CN206330957U - 一种模拟大斜度采油井井筒析蜡特性动态评价实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟大斜度采油井井筒析蜡特性动态评价实验装置，底座上设置储液罐，储液罐设置插入式电加热器，储液罐依次连接蠕动泵、流量计和测试井筒，测试井筒顶部与储液罐连通，测试井筒顶部和底部之间设置压差传感器，测试井筒内设置温度传感器，测试井筒外部套设套筒，套筒外部设置井斜控制装置，套筒上部和下部均与高低温恒温浴相连通，高低温恒温浴设置温控仪；底座上设置测厚装置，包括采集棒、超声波发生装置和超声波接收器。本实用新型为建立准确的结蜡预测模型和清防蜡工艺的优选提供数据支持，对于结蜡油井高效生产、平稳运行有重要的意义，用于模拟大斜度采油井实际生产过程中油井井筒内壁动态结蜡剖面分布规律。

Description

一种模拟大斜度采油井井筒析蜡特性动态评价实验装置

技术领域

本实用新型涉及石油开发领域，尤其涉及一种模拟大斜度采油井井筒析蜡特性动态评价实验装置。

背景技术

在原油生产开发过程中，对于含蜡量高且析蜡点较高的油田普遍存在析蜡的问题。当油井结蜡时，导致井筒的有效过流面积减小，相同产量下管内摩阻增加，影响单井产液能力，严重时会导致井筒堵塞，增加作业次数，从而导致作业费用大幅上升，影响生产平稳运行，一些高含蜡的油井不得不被迫关停，给原油的生产和集输带来了很大的影响。

原油中蜡沉积过程是一个非常复杂的问题，一方面是因为油气体系的组成十分复杂，各种组分对石蜡沉积的影响有待进一步研究，另一方面石蜡沉积过程要涉及许多理论问题，如石蜡的溶解度与结晶、流体动力学、传质动力学及传热学等。结蜡状况受多种因素的影响，主要影响因素有原油的组成、温度、压力、含水以及液流速度和表面粗糙程度等。油气烃类体系的组分、组成特征是有机固相沉积最为关键的内在因素，胶质和沥青对结蜡的影响，既减缓结蜡，又促进结蜡，不同油品影响不同；温度将直接影响到蜡晶的析出与否，并且油温与管壁温度间的温差是造成蜡分子浓度梯度的主要原因，温差加大，蜡沉积速度上升；压力的影响趋势是压力越高，析蜡点越高，但压力对于原油析蜡点的影响很有限；含水率的升高对原油析蜡点影响较小；随着流速的增大，结蜡量增加，到一定速度后，结蜡量随着流速的增大而较少，同时管子材料不同，结蜡量也不同，且管壁愈光滑愈不易结蜡。

随着石油开发技术的发展，大斜度井更广泛的应用于石油开采，尤其在海上油田。与陆地油田相比，海上油田开发难度大、风险高、作业费用高。因此如何更高效开发海上油田已逐渐成为广大石油工作者重点关注的问题。目前我国海上油田，尤其是渤海油田较多的油井存在结蜡风险，油井结蜡后会严重影响油田开发效益，增加作业成本，影响油田的平稳运行。如何准确的预测海上大斜度井井筒结蜡状况，从而选取有效的清防蜡工艺，是保障结蜡井高效开采的重要手段。

目前应用较多的模拟蜡沉积的装置主要有冷板法、冷指法、转盘法和环道法。冷板法、冷指法和转盘法无法模拟管路中蜡沉积状况；环道法造价高，测量控制要求高，获得的数据难以直接反应实际管路情况。随着技术的发展，又研发了深水井筒结蜡分析测试装置、蜡沉积实验装置、高压蜡沉积模拟装置等实验装置，可以针对不同的结蜡井进行简化模拟，得到不同的实验模拟结果。但是仍无法模拟大斜度井实际井筒析蜡动态特性，且现有的实验设备一般采取压差法计算结蜡厚度，存在一定的误差。因此有必要设计一套能模拟大斜度采油井实际生产过程中油井井筒内壁动态结蜡规律的实验装置，研究大斜度采油井井筒结蜡剖面分布规律，用于指导结蜡油井的生产。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对以上现有的技术缺陷，提供了一种模拟大斜度采油井井筒析蜡特性动态评价实验装置，该装置的应用，可以模拟大斜度采油井实际生产过程中油井井壁动态结蜡规律，并通过改变实验条件分析研究全井筒动态结蜡规律，为建立更为准确的结蜡预测模型和清防蜡工艺的优选提供数据支持，对于结蜡油井高效生产、平稳运行有重要的意义。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的一种模拟大斜度采油井井筒析蜡特性动态评价实验装置，包括底座，所述底座上设置有储液罐，所述储液罐设置有插入式电加热器，所述储液罐通过连接管依次连接有蠕动泵、流量计和测试井筒，所述测试井筒顶部通过循环管路与储液罐连通，所述测试井筒顶部和底部之间设置有压差传感器，所述测试井筒内设置有温度传感器，所述测试井筒外部设置有套筒，所述套筒外部设置有井斜控制装置，所述套筒上部和下部均通过连通管与高低温恒温浴相连通，所述高低温恒温浴设置有温控仪；

所述底座上设置有测厚装置，所述测厚装置包括设置于测试井筒内的采集棒，所述采集棒连接有超声波发生装置和超声波接收器。

所述循环管路外部包裹有电加热带，所述循环管路通过法兰与测试井筒相连接，所述循环管路和连接管内部均设置有防蜡涂层。

所述储液罐内部设置有防蜡涂层，所述储液罐顶部设置有搅拌机，所述搅拌机的搅拌棒叶轮采用三叶轮结构。

所述储液罐顶部设置有进液口，底部设置有排污管，所述排污管设置有阀门。

所述储液罐底部设置有第一支撑座，所述流量计底部设置有第二支撑座。

所述底座上设置有用于供电的配电箱。

所述套筒外设置有支撑装置。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本实用新型中，储液罐配备搅拌机，且内壁采取了防蜡涂层处理，可以有效的防止实验样品在储液罐内发生蜡沉积，循环管路外包裹电加热带，且连接管和循环管路内壁全部采取防蜡涂层处理，可以有效的防止实验样品在连接管线内壁发生蜡沉积，提高实验准确性；

(2)本实用新型中，测试井筒采取分段处理，且可以快速拆卸，便于测量；测厚装置测量测试井筒结蜡剖面厚度，提高了数据测量的准确性；

(3)本实用新型中，测试井筒可通过井斜控制装置调整倾斜角度，用于模拟大斜度采油井井筒内部结蜡剖面规律；

(4)本实用新型可以模拟不同井斜、含水、流量、流体温度、井筒壁温差等条件下井筒内壁结蜡剖面规律，可以基于实际油井井筒流体温度预测结果，结合实验样品析蜡点测试结果，沿井筒深度选取特定井筒段定点模拟该深度处的结蜡剖面分布情况，通过实验样品的多次循环使用模拟实际油井井筒的结蜡剖面分布规律，与现场吻合度高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中测厚装置的结构示意图；

附图标记:1底座；2储液罐；3搅拌机；4插入式电加热器；5排污管；6阀门；7第一支撑座；8连接管；9蠕动泵；10流量计；11配电箱；12井斜控制装置；13测试井筒；14套筒；15压差传感器；16温度传感器；17法兰；18循环管路；19电加热带；20采集棒；21超声波发生器；22超声波接收器；23支撑装置；24连通管；25高低温恒温浴；26温控仪；27第二支撑座。

具体实施方式

为了更好的理解技术方案，下面结合附图对本实用新型技术方案作以进一步说明。

本实用新型的一种模拟大斜度采油井井筒析蜡特性动态评价实验装置，如图1所示，包括用于固定各组成部分的一定面积的底座1，所述底座1上设置有储液罐2，所述储液罐2内壁做防蜡涂层处理，所述储液罐2顶部设置有搅拌机3，所述搅拌机3安装在储液罐2上盖，与储液罐2采用法兰方式连接，所述搅拌机3的搅拌棒叶轮采用三叶轮结构。所述储液罐2顶部设置有进液口，所述储液罐2底部连接有排污管5，所述排污管5设置有阀门6，可采用DN25阀门。所述储液罐2底部还设置有第一支撑座7，所述储液罐2采用插入式电加热器4控制储液罐2内流体的温度。

所述储液罐2通过连接管8依次连接有蠕动泵9、流量计10和测试井筒13。所述测试井筒13的尺寸与实际井筒尺寸相同，采取分段设计，并采用螺纹连接，所述测试井筒13顶部通过循环管路18与储液罐2连通，所述循环管路18外部包裹有电加热带19，所述循环管路18通过法兰17与测试井筒13相连接，所述循环管路18和连接管8内部设置有防蜡涂层。所述蠕动泵9与储液罐2通过连接管8相连，可为实验装置建立循环提供动力，将流体由储液罐2打入测试井筒13，流经循环管路18重新进入储液罐2，形成循环回路。所述测试井筒13顶部和底部之间设置有压差传感器15，所述测试井筒13内设置有温度传感器16。

所述测试井筒13外部设置有套筒14，所述套筒14上部和下部均通过连通管24与高低温恒温浴25相连通，形成循环回路。所述高低温恒温浴25设置有温控仪26，利用温控仪26调控高低温恒温浴25温度，进而控制套筒14和测试井筒13环空内液体的温度，以模拟作业现场井筒外部的温度。所述套筒14外部设置有井斜控制装置12，可通过井斜控制装置12调整倾斜角，用于模拟大斜度井筒油管，所述井斜控制装置12可采用机械式限位机构，通过在圆盘上均匀开槽，将圆周等分，测试井筒13旋转到位后，将两个螺钉拧入槽内实现装置的固定。所述套筒14外壁还设置有支撑装置23，所述支撑装置23可连接在井斜控制装置12的两端，用于支撑固定测试井筒13。所述流量计10可采用电磁流量计，所述流量计10底部设置有第二支撑座27。

所述底座1上设置有用于供电的配电箱11，所述配电箱11为蠕动泵9、高低温恒温浴25等部件提供动力电源。所述底座1上还设置有测厚装置，如图2所示，所述测厚装置包括设置于测试井筒13内的采集棒20，所述采集棒20连接有超声波发生器21和超声波接收器22，其中，所述采集棒20模拟钻具，可以测量测试井筒13内壁结蜡剖面厚度。

本实用新型的具体评价过程：依据实验方案，配置一定含水且足量的实验样品放置于储液罐2中；通过插入式电加热器4控制储液罐1内流体处于某一实验温度，并开启搅拌机3；通过井斜控制装置12调整测试井筒13倾斜角度；利用温控仪26调控高低温恒温浴25的温度，确保套筒14和测试井筒13环空内液体的温度低于储液罐2内流体的实验温度；开启循环管路18外部包裹的电加热带19，并选择合适的加热功率；启动蠕动泵9，将储液罐2内的流体打入测试井筒13，流经循环管路18重新进入储液罐2，形成循环回路，保持系统循环运转一定时间，实验过程中，通过数据采集系统，实时计量流量、温度、压力等数值；实验结束后，取下测试井筒13，运用测厚装置测量测试井筒13内壁结蜡剖面厚度。设备系统中的流量、压力、温度、结蜡厚度等数值上传数据采集系统，实现数据的实时获取、处理与保存，并结合配套软件，提高实验效率以及数据准确性。

可以通过调整测试井筒13倾斜角度，模拟不同井斜条件下井筒内壁结蜡剖面分布规律。可以通过调整蠕动泵9的注入速度，模拟不同流量条件下井筒内壁结蜡剖面分布规律。可以通过调节插入式电加热器4控制流体温度，通过调节高低温恒温浴25控制套筒14和测试井筒13环空内液体的温度，模拟分析不同井壁温差条件下井筒结蜡剖面分布规律。基于实际油井井筒流体温度预测结果，结合实验样品析蜡点测试结果，沿井筒深度选取特定井筒段定点模拟该深度处的结蜡剖面分布情况，通过实验样品的多次循环使用模拟实际大斜度油井井筒的结蜡剖面分布规律。

尽管上面对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体功能和工作过程，本领域普通技术人员在本实用新型启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求保护范围下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。

Claims (7)

1.一种模拟大斜度采油井井筒析蜡特性动态评价实验装置，包括底座，其特征在于，所述底座上设置有储液罐，所述储液罐设置有插入式电加热器，所述储液罐通过连接管依次连接有蠕动泵、流量计和测试井筒，所述测试井筒顶部通过循环管路与储液罐连通，所述测试井筒顶部和底部之间设置有压差传感器，所述测试井筒内设置有温度传感器，所述测试井筒外部设置有套筒，所述套筒外部设置有井斜控制装置，所述套筒上部和下部均通过连通管与高低温恒温浴相连通，所述高低温恒温浴设置有温控仪；

所述底座上设置有测厚装置，所述测厚装置包括设置于测试井筒内的采集棒，所述采集棒连接有超声波发生装置和超声波接收器。

2.根据权利要求1所述的一种模拟大斜度采油井井筒析蜡特性动态评价实验装置，其特征在于，所述循环管路外部包裹有电加热带，所述循环管路通过法兰与测试井筒相连接，所述循环管路和连接管内部均设置有防蜡涂层。

3.根据权利要求1所述的一种模拟大斜度采油井井筒析蜡特性动态评价实验装置，其特征在于，所述储液罐内部设置有防蜡涂层，所述储液罐顶部设置有搅拌机，所述搅拌机的搅拌棒叶轮采用三叶轮结构。

4.根据权利要求1所述的一种模拟大斜度采油井井筒析蜡特性动态评价实验装置，其特征在于，所述储液罐顶部设置有进液口，底部设置有排污管，所述排污管设置有阀门。

5.根据权利要求1所述的一种模拟大斜度采油井井筒析蜡特性动态评价实验装置，其特征在于，所述储液罐底部设置有第一支撑座，所述流量计底部设置有第二支撑座。

6.根据权利要求1所述的一种模拟大斜度采油井井筒析蜡特性动态评价实验装置，其特征在于，所述底座上设置有用于供电的配电箱。

7.根据权利要求1所述的一种模拟大斜度采油井井筒析蜡特性动态评价实验装置，其特征在于，所述套筒外设置有支撑装置。