CN202628028U - 水平井剖面顶替效率测定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及的是水平井剖面顶替效率测定装置，这种水平井剖面顶替效率测定装置包括水泥浆箱、钻井液箱、内外管模拟装置、调偏心机构、支撑座、“拟毕托管测速仪”、倒U型管差压计，内外管模拟装置由玻璃井筒内置塑料套管构成，内外管模拟装置一端通过入口管分别连接水泥浆箱、钻井液箱，内外管模拟装置另一端连接出口管，内外管模拟装置两端分别安装调偏心机构，内外管模拟装置安装在支撑座上；“拟毕托管测速仪”利用针管作测压探头，测压探头插入胶塞，胶塞底面固定到玻璃井筒上，倒U型管差压计连接测压探头。本实用新型可模拟水平井偏心环空不同周向角条件下井壁处的钻井液滞留厚度，测出水平井顶替时环空的剖面顶替效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是石油与天然气工程中水平井剖面顶替效率的室内模拟测量装置，用于测量水平井顶替过程中偏心环空剖面顶替效率，具体涉及的是水平井剖面顶替效率测定装置。
背景技术
良好的层间封隔效果是实现水平井分段压裂提高薄差油层和低渗透油田采收率的关键，水平井顶替时由于套管自重偏心和水泥浆与钻井液密度差的联合作用，形成的水泥环薄厚不均，甚至有些地方没有形成水泥环，同时由于局部泥浆滞留的存在，降低了界面胶结强度，无法形成良好的封隔系统，导致许多水平井压裂后很快层间窜通，严重影响到水平井分段压裂优势的发挥。
对于水平井顶替来说，主要存在如下两个问题：（1）水平井中，水泥浆、钻井液所受重力方向已经不再是轴向而是径向，由于比重差的原因，使得重的水泥浆沉向低侧，顶替界面更容易向井眼下侧扩展，水泥浆在低边形成指进现象获得较好的顶替效果，而轻的钻井液聚集在井眼上侧很难被替走，形成连续的钻井液窜槽通道；（2）套管自重使得水平井中偏心现象比较严重，套管偏心形成宽窄不一的环空间隙，固井顶替时顶替流体在宽间隙处的流动阻力要小于窄间隙处，使得顶替界面容易向宽间隙处扩展，窄间隙处形成钻井液滞留。因此对于水平井来说，层间封隔效果受到顶替流体的密度差和套管偏心的双重影响，套管偏心的方位及大小对层间封隔效果可能会产生截然不同的影响。因此需要了解套管偏心以及顶替流体密度差对水平井剖面顶替效率的影响，得出水平井偏心环空钻井液滞留的规律。
张兴国等人通过实验研究了紊流顶替及接触时间对注水泥顶替效率的影响，通过测定γ射线穿透不同密度的流体时强度的变化来测定顶替效率。杨建波等人利用自行研制的偏心环空注水泥模拟试验装置，用相似液顶替试验研究了密度差对顶替界面以及顶替过程的影响规律，在膨润土浆相似液顶替试验中，采用出口混浆密度连续测量法，对密度差等因素影响顶替效率的规律进行了较为系统的研究。
这些实验装置只能测定顶替过程中两种流体掺混流动时的顶替效果，不能测定顶替结束后环空剖面钻井液滞留的位置以及厚度。本实用新型的研制可以用来解决目前缺少水平井偏心环空钻井液滞留层厚度分布规律和剖面顶替效率测定的室内实验装置的问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供水平井剖面顶替效率测定装置，它用于解决目前缺少水平井偏心环空钻井液滞留层厚度分布规律和剖面顶替效率测定的室内实验装置的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：这种水平井剖面顶替效率测定装置包括水泥浆箱、钻井液箱、内外管模拟装置、调偏心机构、支撑座、“拟毕托管测速仪”、倒U型管差压计，内外管模拟装置由玻璃井筒内置封闭的塑料套管构成，内外管模拟装置一端通过入口管分别连接水泥浆箱、钻井液箱，内外管模拟装置另一端连接出口管，内外管模拟装置两端分别安装调偏心机构，内外管模拟装置安装在支撑座上；“拟毕托管测速仪”利用针管作测压探头，测压探头插入胶塞，胶塞底面固定到玻璃井筒上，倒U型管差压计连接测压探头。
上述方案中调偏心机构设置有调节螺杆、调节支撑座、刻度盘，调节螺杆和刻度盘安装在调节支撑座上，通过调节螺杆来调节套管偏心度。
上述方案中水泥浆箱、钻井液箱分别连接一个泵，分别利用泵将水泥或钻井液打入内外管模拟装置的环形通道中。
上述方案中“拟毕托管测速仪”的测压探头有两根，其中一根探头是弯成90°的弯曲探头，另一根探头垂直于流体流速方向。
本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型可模拟水平井偏心环空不同周向角条件下井壁处的钻井液滞留厚度，能够明确的得出水平井顶替时环空的剖面顶替效率，为水平井顶替局部清洗工艺技术提供依据。
2、本实用新型内外管模拟实验装置中套管偏心度可调；通过设计合理的水平井套管居中度，能够降低环空剖面的钻井液滞留厚度从而增加界面胶结强度，增强水平井环空封隔效果。
3、本实用新型结构简单、操作方便、适应能力强。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型中“拟毕托管测速仪”结构示意图；
图3是本实用新型中内外管模拟装置环形通道剖面测点示意图。
1.泵 2.流量阀 3.入口管 4.塑料套管 5.玻璃井筒 7.出口管 8.储水泥浆箱 9.储钻井液箱 10.调节螺杆 11.支撑座 12.钻井液箱 13.水泥浆箱 14“拟毕托管测速仪” 15.倒U型管差压计 16.针管 17.弯曲探头 18.胶塞。
具体实施方式
如图1所示，这种水平井剖面顶替效率测定装置包括水泥浆箱13、钻井液箱12、内外管模拟装置、调偏心机构、支撑座11、“拟毕托管测速仪”14、倒U型管差压计15，内外管模拟装置由玻璃井筒5内置封闭的塑料套管4构成，玻璃井筒5与塑料套管4是环形腔，环形腔是水泥或钻井液流动的通道，内外管模拟装置一端通过入口管3分别连接水泥浆箱13、钻井液箱12，内外管模拟装置的另一端连接出口管7，出口管7下放置储水泥浆箱8和储钻井液箱9，内外管模拟装置的两端分别安装调偏心机构，内外管模拟装置安装在支撑座11上，支撑座11主要用于内外管模拟装置的支撑和位移。“拟毕托管测速仪”14利用针管16作测压探头，探头插入胶塞18，胶塞18底面固定到玻璃井筒上，倒U型管差压计15连接测压探头，通过倒U型管差压计15读出高度差，进而算出流速。
内外管模拟装置：根据几何相似原理，玻璃井筒5由内径220mm的有机玻璃管组成，玻璃井筒5用于模拟井筒，内置外径为139.7mm的塑料套管4作为模拟套管，井筒全长15m，环空偏心度可调。
调偏心机构设置有调节螺杆10、调节支撑座、刻度盘，调节螺杆和刻度盘安装在调节支撑座上，通过调节螺杆10、支撑座来调节塑料套管4的偏心程度。
水泥浆箱13、钻井液箱12分别连接一个泵1，分别利用泵1将水泥或钻井液打入内外管模拟装置的环形通道中。水泥浆箱13连接泵通过流量阀2控制流量，循环钻井液，钻井液进入内外管模拟装置，内外管模拟装置进口处设置有测压孔，测压装置安装在测压孔处，通过进口测压装置测定压力，从环空出口流出钻井液进入储钻井液箱9，关闭泵1和钻井液进液阀，打开水泥浆进液阀，开泵，水泥浆顶替钻井液。
结合图2，“拟毕托管测速仪”14采用两个外径（d 0）为1.2mm、内径（d i）为0.8mm的针管16做测压探头，测压探头有两根，其中一根探头前段3d 0处折成90°，是弯成90°的弯曲探头17，另一根探头垂直于流体流速方向来测定静压，“拟毕托管测速仪”14另一端连接倒U型管差压计15来测定总压。探头插入胶塞18，根据毕托管速度测量原理计算流速。注水泥浆顶替钻井液过程中通过移动两根探头使倒U型管差压计15为0，即环空速度为0，此时用刻度尺量出探头长度，计算得出泥浆滞留层厚度。
内外管模拟装置塑料套管4上臂和玻璃井筒5上臂之间环空定义为0°，顺时针为正，结合图3所示，“拟毕托管测速仪”分别测量环空0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°，8处位置的钻井液滞留层厚度，“拟毕托管测速仪”有八个，分别位于内外管模拟装置距环空进口的距离分别为：6m（环空0°）、6.5m（环空45°）、7m（环空90°）、7.5m（环空135°）、8m（环空180°）、8.5m（环空225°）、9m（环空270°）、9.5m（环空315°）。采取不同的八点测定滞留层厚度使实验过程中由于套管偏心和密度差对水平井剖面顶替效率的影响更加直观、准确。
测量井筒内壁滞留层厚度的方法，首先用刻度尺量出针管16的长度，在水泥浆顶替过程中当倒U型管差压计15高度差为0时，再次测量针管16的长度，两者之差再减去井筒壁厚即为滞留层厚度；测量套管外壁滞留层厚度的方法，将探头插入环空并碰到套管外壁，用刻度尺测量针管露在井筒外长度，实验过程中，向外拔针管，直到倒U型管差压计15刚好有高度差时停止，此处即为滞留层边缘，用刻度尺测量此时针管16的长度，两者之差为滞留层厚度。
本实用新型的测试过程：首先模拟套管偏心对水平井剖面顶替效率的影响，连接好实验仪器，调整调节螺杆10使塑料套管4在玻璃井筒5中的处于中心位置，实验开始，测量环空各剖面的滞留层厚度。实验结束后清洗实验装置，调整调节螺杆10使套管偏心，重复上述实验步骤，记录相应滞留层的厚度，得出水平井剖面顶替效率；其次模拟不同密度的流体在不同偏心度情况下的顶替效率，实验步骤同上。
由于该实验装置的使用，能模拟不同套管偏心、不同流体密度对水平井剖面滞留层厚度的影响，可直观得出不同套管偏心和不同流体密度情况的水平井剖面顶替效率。
Claims (4)
1.一种水平井剖面顶替效率测定装置，其特征在于：这种水平井剖面顶替效率测定装置包括水泥浆箱（13）、钻井液箱（12）、内外管模拟装置、调偏心机构、支撑座（11）、“拟毕托管测速仪”（14）、倒U型管差压计（15），内外管模拟装置由玻璃井筒（5）内置封闭的塑料套管（4）构成，内外管模拟装置一端通过入口管（3）分别连接水泥浆箱（13）、钻井液箱（12），内外管模拟装置的另一端连接出口管（7），内外管模拟装置的两端分别安装调偏心机构，内外管模拟装置安装在支撑座（11）上；“拟毕托管测速仪”（14）利用针管（16）作测压探头，测压探头插入胶塞（18），胶塞（18）固定到玻璃井筒5上，倒U型管差压计（15）连接测压探头。
2.根据权利要求1所述的水平井剖面顶替效率测定装置，其特征在于：所述的调偏心机构设置有调节螺杆（10）、调节支撑座、刻度盘，调节螺杆（10）和刻度盘安装在调节支撑座上。
3.根据权利要求1所述的水平井剖面顶替效率测定装置，其特征在于：所述的水泥浆箱（13）、钻井液箱（12）分别连接一个泵（1）。
4.根据权利要求1所述的水平井剖面顶替效率测定装置，其特征在于：所述的“拟毕托管测速仪”（14）的测压探头有两根，其中一根探头是弯成90°的弯曲探头（17），另一根探头垂直于流体流速方向。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105257242A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-01-20 | 东北石油大学 | 偏心环空注水泥附加量确定方法 |
| CN106481334A (zh) * | 2015-08-31 | 2017-03-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 用于评价顶替界面的稳定性的方法 |
| CN106481333A (zh) * | 2015-08-31 | 2017-03-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 顶替界面的稳定性的评价装置及方法 |
| CN110197040A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-09-03 | 东北石油大学 | 一种基于雷诺数的环空压力计算方法 |
| CN112302592A (zh) * | 2019-07-30 | 2021-02-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种曲流河点坝砂体水驱油模拟实验设备 |
| CN112922558A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-06-08 | 中海油田服务股份有限公司 | 一种可视化实验装置 |
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106481334A (zh) * | 2015-08-31 | 2017-03-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 用于评价顶替界面的稳定性的方法 |
| CN106481333A (zh) * | 2015-08-31 | 2017-03-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 顶替界面的稳定性的评价装置及方法 |
| CN106481334B (zh) * | 2015-08-31 | 2019-06-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 用于评价顶替界面的稳定性的方法 |
| CN106481333B (zh) * | 2015-08-31 | 2019-10-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 顶替界面的稳定性的评价装置及方法 |
| CN105257242A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-01-20 | 东北石油大学 | 偏心环空注水泥附加量确定方法 |
| CN105257242B (zh) * | 2015-11-20 | 2017-07-25 | 东北石油大学 | 偏心环空注水泥附加量确定方法 |
| CN110197040A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-09-03 | 东北石油大学 | 一种基于雷诺数的环空压力计算方法 |
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| CN112302592A (zh) * | 2019-07-30 | 2021-02-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种曲流河点坝砂体水驱油模拟实验设备 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Daqing High-tech Zone Heidimiao Heavy Oil Test Recovery Technology Development Co.,Ltd. Assignor: Northeast Petroleum University Contract record no.: 2013230000941 Denomination of utility model: Horizontal well section displacement efficiency measuring device Granted publication date: 20121226 License type: Exclusive License Record date: 20130529 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121226 Termination date: 20140710 |
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