CN201843592U - 油气井射孔地面动态模拟试验装置 - Google Patents

油气井射孔地面动态模拟试验装置 Download PDF

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曾钕钋
朱刚
吴永成
胡火焰
彭明民
曾嵘
宋诚
王志开
戴青
孔繁军
王小勇
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Abstract

一种油气井射孔地面动态模拟试验装置,包括水平布置的耐高温高压釜筒,所述釜筒的右左两端分别密封连接有釜筒起爆端盖和釜筒测压端盖,所述釜筒起爆端盖和釜筒测压端盖之间依次设置有射孔模拟装置、模拟井筒壁、固井水泥环和地层模拟岩石,所述射孔模拟装置和地层模拟岩石被所述模拟井筒壁及固井水泥环分隔在两侧独立的空腔中,所述釜筒的筒壁上对应于射孔模拟装置所在空腔设置有井筒压力注液阀,所述釜筒的筒壁上对应于地层模拟岩石所在空腔设置有地层压力注液阀。所述釜筒的外壁还设置有釜筒加热装置。其结构简单、操作便利、成本低廉、能够较真实模拟地下实际状况,获得模拟测试射孔器材及其它井下燃爆施工时的压力-时间曲线、温度-时间曲线。

Description

油气井射孔地面动态模拟试验装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及油气井施工模拟测试装置,具体地指一种油气井射孔地面动态模 拟试验装置。
背景技术
[0002] 在石油开采行业中,射孔器材的改进和射孔工艺的改善对提高油田采收率、稳定 油田产能具有重要意义。射孔质量的检测与评价是整个射孔系统工程中的重要环节,对于 提高完井效率,延长生产井寿命都具有极大的意义。然而,在现行的测试手段中,如利用混 凝土靶评价射孔器系统、在应力条件下用贝雷砂岩靶评价射孔器、在模拟井筒条件下岩心 靶射孔和流动测试、模拟井射孔测试等等,都由于设备巨大、不具备加热装置等局限而不能 更好地模拟井下高温高压条件,且测试设备装配复杂、耗时费力、可操作性差、工程量大、耗 资巨大。
发明内容
[0003] 本实用新型的目的就是要提供一种结构简单、操作便利、成本低廉、能够较真实模 拟地下实际状况的油气井射孔地面动态模拟试验装置。
[0004] 为实现上述目的,本实用新型所设计的油气井射孔地面动态模拟试验装置,包括 水平布置的耐高温高压釜筒,所述釜筒的右左两端分别密封连接有釜筒起爆端盖和釜筒测 压端盖,所述釜筒起爆端盖和釜筒测压端盖之间依次设置有射孔模拟装置、模拟井筒壁、固 井水泥环和地层模拟岩石,所述射孔模拟装置和地层模拟岩石被所述模拟井筒壁及固井水 泥环分隔在两侧独立的空腔中,所述釜筒的筒壁上对应于射孔模拟装置所在空腔设置有井 筒压力注液阀,所述釜筒的筒壁上对应于地层模拟岩石所在空腔设置有地层压力注液阀。
[0005] 进一步地,所述釜筒的外壁设置有釜筒加热装置。
[0006] 本实用新型的工作原理如下:将耐高温高压釜筒水平置于试验台上,将制备好的 地层模拟岩石根据测试需要加装压力与温度传感器,固定于釜筒测压端盖上,并密封装于 釜筒的左端。釜筒内以与测试井同类材质的水泥浆制作固井水泥环,固井水泥环应保证模 拟井筒壁与地层模拟岩石很好地胶结和密封。待固井水泥环固结后,将组装好的射孔模拟 装置固定于釜筒起爆端盖上,并密封装于釜筒的右端。地层模拟岩石的长度应保证模拟井 筒壁与射孔模拟装置的间隙与实际井壁与射孔枪的间隙一致,由此构成完整的油气井射孔 模型。
[0007] 本实用新型的优点在于:将釜筒水平设置在试验台上,极大地方便了实验操作,也 更加符合井下的实际情况。釜筒两端采用釜筒测压端盖和釜筒起爆端盖双向密封,可使釜 筒两端测试传感器的安装数量相应增多,非常方便操作。釜筒上设置的井筒压力注液阀和 地层压力注液阀可分别逼真地模拟井筒压力和地层压力,根据需要在釜筒内对应于射孔模 拟装置、地层模拟岩石、以及模拟井筒壁等处设置的压力与温度传感器,从而进行实验数据 采集。另外,所设计的釜筒加热装置可以实时对釜筒进行加热,使釜筒获得与测试地层相接近的温度。这样,本实用新型可以模拟油气井井下高温高压的实际状况,从而获得地面模拟 测试射孔器材各个不同点施工时的压力-时间、温度-时间曲线。同时,本实用新型结构简 单,操作方便,成本低廉,可取代传统设备更加逼真地模拟实际井下状况。
附图说明
[0008] 图1为一种油气井射孔地面动态模拟试验装置的剖视结构示意图。
[0009] 图2为图1中射孔模拟装置的放大结构示意图。
具体实施方式
[0010] 以下结合附图和具体实施例对本实用新型的试验装置作进一步的详细描述:
[0011] 图中所示的油气井射孔地面动态模拟试验装置,具有一个水平布置的耐高温高压 釜筒5,釜筒5的右左两端分别密封连接有釜筒起爆端盖1和釜筒测压端盖7,釜筒起爆端 盖1和釜筒测压端盖7上各自设置有至少6个密封接头孔,用于各种引线的穿出。釜筒起 爆端盖1和釜筒测压端盖7之间依次设置有射孔模拟装置2、模拟井筒壁3、固井水泥环4 和地层模拟岩石6,射孔模拟装置2和地层模拟岩石6被模拟井筒壁3及固井水泥环4分隔 在两侧独立的空腔中。釜筒5的筒壁上对应于射孔模拟装置2所在空腔设置有井筒压力注 液阀9,釜筒5的筒壁上对应于地层模拟岩石6所在空腔设置有地层压力注液阀8。釜筒5 的外壁设置有釜筒加热装置10,釜筒加热装置10的发热部件呈瓦状结构,以利于对釜筒5 的热传导。
[0012] 上述射孔模拟装置2为一单发射孔枪,它包括射孔枪身14,射孔枪身14的上下两 端分别密封连接有枪身测压端盖12和枪身起爆端盖18。射孔枪身14内设置有射孔弹架 16,射孔弹架16上固定有射孔弹15,射孔弹15的射孔方位正对射孔枪身14上的枪身定位 盲孔19,枪身定位盲孔19正对模拟井筒壁3。枪身测压端盖12上开设有压力传感引线密 封插头孔11,压力传感引线密封插头孔11内设置有传感器保护腔13,用于测量的压力传感 器安装于传感器保护腔13中,其引线由压力传感引线密封插头孔11向外引出。枪身起爆 端盖18上开设有起爆引线密封插头孔17,射孔弹15使用电起爆方式,其引线由起爆引线密 封插头孔17引出。
[0013] 本实用新型的试验工作概述如下:
[0014] 一、设备组装:将制备好的地层模拟岩石6根据测试需要加装压力与温度传感器, 固定于釜筒测压端盖7上,并密封装于釜筒5内。釜筒5内以与测试井材质相同的水泥浆 制作固井水泥环4,固井水泥环4应保证模拟井筒壁3与地层模拟岩石6良好胶结与密封。 待固井水泥环4固结后,将组装好的射孔模拟装置2固定于釜筒起爆端盖1上,并密封装于 釜筒5内。地层模拟岩石6的长度应保证模拟井筒壁3与射孔模拟装置2的间隙与实际井 壁与射孔枪间隙相一致。
[0015] 二、测试前准备:将釜筒测压端盖7与釜筒起爆端盖1上的传感器接线与数据采集 系统相连接。通过地层压力注液阀8对地层模拟岩石6保持地层压力,通过井筒压力注液阀 9施加井筒压力。通过釜筒加热装置10对釜筒5外壁加热,使其保持与地层温度相一致。
[0016] 三、开始实验:当本油气井射孔地面动态模拟试验装置的地层压力、井筒压力和地 层温度均达到实验设计要求时,数据采集系统进入高速采集状态。将从起爆引线密封插头孔17引出的起爆线连接于安全起爆器上,起爆射孔弹15。通过数据采集系统的运转,可以 获得起爆后地面模拟测试射孔器材各个不同点施工时的压力-时间、温度-时间曲线,供实 际工程参考。

Claims (5)

1. 一种油气井射孔地面动态模拟试验装置,包括水平布置的耐高温高压釜筒(5),所 述釜筒(5)的右左两端分别密封连接有釜筒起爆端盖(1)和釜筒测压端盖(7),其特征在 于:所述釜筒起爆端盖(1)和釜筒测压端盖(7)之间依次设置有射孔模拟装置O)、模拟井 筒壁(3)、固井水泥环(4)和地层模拟岩石(6),所述射孔模拟装置(¾和地层模拟岩石(6) 被所述模拟井筒壁C3)及固井水泥环(4)分隔在两侧独立的空腔中,所述釜筒(5)的筒壁 上对应于射孔模拟装置(¾所在空腔设置有井筒压力注液阀(9),所述釜筒(¾的筒壁上对 应于地层模拟岩石(6)所在空腔设置有地层压力注液阀(8)。
2.根据权利要求1所述的油气井射孔地面动态模拟试验装置,其特征在于:所述釜筒 (5)的外壁设置有釜筒加热装置(10)。
3.根据权利要求1或2所述的油气井射孔地面动态模拟试验装置,其特征在于:所述 射孔模拟装置(¾为一单发射孔枪,它包括射孔枪身(14),所述射孔枪身(14)的上下两端 分别密封连接有枪身测压端盖(1¾和枪身起爆端盖(18),所述枪身测压端盖(1¾上设置 有传感器保护腔(13),所述射孔枪身(14)内设置有射孔弹架(16),所述射孔弹架(16)上 固定有射孔弹(15),所述射孔弹(1¾的射孔方位正对射孔枪身(14)上的枪身定位盲孔 (19),所述枪身定位盲孔(19)正对模拟井筒壁(3)。
4.根据权利要求1或2所述的油气井射孔地面动态模拟试验装置,其特征在于:所述 釜筒起爆端盖(1)和釜筒测压端盖(7)上各自设置有至少6个密封接头孔。
5.根据权利要求3所述的油气井射孔地面动态模拟试验装置,其特征在于:所述釜筒 起爆端盖(1)和釜筒测压端盖(7)上各自设置有至少6个密封接头孔。
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