CN111720117A - 一种考虑不同完井方式的油气井产能评价实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种考虑不同完井方式的油气井产能评价实验方法，包括如下步骤：a制备四种不同完井方式的所述井筒模拟机构；b将所述井筒模拟机构置于所述高压釜内；c连接所述油气生产模拟机构；d将所述计算机信息及控制机构与所述油气生产模拟机构电连接，得到实验装置；e利用所述实验装置进行实验，模拟孔隙压力形成过程或模拟油气生产流动的过程；f测量并记录所述步骤e在实验过程中的数据，并利用所测数据对油气井的产能进行评价。本发明应对不同的完井方式采用不同的井筒设置方法，较好的模拟了不同工况下的油气生产活动。
Description
技术领域
本发明涉及一种考虑不同完井方式的油气井产能评价实验方法，属于油气井钻完井工程技术领域。
背景技术
完井工程是连接钻井和生产的重要一环，根据油藏情况、地质特征和生产预期，一口井在钻完后要进行不同完井方式的优选以实现安全有效的长期生产作业，这其中主要包括裸眼完井、射孔完井、衬管完井和砾石充填完井，不同的完井方式会对一口井的产能产生重大影响，而产能指标又是决定油田开发经济效益的重要因素之一，因此针对不同完井方式，油气井产能的评价具有重要意义。
除了完井方式外，影响一口井生产产能的因素还有很多，例如储层的有效孔隙度和渗透率，孔隙压力，井底压力，井眼尺寸，岩石的各向异性，油气流体的性质及渗流形式等，这对使用解析计算和数值模拟技术来进行产能评价造成了极大地困难，因此利用实验方法进行产能评价可以尽可能地模拟生产条件，更有利于揭示特定地层岩石在不同完井条件下产能的对比情况和变化规律。目前对于产能评价，更多的是拟合试井等资料来预估产量，尚无高效模拟油气在地层及不同完井方式下的井筒中流动的产能评价装置和方法。
在产能评价方面，不同完井条件下的产能对比，众多影响因素下的产量变化规律在学术研究和现场应用上都备受关注和争论，因此有必要开展室内产能评价实验，为理论分析和数值模拟等研究提供支撑和佐证，揭示特定储层岩石在不同完井条件下的产能对比情况和变化规律，为长期、有效且经济效益最大化的生产提供技术支持。
发明内容
针对上述突出问题，本发明提供一种考虑不同完井方式的油气井产能评价实验方法，进而为渤中地区孔店组砂砾岩储层在不同完井方式下的产能对比评价提供可靠的数据支持。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种考虑不同完井方式的油气井产能评价实验方法，包括如下步骤：
a制备四种不同完井方式的井筒模拟机构；
b将井筒模拟机构置于所述高压釜内；
c连接所述油气生产模拟机构；
d将所述计算机信息及控制机构与所述油气生产模拟机构电连接，得到实验装置；
e利用所述实验装置进行实验，模拟孔隙压力形成过程和油气生产流动的过程；
f测量并记录所述步骤e在实验过程中的数据，并利用所测数据对油气井的产能进行评价。
所述的油气井产能评价实验方法，优选地，该方法所用装置包括如下部件：油气生产模拟机构，所述油气生产模拟机构包括高压釜、油气罐1、平流泵3、第一流体回收罐19和第二流体回收罐22，所述油气罐1的出口通过所述平流泵3与所述高压釜的油气入口5连接，所述第一流体回收罐19与所述高压釜的第一高压釜出口12连接，所述第二流体回收罐22与所述高压釜的第二高压釜出口13连接；井筒模拟机构，所述井筒模拟机构包括实验岩样10以及位于所述实验岩样10上端面上的垫块7，所述垫块7的上端面抵靠在所述盖体14的下端面上，所述实验岩样10的下端面固定在所述底座16上，所述实验岩样10上设置有贯穿其轴向的井筒9，所述井筒9与所述第二高压釜出口13连通；计算机信息及控制机构，所述计算机信息及控制机构包括压力传感器6、电子流量计21和计算机23，所述压力传感器6设置在所述高压釜内，所述电子流量计21设置在所述第二高压釜出口13与所述第二流体回收罐22相连接的管线上，所述压力传感器6、电子流量计21和所述平流泵3分别与所述计算机23电连接。
所述的油气井产能评价实验方法，优选地，所述步骤a包括如下具体步骤：
制备如下四种不同完井方式的所述井筒模拟机构：第一种为在所述实验岩样10上钻孔，其内孔即为所述井筒9，形成裸眼完井方式的所述井筒模拟机构；第二种为利用AB胶水25封堵所述井筒9以模拟套管，并在所述实验岩样10沿其径向设置射孔孔眼24，形成套管射孔完井方式的所述井筒模拟机构；第三种为将筛管26置于所述井筒9内，形成筛管完井方式的所述井筒模拟机构；第四种为将所述筛管26置于所述井筒9内，再将砾石27填充在所述筛管26与所述井筒9之间的空隙中，形成砾石充填完井方式的所述井筒模拟机构。
所述的油气井产能评价实验方法，优选地，所述步骤b包括如下具体步骤：
将所述井筒模拟机构置于所述高压釜内，所述井筒9的上端面通过第一橡胶垫片8与所述垫块7密封连接，所述井筒9的下端面通过第二橡胶垫片11与所述底座16密封连接，利用所述高压釜的盖体14施加一个轴向力，用于固定所述垫块7、所述第一橡胶垫片8、所述第二橡胶垫片11和所述实验岩样10。
所述的油气井产能评价实验方法，优选地，所述步骤b包括如下具体步骤：
连接油气生产模拟机构，利用管线依次连接所述油气罐1、所述平流泵3和所述高压釜入口5，并在三者之间分别设置一号闸阀2和二号闸阀4，利用管线连接所述第一高压釜出口12与所述第一流体回收罐19的入口并在二者之间的管线上设置三号闸阀18，所述第二高压釜出口13与所述第二流体回收罐22的入口亦利用管线进行连接并在二者之间的管线上设置止回阀20。
所述的油气井产能评价实验方法，优选地，所述步骤d包括如下具体步骤：
连接计算机信息及控制机构，利用导线或无线信号将所述压力传感器6、所述电子流量计21和所述平流泵3分别与所述计算机23进行电连接或无线连接。所述压力传感器6和所述电子流量计21将测得的所述高压釜内的压力和流体的流量传输给所述计算机23，所述计算机23最终计算出流体的流量。
所述的油气井产能评价实验方法，优选地，所述步骤e包括如下具体步骤：
模拟孔隙压力形成过程：打开所述一号闸阀2、所述二号闸阀4和所述三号闸阀18，利用所述计算机23控制所述平流泵3给流经所述平流泵的油气加压，加压后的油气流通过所述高压釜入口5进入增压腔17，当观察到油气流自所述第一高压釜出口12连续流至所述第一流体回收罐19时，此时所述增压腔17内已充满流体，关闭二者之间的所述三号闸阀18，调整所述平流泵3的参数，使所述压力传感器6的记录值达到实验预设压力值即为孔隙压力；以及，
模拟油气生产流动的过程：在模拟孔隙压力和所述止回阀20启动压力的压差作用下，油气流体通过所述实验岩样10流至所述井筒9中，然后通过所述第二高压釜出口13流出经所述止回阀20流至所述第二流体回收罐22中。
所述的油气井产能评价实验方法，优选地，所述步骤f包括如下具体步骤：
所述压力传感器6和所述电子流量计21最终实验记录值为压力和流量的稳定值，产出流量稳定后即可保存实验数据，利用所述电子流量计21所记录的数值即可计算油气生产产能。
所述的油气井产能评价实验方法，优选地，还包括步骤g：关闭所述平流泵3，打开三号闸阀18对增压腔17和所述井筒9内部进行泄压，拆卸考虑不同完井方式的油气井产能评价实验装置，回收所述压力传感器6和所述电子流量计21，将所述第一橡胶垫片8、所述第二橡胶垫片11、所述实验岩样10和所述砾石27一同丢弃，并对所述第一流体回收罐19和所述第二流体回收罐22中的油气流体进行去污处理以便循环利用。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明基于一套油气流在定压生产条件下产能评价实验装置而提出的实验方法，该方法能够控制井底压力、生产压差和油气流体粘度等条件，较好的还原了油气从地层远场流入井筒的生产过程。
2、本发明应对不同的完井方式采用不同的井筒设置方法，较好的模拟了不同工况下的油气生产活动。
3、本发明通过计算机信息采集系统收集并分析实验数据，可较好的对比不同完井方式和各种影响因素对产能的影响，为制定油气井生产策略提供了坚实的理论基础。
附图说明
图1为本发明装置的整体结构示意图；
图2为本发明装置中高压釜的剖面图；
图3(a)-(d)为本发明装置中四种不同完井方式的井筒模拟机构的示意图；
图中各标记如下：
1-油气罐；2-一号闸阀；3-平流泵；4-二号闸阀；5-高压釜入口；6-；7-垫块；8-第一橡胶垫片；9-井筒；10-实验岩样；11-第二橡胶垫片；12-第一高压釜出口；13-第二高压釜出口；14-盖体；15-高压釜体；16-底座；17-增压腔；18-三号闸阀；19-第一流体回收罐；20-止回阀；21-电子流量计；22--第二流体回收罐；23-计算机；24-射孔孔眼；25-AB胶水；26-筛管；27-砾石。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种考虑不同完井方式的油气井产能评价实验方法，包括如下步骤：
a制备如下四种不同完井方式的井筒模拟机构：如图3(a)所示，第一种为在实验岩样10上钻孔，其内孔即为井筒9，形成裸眼完井方式的井筒模拟机构；如图3(b)所示，第二种为利用AB胶水25封堵井筒9以模拟套管，并在实验岩样10沿其径向设置射孔孔眼24，形成套管射孔完井方式的井筒模拟机构；如图3(c)所示，第三种为将筛管26置于井筒9内，形成筛管完井方式的井筒模拟机构；如图3(d)所示，第四种为将筛管26置于井筒9内，再将砾石27填充在筛管26与井筒9之间的空隙中，形成砾石充填完井方式的井筒模拟机构；
b将井筒模拟机构置于高压釜内，井筒9的上端面通过第一橡胶垫片8与垫块7密封连接，井筒9的下端面通过第二橡胶垫片11与底座16密封连接，利用高压釜的盖体14施加一个轴向力，用于固定垫块7、第一橡胶垫片8、第二橡胶垫片11和实验岩样10；
c连接油气生产模拟机构，利用管线依次连接油气罐1、平流泵3和高压釜入口5，并在三者之间分别设置一号闸阀2和二号闸阀4，利用管线连接第一高压釜出口12与第一流体回收罐19的入口并在二者之间的管线上设置三号闸阀18，第二高压釜出口13与第二流体回收罐22的入口亦利用管线进行连接并在二者之间的管线上设置止回阀20；
d连接计算机信息及控制机构，利用导线或无线信号将压力传感器6、电子流量计21和平流泵3分别与计算机23进行电连接或无线连接；
e模拟孔隙压力形成过程：打开一号闸阀2、二号闸阀4和三号闸阀18，利用计算机23控制平流泵3给流经平流泵的油气加压，加压后的油气流通过高压釜入口5进入增压腔17，当观察到油气流自第一高压釜出口12连续流至第一流体回收罐19时，此时增压腔17内已充满流体，关闭二者之间的三号闸阀18，调整平流泵3的参数，使压力传感器6的记录值达到实验预设压力值即为孔隙压力；以及，
模拟油气生产流动的过程：在模拟孔隙压力和止回阀20启动压力的压差作用下，油气流体通过实验岩样10流至井筒9中，然后通过第二高压釜出口13流出经止回阀20流至第二流体回收罐22中；
f压力传感器6和电子流量计21最终实验记录值为压力和流量的稳定值，产出流量稳定后即可保存实验数据，利用电子流量计21所记录的数值即可计算油气生产产能。
本实施例中，优选地，还包括步骤g：关闭平流泵3，打开三号闸阀18对增压腔17和井筒9内部进行泄压，拆卸考虑不同完井方式的油气井产能评价实验装置，回收压力传感器6和电子流量计21，将第一橡胶垫片8、第二橡胶垫片11、实验岩样10和砾石27一同丢弃，并对第一流体回收罐19和第二流体回收罐22中的油气流体进行去污处理以便循环利用。
本实施例中，重复上述步骤a至g以测量不同完井方式、地层性质、油气流体性质、生产压差、射孔参数、筛网及砾石参数下油气井产能情况及对比评价。
本实施例中，油气罐1中的油气流体在实验准备阶段根据油田现场资料进行调配。
本实施例中，优选地，通过在高压釜体15内部安装压力传感器6并通过计算机23信息采集来监测增压腔17的压力变化。
本实施例中，优选地，通过在止回阀20和第二流体回收罐22之间的管线上安装电子流量计21并通过计算机23信息采集来监测产出流量的变化。
本实施例中，优选地，井筒模拟机构可以通过射孔孔眼24、AB胶水25、筛管26和砾石27的辅助作用下实现不同完井方式的设置，用以真实模拟油田现场生产条件。
本实施例中，优选的，垫块7、第一橡胶垫片8、第二橡胶垫片11和实验岩样10直径相同，以保证密封效果并避免岩样受力不均。
本实施例中，优选的，实验岩样10顶部和底部用环形第一橡胶垫片8、第二橡胶垫片11密封，以防止油气流体自非井筒位置渗入，确保模拟油气流生产过程为径向流动。
本实施例中，优选的，止回阀20设置启动压力与增压腔17内监测压力分别模拟井底流压和孔隙压力，以形成生产压差使油气流动，同时更真实模拟了现场工况下油气流体在该压差下的粘度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种考虑不同完井方式的油气井产能评价实验方法，该方法所用装置包括如下部件：油气生产模拟机构，所述油气生产模拟机构包括高压釜、油气罐(1)、平流泵(3)、第一流体回收罐(19)和第二流体回收罐(22)，所述油气罐(1)的出口通过所述平流泵(3)与所述高压釜的油气入口(5)连接，所述第一流体回收罐(19)与所述高压釜的第一高压釜出口(12)连接，所述第二流体回收罐(22)与所述高压釜的第二高压釜出口(13)连接；井筒模拟机构，所述井筒模拟机构包括实验岩样(10)以及位于所述实验岩样(10)上端面上的垫块(7)，所述垫块(7)的上端面抵靠在所述盖体(14)的下端面上，所述实验岩样(10)的下端面固定在所述底座(16)上，所述实验岩样(10)上设置有贯穿其轴向的井筒(9)，所述井筒(9)与所述第二高压釜出口(13)连通；计算机信息及控制机构，所述计算机信息及控制机构包括压力传感器(6)、电子流量计(21)和计算机(23)，所述压力传感器(6)设置在所述高压釜内，所述电子流量计(21)设置在所述第二高压釜出口(13)与所述第二流体回收罐(22)相连接的管线上，所述压力传感器(6)、电子流量计(21)和所述平流泵(3)分别与所述计算机(23)电连接；
其特征在于，该方法包括如下步骤：
a制备四种不同完井方式的所述井筒模拟机构；
b将所述井筒模拟机构置于所述高压釜内；
c连接所述油气生产模拟机构；
d将所述计算机信息及控制机构与所述油气生产模拟机构电连接，得到实验装置；
e利用所述实验装置进行实验，模拟孔隙压力形成过程和油气生产流动的过程；
f测量并记录所述步骤e在实验过程中的数据，并利用所测数据对油气井的产能进行评价。
2.根据权利要求1所述的油气井产能评价实验方法，其特征在于，所述步骤a包括如下具体步骤：
制备如下四种不同完井方式的所述井筒模拟机构：第一种为在所述实验岩样(10)上钻孔，其内孔即为所述井筒(9)，形成裸眼完井方式的所述井筒模拟机构；第二种为利用AB胶水25封堵所述井筒(9)以模拟套管，并在所述实验岩样(10)沿其径向设置射孔孔眼(24)，形成套管射孔完井方式的所述井筒模拟机构；第三种为将筛管(26)置于所述井筒(9)内，形成筛管完井方式的所述井筒模拟机构；第四种为将所述筛管(26)置于所述井筒(9)内，再将砾石(27)填充在所述筛管(26)与所述井筒(9)之间的空隙中，形成砾石充填完井方式的所述井筒模拟机构。
3.根据权利要求2所述的油气井产能评价实验方法，其特征在于，所述步骤b包括如下具体步骤：
将所述井筒模拟机构置于所述高压釜内，所述井筒(9)的上端面通过第一橡胶垫片(8)与所述垫块(7)密封连接，所述井筒(9)的下端面通过第二橡胶垫片(11)与所述底座(16)密封连接，利用所述高压釜的盖体(14)施加一个轴向力，用于固定所述垫块(7)、所述第一橡胶垫片(8)、所述第二橡胶垫片(11)和所述实验岩样(10)。
4.根据权利要求3所述的油气井产能评价实验方法，其特征在于，所述步骤b包括如下具体步骤：
连接油气生产模拟机构，利用管线依次连接所述油气罐(1)、所述平流泵(3)和所述高压釜入口(5)，并在三者之间分别设置一号闸阀(2)和二号闸阀(4)，利用管线连接所述第一高压釜出口(12)与所述第一流体回收罐(19)的入口并在二者之间的管线上设置三号闸阀(18)，所述第二高压釜出口(13)与所述第二流体回收罐(22)的入口亦利用管线进行连接并在二者之间的管线上设置止回阀(20)。
5.根据权利要求4所述的油气井产能评价实验方法，其特征在于，所述步骤d包括如下具体步骤：
连接计算机信息及控制机构，利用导线或无线信号将所述压力传感器(6)、所述电子流量计(21)和所述平流泵(3)分别与所述计算机(23)进行电连接或无线连接。
6.根据权利要求5所述的油气井产能评价实验方法，其特征在于，所述步骤e包括如下具体步骤：
模拟孔隙压力形成过程：打开所述一号闸阀(2)、所述二号闸阀(4)和所述三号闸阀(18)，利用所述计算机(23)控制所述平流泵(3)给流经所述平流泵的油气加压，加压后的油气流通过所述高压釜入口(5)进入增压腔(17)，当观察到油气流自所述第一高压釜出口(12)连续流至所述第一流体回收罐(19)时，此时所述增压腔(17)内已充满流体，关闭二者之间的所述三号闸阀(18)，调整所述平流泵(3)的参数，使所述压力传感器(6)的记录值达到实验预设压力值即为孔隙压力；以及，
模拟油气生产流动的过程：在模拟孔隙压力和所述止回阀(20)启动压力的压差作用下，油气流体通过所述实验岩样(10)流至所述井筒(9)中，然后通过所述第二高压釜出口(13)流出经所述止回阀(20)流至所述第二流体回收罐(22)中。
7.根据权利要求6所述的油气井产能评价实验方法，其特征在于，所述步骤f包括如下具体步骤：
所述压力传感器(6)和所述电子流量计(21)最终实验记录值为压力和流量的稳定值，产出流量稳定后即可保存实验数据，利用所述电子流量计(21)所记录的数值即可计算油气生产产能。
8.根据权利要求7所述的油气井产能评价实验方法，其特征在于，还包括步骤g：关闭所述平流泵(3)，打开三号闸阀(18)对增压腔(17)和所述井筒(9)内部进行泄压，拆卸考虑不同完井方式的油气井产能评价实验装置，回收所述压力传感器(6)和所述电子流量计(21)，将所述第一橡胶垫片(8)、所述第二橡胶垫片(11)、所述实验岩样(10)和所述砾石(27)一同丢弃，并对所述第一流体回收罐(19)和所述第二流体回收罐(22)中的油气流体进行去污处理以便循环利用。
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