有冲击短节,冲击室一侧外壁通过螺纹连接有转换接头,转换接头一侧外壁通过螺纹连接有硬管线。本发明通过设置套管、转换接头和泵车等结构,能够便于实现研究分析水泥靶产生裂缝形态的形成机制,完善与优化水力冲击压裂地面打靶的设计试验方案;为水力冲击压裂造缝机理研究奠定基础。
Description
技术领域
本发明涉及油水井超音速动能压裂模拟测试技术领域,尤其涉及一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置。
背景技术
低渗透油藏由于岩性致密,渗透率低、渗流阻力大,因而导致油井自然产能低,在现代国内外油气田增产措施中压裂酸化改造是低渗油气田提高单井产量的主要措施;目前从造缝机理上,可将压裂技术分为水力压裂与高能气体爆炸压裂;水力冲击压裂工艺技术是从70年代开始在前苏联兴起,经过现场应用、总结、改进、完善,到了90年代在俄罗斯广泛应用于油水井的解堵技术;我国是近年来才兴起的,用于解除在油田开发过程中原油开采和井下作业造成的井堵塞和近井地带污染。虽然该技术在陆上油田已取得较好的应用效果,但在海上油田未见使用报道。如要在海上油水井进行应用,需进一步完善开展试验与研究。在作用机理及效果评价方面还需要进一步加强,尤其在作用机理的试验与认识进一步开展实验研究方面还处于探索阶段。
经检索,中国专利申请号为CN201320746631.9的专利,公开了一种多段压裂水平井智能测试系统。所述多段压裂水平井智能测试系统包括:设置在所述水平井中的测试管柱,所述测试管柱包括:第一油管,从井口伸入到水平井的竖直段中;液压丢手接头,设置在第一油管的底端并位于水平井的竖直段中;密封管,连接在液压丢手接头的下端并位于水平井的竖直段中;悬挂封隔器,连接在所述密封管之下;数据收集控制器,连接在悬挂封隔器之下,并位于水平井的竖直段中;第二油管,连接在所述数据收集控制器之下并伸入到水平井的水平段中;电缆,从数据收集控制器沿着所述第二油管的外侧伸入到水平井的水平段中;多个憋压式封隔器,依次套设在所述第二油管上并位于所述数据收集控制器的下游。上述专利虽具备测试效果,但实施较为繁琐,直接应用于现有井内,测试时易对井造成损伤。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置,包括套管,所述套管两端外壁分别通过紧固螺纹连接有端盖和连接盖,所述连接盖一侧外壁通过螺纹连接有冲击室,冲击室内设置有冲击短节,冲击室一侧外壁通过螺纹连接有转换接头,转换接头一侧外壁通过螺纹连接有硬管线;硬管线通过单向阀连接有泵车;所述转换接头处设置有压力检测机构;所述套管外部设置有靶壳,靶壳和套管同心,靶壳内部浇筑有水泥靶;连接盖处还设置有加压机构;所述套管的圆周外壁设置有均匀分布的泄压通道。
优选的:所述加压机构包括加压泵和高压管线;高压管线通过密封接头连接于连接盖的一侧内壁,高压管线通过止回阀连接于加压泵的输出端。
进一步的:所述压力检测机构包括压力传感器和显示仪,压力传感器与显示仪电性连接,压力传感器设置于转换接头内壁。
进一步优选的:所述套管一侧内壁通过螺纹连接有筛管,筛管内部设置有存储式P-T仪,且套管内控制压力在1-5MPa。
作为本发明一种优选的:所述转换接头顶部外壁一体式设置有泄压管,所述连接盖顶部内壁和套管顶部内壁设置有同一个排气管。
作为本发明进一步优选的:所述套管采用9-5/8"套管;所述连接盖一侧内壁通过螺纹连接有分水管;所述冲击室采用3-1/2"外加厚油管。
作为本发明再进一步的方案:所述硬管线的长度为15-25m,甚至为20m;所述靶壳采用5×1200mm钢板焊接为内径Φ1000×1200mm圆桶。
在前述方案的基础上:所述冲击短节的长度为2-7m,甚至为3-5m。
本发明的有益效果为:
1.本发明通过设置套管、转换接头和泵车等结构,能够便于实现研究分析水泥靶产生裂缝形态的形成机制,完善与优化水力冲击压裂地面打靶的设计试验方案;为水力冲击压裂造缝机理研究奠定基础。
2.本发明通过设置加压泵和止回阀等结构,能够对套管内部可靠的施加压力;通过设置压力传感器和显示仪,能够便于对转换接头内部的压力进行实时监测。
3.本发明通过设置存储式P-T仪;依据转换接头内的压力传感器以及套管内的存储式P-T仪前后压力变化,以便验证流体经过冲击短节后压力的变化幅度既对靶体的影响程度。
附图说明
图1为本发明提出的一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置套管的结构示意图;
图2为本发明提出的一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置套管内部的结构示意图;
图3为本发明提出的一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置的电路流程图。
图中:1套管、2水泥靶、3靶壳、4端盖、5泄压通道、6紧固螺纹、7筛管、8排气管、9冲击短节、10泄压管、11硬管线、12单向阀、13泵车、14转换接头、15压力传感器、16显示仪、17止回阀、18加压泵、19高压管线、20连接盖、21存储式P-T仪。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本专利,而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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,仅是为了便于描述本专利和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解,例如,可以是固定相连、设置,也可以是可拆卸连接、设置,或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置,如图1-3所示,包括套管1,所述套管1两端外壁分别通过紧固螺纹6连接有端盖4和连接盖20,所述连接盖20一侧外壁通过螺纹连接有冲击室,冲击室内设置有冲击短节9,冲击室一侧外壁通过螺纹连接有转换接头14,转换接头14一侧外壁通过螺纹连接有硬管线11;硬管线11通过单向阀12连接有泵车13;所述转换接头14处设置有压力检测机构;所述套管1外部设置有靶壳3,靶壳3和套管1同心,靶壳3内部浇筑有水泥靶2;连接盖20处还设置有加压机构;所述套管1的圆周外壁设置有均匀分布的泄压通道5;通过设置套管1、转换接头14和泵车13等结构,能够便于实现研究分析水泥靶产生裂缝形态的形成机制,完善与优化水力冲击压裂地面打靶的设计试验方案;为水力冲击压裂造缝机理研究奠定基础。
为了供压;如图2所示,所述加压机构包括加压泵18和高压管线19;高压管线19通过密封接头连接于连接盖20的一侧内壁,高压管线19通过止回阀17连接于加压泵18的输出端;通过设置加压泵18和止回阀17等结构,能够对套管1内部可靠的施加压力。
为了便于检测压力;如图2所示,所述压力检测机构包括压力传感器15和显示仪16,压力传感器15与显示仪16电性连接,压力传感器15设置于转换接头14内壁;压力传感器15的型号为PT124G-111;通过设置压力传感器15和显示仪16,能够便于对转换接头14内部的压力进行实时监测。
为了便于检测压力;如图2所示,所述套管1一侧内壁通过螺纹连接有筛管7,筛管7内部设置有存储式P-T仪21,且套管1内控制压力在1-5MPa;通过设置存储式P-T仪21;依据转换接头14内的压力传感器15以及套管1内的存储式P-T仪21前后压力变化,以便验证流体经过冲击短节9后压力的变化幅度既对靶体的影响程度。
为了提升可靠性;如图2所示,所述转换接头14顶部外壁一体式设置有泄压管10,所述连接盖20顶部内壁和套管1顶部内壁设置有同一个排气管8。
为了提升模拟可靠性;如图1、图2所示,所述套管1采用9-5/8"套管;所述连接盖20一侧内壁通过螺纹连接有分水管;所述冲击室采用3-1/2"外加厚油管。
为了进一步提升可靠性;如图2所示,所述硬管线11的长度为15-25m,甚至为20m;所述靶壳3采用5×1200mm钢板焊接为内径Φ1000×1200mm圆桶。
为了进一步提升可靠性;如图2所示,所述冲击短节9的长度为2-7m,甚至为3-5m。
一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置,其使用方法包括如下步骤:
S1:清理靶面,确认套管内部没有异物,将水泥靶2置于叉车上;
S2:测量筛管7后置于套管中心,分水管采用变扣与内置冲击片的超音速动能压裂工具输出端连接,沿分水管内置存储式P-T仪21,将连接盖20拧紧于套管1上;
S3:叉车托举靶体,靶体下沿与地面平行,排气管8位置朝上;
S4:放线:选取合适位置放置显示仪16,将压力传感器15数据传输线与显示仪16连接,一端置于试验装置附近,电缆不可打扭;调试压力传感器15。
S5:按要求将冲击室与冲击短节9连接,一端使用转换接头14与超音速动能压裂工具连接,一端通过硬管线11和单向阀12与泵车13连接;
S6:连接所有管线,调整叉车及管线支架保证管线在同一水平,管线加固;加压泵18通过止回阀17和高压管线19与连接盖20连接,拧紧泄压管10,连接压力传感器15的传输电缆,对管线进行试压,压力不大于于冲击片极限值的80%;
S7:延端盖4分水管注水直至排气管8出水,拧紧顶丝;持续向套管1内加压,压力:1-5MPa;
S8:转换接头14开始记录;现场人员撤离至安全区域;
S9:加压泵18沿高压管线19注水,加压至排气管8极限值。
其中靶体的设计制作,步骤如下:
S1:准备水泥:按规定的A级油井水泥;
S2:准备干河砂:水洗河砂,泥质含量小于3%;
S3:准备水:使用清洁淡水;
S4:套管1采用9-5/8"套管;
S5:靶壳3采用5×1200mm钢板焊接为内径Φ1000×1200mm圆桶;
S6:进行投料配比:水泥:干河砂:水按照1:2:0.5配比(质量比);
S7:进行靶体的浇筑。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,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,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置,包括套管(1),其特征在于,所述套管(1)两端外壁分别通过紧固螺纹(6)连接有端盖(4)和连接盖(20),所述连接盖(20)一侧外壁通过螺纹连接有冲击室,冲击室内设置有冲击短节(9),冲击室一侧外壁通过螺纹连接有转换接头(14),转换接头(14)一侧外壁通过螺纹连接有硬管线(11);硬管线(11)通过单向阀(12)连接有泵车(13);所述转换接头(14)处设置有压力检测机构;所述套管(1)外部设置有靶壳(3),靶壳(3)和套管(1)同心,靶壳(3)内部浇筑有水泥靶(2);连接盖(20)处还设置有加压机构;所述套管(1)的圆周外壁设置有均匀分布的泄压通道(5)。
2.根据权利要求1所述的一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置,其特征在于,所述加压机构包括加压泵(18)和高压管线(19);高压管线(19)通过密封接头连接于连接盖(20)的一侧内壁,高压管线(19)通过止回阀(17)连接于加压泵(18)的输出端。
3.根据权利要求2所述的一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置,其特征在于,所述压力检测机构包括压力传感器(15)和显示仪(16),压力传感器(15)与显示仪(16)电性连接,压力传感器(15)设置于转换接头(14)内壁。
4.根据权利要求3所述的一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置,其特征在于,所述套管(1)一侧内壁通过螺纹连接有筛管(7),筛管(7)内部设置有存储式P-T仪(21),且套管(1)内控制压力在1-5MPa。
5.根据权利要求4所述的一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置,其特征在于,所述转换接头(14)顶部外壁一体式设置有泄压管(10),所述连接盖(20)顶部内壁和套管(1)顶部内壁设置有同一个排气管(8)。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置,其特征在于,所述套管(1)采用9-5/8"套管;所述连接盖(20)一侧内壁通过螺纹连接有分水管;所述冲击室采用3-1/2"外加厚油管。
7.根据权利要求6所述的一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置,其特征在于,所述硬管线(11)的长度为15-25m,甚至为20m;所述靶壳(3)采用5×1200mm钢板焊接为内径Φ1000×1200mm圆桶。
8.根据权利要求7所述的一种深海低渗透储层超音速动能压裂地面打靶试验装置,其特征在于,所述冲击短节(9)的长度为2-7m,甚至为3-5m。
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