CN204832945U - 一种测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置，该装置包括储油配液罐、储水配液罐、齿轮泵、模拟负载装置；其中该储油配液罐通过输油管与该齿轮泵的第一端相连；该储水配液罐通过输水管与该齿轮泵的第一端相连；该齿轮泵的第二端通过输液管与该模拟负载装置相连，该模拟负载装置的内部放置被测节流控水装置，该模拟负载装置上还设有压力传感器及压差传感器，用于测量被测节流控水装置产生的节流压差。本实用新型能够测试控水装置不同含水率节流性能，用于测试不同节流控水装置在油水混合物流过时产生的节流阻力的变化，进而更加全面准确的评价不同节流控水装置的稳油控水能力。

Description

一种测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种控水装置性能模拟测试领域，尤其涉及一种测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置。

背景技术

水平井由于具有泄油面积大、波及系数高等特点，已被广泛用于边、底水油藏的开发，并在许多油田取得了一定的应用效果。为了有效提高油田开发效果，我国自上世纪90年代开始针对水平井技术持续开展探索与实践，应用范围不断拓宽，应用规模逐步扩大，应用效果较为显著，至2012年，我国年钻水平井在千余口以上。但由于水平井开采过程中存在沿井筒内的压降且受沿水平井筒地层物性发生变化等因素的影响，在开采过程中，容易造成底水锥进导致地层大量出水，进而严重影响水平井的正常生产，截止目前，国内因高含水而关井已达数百口，控制并治理底水锥进已成为水平井开发中的一项重要难题。

国内外的研究及应用表明，采用水平井调流控水均衡采液的方法是提高水平井产量，控制底水锥进的有效方法。从上世纪90年代开始，水平井调流控水技术被引入到油田完井中。该技术是利用膨胀封隔器将水平井进行分段完井，在每个筛管节点上安放流入控制装置，其作用是：增加附加压差，限制高渗段产量，均衡流入剖面，延缓锥进现象，最终提高油井的总产量。

作为整套水平井调流控水均衡采液稳油控水系统的核心，流入控制装置对水平井的调流控水及均衡采液起着至关重要的作用，其决定了水平井调流控水的效果以及油藏内流体整体采出程度的大小，伴随着国内外油气田开发的不断深入，为适应复杂边、底水油气田的开发需要，新的节流控水装置不断被研发出来，但作为开发节流控水装置的重要一环，节流控水装置的控水稳油的性能测试一直是开发新型节流控水装置所面临的重要难题之一。现阶段，针对节流控水装置的地面性能测试，主要是采用单相水和单相油来对节流控水装置的性能进行测试，而对于油水混合液通过节流控水装置的性能测试，由于不同含水率的油水混合液难以稳定的通过节流控水装置导致该性能无法准确的测量，但在实际的油田生产过程中，在大部分的工作时间里节流控水装置均是对不同含水率的油水混合液进行控制，对油水混合液的稳油控水性能的测量是标定节流控水装置的重要环节。

目前针对测试节流控水装置在不同含水率下的节流性能所面临的问题主要有以下四个方面的问题：1、均匀稳定的油水混合液难以配置，由于受到油水重力差的影响，在采用搅拌的方法进行油水混合时，油水很难均匀混合，处于不同位置的油水混合物的含水率有明显的差异；2、油水乳化影响，为了得到均匀稳定的油水混合液，如果采用提高搅拌速度或是延长搅拌时间的方法，就会造成油水乳化，而油水乳化后形成的流体与单纯的油水混合物有很大的差异；3、稳定的节流压降难以得到，由于通过被测节流控水装置的油水混合物的含水率无法稳定，这就使得被测节流控水装置产生的节流阻力不断发生变化，进而使得按装在被测节流控水装置两端测量通过流体产生的节流阻力的压力传感器无法测得稳定的压力；4、不同含水率的油水混合物的流量的难以准确测量，由于常规的流量计主要为电磁流量计和涡轮流量计，电磁流量计主要用来测量水的流量，而对测量导电能力的相对较弱的油则无法准确测量，涡轮流量计主要用来测量油的流量，但无法准确的测量水的流量。

实用新型内容

本实用新型的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本实用新型而学习。

为克服现有技术的问题，本实用新型提供一种测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置，采用齿轮泵将经由输水管输送来的水和经由输油管输送来的油进行瞬时高度混合，混合后的流体被该齿轮泵经由输液管快速推入模拟负载装置内的被测节流控水装置，从而测试不同节流控水装置在油水混合物流过时产生的节流阻力的变化，进而更加全面准确的评价不同节流控水装置的稳油控水能力。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供一种测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置，其特征在于，包括储油配液罐、储水配液罐、齿轮泵、模拟负载装置；其中该储油配液罐通过输油管与该齿轮泵的第一端相连；该储水配液罐通过输水管与该齿轮泵的第一端相连；该齿轮泵的第二端通过输液管与该模拟负载装置相连，该模拟负载装置的内部放置被测节流控水装置，该模拟负载装置上还设有压力传感器及压差传感器，用于测量被测节流控水装置产生的节流压差。

根据本实用新型的一个实施例，位于该储油配液罐的出口端的该输油管上设有开关球阀。

根据本实用新型的一个实施例，位于该储水配液罐的出口端的该输水管上设有开关球阀。

根据本实用新型的一个实施例，该齿轮泵的第一端与第二端设有输液软管。

根据本实用新型的一个实施例，该输液管上设有单向阀。

根据本实用新型的一个实施例，还包括油滤，设置在该输液管上，位于该单向阀与该模拟负载装置之间。

根据本实用新型的一个实施例，该油滤与该模拟负载装置之间连有一段软管。

根据本实用新型的一个实施例，该模拟负载装置上还设有输出管路，用于输出经过该被测节流控水装置的流体，该输出管路上设有计时器。

根据本实用新型的一个实施例，还包括量筒，位于该输出管路的末端，用于接收经过该被测节流控水装置的流体。

根据本实用新型的一个实施例，还包括安全阀，通过安全保护管线连接在该齿轮泵的两端。

通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本实用新型，本实用新型的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本实用新型的解释说明，而不构成对本实用新型的任何意义上的限制，在附图中：

图1为本实用新型实施例的测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供一种测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置，包括：储油配液罐2、储水配液罐17、齿轮泵6、模拟负载装置20；其中储油配液罐2通过输油管4与齿轮泵6的第一端相连；储水配液罐17通过输水管16与齿轮泵6的第一端相连；齿轮泵6的第二端通过输液管与模拟负载装置20相连，模拟负载装置20的内部放置被测节流控水装置，模拟负载装置上还设有压力传感器及压差传感器10，用于测量被测节流控水装置产生的节流压差。本实用新型采用高速齿轮泵作为动力源，齿轮泵的高速旋转保证了油水的高度均匀混合，其高效的泵出功能防止了油水的快速乳化，从而确保了进入节流控水装置的油水混合物均匀稳定。

上述储油配液罐2和储水配液罐17上安装有空气滤1、排液阀、加热器、散热器18、液位计等设备，由于用于过滤试验用流体、调整试验流体温度以及测量配液罐内液面的高度，其中加热设备采用外壁水浴循环加热的方法，避免的加热棒直接接触试验流体而引起的局部流体温度过高，试验流体整体受热不均匀的问题。本实用新型采用周向水域加热技术，可对试验用油和试验用水进行整体动态加热，通过对加热和降低试验流体的温度来进一步模拟井下实际地层的产液情况以及调整试验用流体的粘度，确保试验结果的科学性。试验中，被加热到标准温度的试验流体通过齿轮泵6将储油配液罐2和储水配液罐17内的油水流体进行混合，然后推入到后续的输液管中，其中齿轮泵6与变频电机7相连。

本实施例中，在储油配液罐2和储水配液罐17的出口端的输油管4和输水油管16分别设置有开关球阀3，通过调整输水管和输油管上球阀3的开度，能够调整进入整个试验管路的油水比例，得到不同含水率的油水混合流体。此外，还在齿轮泵的两侧，即其第一端与第二端上设置输液软管5，用以保证试验的安全性及整个装置测量结果的准确性，消除因流体温度变化产生的粘度变化以及管内摩阻、循环泵抖动等因素产生的结果异常；而进入输液管的油水混合流体分别经过单向阀8、油滤9、再经过一小段软管19后进入到模拟负载装置20中，也就是说，输液管上设有单向阀8、油滤9以及软管19，其中油滤9位于所述单向阀8与所述模拟负载装置20之间，软管19位于油滤与9与模拟负载装置20之间；此外，在输液管上还设有分流管线13。

模拟负载装置20上还设有输出管路21，用于输出经过被测节流控水装置的流体，输出管路上设有计时器11；还包括量筒12，位于输出管路21的末端，用于接收经过被测节流控水装置的流体。本实用新型采用量筒12结合计时器11的方法对流经节流控水装置的流体流量进行测量，并同时智能记录压力传感器和压差传感器上的节流压差数值，提高了试验的测试精度，简化了试验过程。在试验后，还能采用量筒12对回收的油水流体进行测量，将量筒内盛放的油水混合流体静置一段时间，使油水自然分层，分别读出水的体积和油的体积，进而得出油水混合物的准确含水比率，简化了试验手段，提高了试验精度。

为保证试验的安全性及试验的连贯性，试验装置中安装有多个阀门，在齿轮泵的两端还通过安全保护管线15与安全阀14相连，此外试验装置中安装有多个压力传感器、温度传感器及流量计等测量装置用于采集试验中节流控水装置的稳油控水性能，此外，试验节流控水装置夹持装置全部采用机械卡环、活动部件及螺纹固定，以保证内部节流控水装置的能够实现更换。利用本装置可以模拟现场井下节流控水装置的工作条件，在密闭带压情况下，提供一种直观测量节流控水装置对不同含水率的油水混合流体的性能变化情况的装置，在线测量节流控水装置在不同含水率条件下的节流效果。

本实用新型提供的测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置结构简单，使用操作方便；可用来测量节流控水装置在不同含水率油水混合流体下的稳油控水状况，得出节流控水装置在流经不同含水率油水混合流体时产生的节流阻力，进而更加准确的分析及总结出节流控水装置整体节流系数，绘制详细的节流控制图版。该试验装置对节流控水装置的测量结果可有效指导水平井调流控水筛管完井优化设计及现场应用，对水平井调流控水完井参数设计、分段控水完井设计提供依据，为油田现场作业中的调流控水的完井参数优化设计提供分析模型，对合理使用节流控水装置进行井下稳油控水具有重要作用。该实用新型的效果具体体现在以下几个方面：

(1)整套试验装置能够实现在模拟实际井下不同含水率油水混合流体流动效果的前提下对节流控制装置的节流流效应和节流效果进行测量和评价；

(2)通过使用本实用新型的装置，能够对新型被测节流控水装置结构进行研究和设计，测量不同结构的节流控水装置在不同工况下的节流效果，进而研发针对不同储层、不同流体性质、调流控水效果更佳的节流控水装置；

(3)通过使用本实用新型的装置，可以在含水率在0-100％，压力0-4Mpa，流量在0-2000L/h，流体粘度在0-300CP的条件范围内对调流控水筛管的节流性能及效果进行测量和评价；

(4)利用本装置可以模拟现场井下节流控水装置的工作条件，在密闭带压情况下,提供一种直观测量节流控水装置流经不同含水率油水混合流体时节流性能变化情况的装置，在线测量节流控水装置，在不同粘度和不同流量条件下油水混合物流经节流控水装置时产生的节流效果；

(5)该装置对模拟现场节流控水装置的不同含水率的稳油控水性能评价检测及测试的准确度高，实验操作简便易行。

下面辅以具体实例，进一步说明本实用新型：

将粘度为200CP的油和普通纯水分别装入储油罐和储水罐内，利用配液罐温度调节功能将试验流体加热至试验标准温度20℃，将试验中要测量的节流控水装置放入模拟负载装置内，用夹持器固定好后，打开输油管上的球阀至半开、输水管上的开度至1/4开度，将整个测试装置及管道灌满流体，打开齿轮泵，将齿轮泵排量定在3m³/d，使得整个试验装置内的流体开始运行，在运行稳定后，开始用量筒对流出节流控水装置的油水混合流体进行采集，同时使用精密计时器开始计时，并利用压力传感器及压差传感器采集压力信号，在采集结束后，将装满流体的量筒放置到专门的试验台上进行静置，待油水自然分层，油水分层完全后，可根据油水体积的大小计算出此次试验油水混合流体的含水率；继续开大齿轮泵的排量至4.5m³/d，在运动稳定后，用另一量筒对流出节流控水装置的油水混合流体进行采集，同时使用精密计时器开始计时，并利用压力传感器及压差传感器采集压力信号，在采集结束后，将装满流体的量筒放置到专门的试验台上进行静置，等待油水自然分层；以此类推分别记录将齿轮泵排量在6.0m³/d、7.5m³/d、9.0m³/d、10.5m³/d、12.0m³/d的压力和时间并完成量筒内流体的采集，在齿轮泵流量达到最大值后，停泵，调整输油管和输水管上球阀的开度，采用相同的步骤进行试验，测试并记录节流控水装置在不含水率和不同排量下的压力变化之，最后在多次试验后，以记录的数据为基础绘制不同含水率下压差与流量变化关系图板，此次试验结束。

本实用新型提供的测量控水装置不同含水率节流性能的试验装置，包括齿轮泵、粘度计、压力传感器、压差传感器、温度传感器、夹持器、计时器、安全阀、温度调节型配液罐、量筒、连接管线等部分，为模拟井筒模拟调流控水筛管在井下的工作状态，测控系统进行试验数据采集，齿轮泵为整个试验系统提供循环动力，压力传感器及压差传感器采集压力信号，温度传感器进行温度信号采集，量筒和计时器进行流量及含水率的测量。该模拟试验装置克服了目前没有专门的测量控水装置不同含水率节流性能的模拟试验装置，导致对节流控水装置性能了解不全面，造成由于节流控水装置完井参数不能正确设计致使整套装置控制边、底水锥进效果较差等问题。整套模拟试验装置可模拟井下的实际生产条件，对节流控水装置的不同含水率节流性能指标进行有效的测量，试验过程简单可靠，并适用于各种类型节流控水装置的检测和试验的优点。

本实用新型提供的测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置能够测试控水装置不同含水率节流性能，用于测试不同节流控水装置在油水混合物流过时产生的节流阻力的变化，进而更加全面准确的评价不同节流控水装置的稳油控水能力。

以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质，可以有多种变型方案实现本实用新型。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置，其特征在于，包括储油配液罐、储水配液罐、齿轮泵、模拟负载装置；其中所述储油配液罐通过输油管与所述齿轮泵的第一端相连；所述储水配液罐通过输水管与所述齿轮泵的第一端相连；所述齿轮泵的第二端通过输液管与所述模拟负载装置相连，所述模拟负载装置的内部放置被测节流控水装置，所述模拟负载装置上还设有压力传感器及压差传感器，用于测量被测节流控水装置产生的节流压差。

2.根据权利要求1所述测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置，其特征在于，位于所述储油配液罐的出口端的所述输油管上设有开关球阀。

3.根据权利要求1所述测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置，其特征在于，位于所述储水配液罐的出口端的所述输水管上设有开关球阀。

4.根据权利要求1所述测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置，其特征在于，所述齿轮泵的第一端与第二端设有输液软管。

5.根据权利要求1所述测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置，其特征在于，所述输液管上设有单向阀。

6.根据权利要求5所述测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置，其特征在于，还包括油滤，设置在所述输液管上，位于所述单向阀与所述模拟负载装置之间。

7.根据权利要求6所述测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置，其特征在于，所述油滤与所述模拟负载装置之间连有一段软管。

8.根据权利要求1所述测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置，其特征在于，所述模拟负载装置上还设有输出管路，用于输出经过所述被测节流控水装置的流体，所述输出管路上设有计时器。

9.根据权利要求8所述测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置，其特征在于，还包括量筒，位于所述输出管路的末端，用于接收经过所述被测节流控水装置的流体。

10.根据权利要求1所述测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置，其特征在于，还包括安全阀，通过安全保护管线连接在所述齿轮泵的两端。