CN209894797U - 一种水平井模型泡沫动态性能评价装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油气田实验设备技术领域，公开了一种水平井模型泡沫动态性能评价装置，包括竖直井筒和水平井筒，竖直井筒与水平井筒之间固定连接有斜井筒；竖直井筒外套设有竖直套管，竖直套管的上端设置有与竖直井筒的外壁形成密封的第一密封圈，竖直套管的下端设置有与竖直井筒的外壁形成密封的第二密封圈；水平井筒外套设有水平套管，水平套管靠近斜井筒的一端设置有与水平井筒的外壁形成密封色第三密封圈，水平套管远离斜井筒的一端固定连接有挡板；水平套管上开设有若干第一通孔，水平井筒位于水平套管内的部分上开设有若干第二通孔。本实用新型能够在实验室对水平井的泡沫动态性能进行评价，可用于研究水平井积液和采收效果之间关系。

Description

一种水平井模型泡沫动态性能评价装置

技术领域

本实用新型涉及油气田实验设备技术领域，尤其涉及一种水平井模型泡沫动态性能评价装置。

背景技术

在天然气开采的井身结构中，水平井能够数倍地增加储层泄气面积，有效提高气井产量；水平井作为提高油、气藏单井产能重要技术手段，在世界范围内均得到广泛运用。如果低渗气藏生产到一定阶段存在产水潜力，可能造成水平井水平段积液。对于水平井而言，由于水平段积液存在，一方面水相降低井筒与储层有效接触面积；另一方面液相占据气相部分流动空间，减小气体过流面积，气液两相流存在增大气体流动阻力，使得气井产量降低，由于水平井井身结构复杂，携液比直井困难，因此，水平井排液困难已成为制约水平井发展的技术瓶颈。

水平井的排液可采用在井筒中加入泡排剂，泡排剂是一种表面活性剂，将其加入到井底后，在地层气气流的搅动作用下，将进入井筒的积液形成大量较稳定的低密度含水泡沫，使其在气液两相混合垂直流动过程中，产生泡沫、分散、减阻、洗涤等多种物理一化学效应，减少井筒中“滑脱损失”，提高气流垂直举液能力，达到排水采气的目的。

目前，泡沫排水用泡排剂的室内评价方法通常有振荡法、搅拌法、倾注法和气流法。振荡法、搅拌法和倾注法是考察泡排剂的起泡能力和泡沫稳定性，不能模拟气井的泡沫排水过程。气流法是通过模拟气井井深结构，采用气流冲击泡排剂溶液的方法来模拟气井的泡沫排水过程，并通过测定泡排剂的泡沫动态性能来筛选泡排剂和确定泡排剂加量，测试结果较为真实。目前针对直井的泡沫动态性能评价装置较多，但针对水平井的泡沫动态性能评价装置较少。因此，寻找一种能够对于水平井进行动态性能评价模拟实验的装置，对于提高水平井积液和采收效果之间关系的研究有很大的意义。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种水平井模型泡沫动态性能评价装置，能够在实验室对水平井的泡沫动态性能进行评价，可用于研究水平井积液和采收效果之间关系。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种水平井模型泡沫动态性能评价装置，包括竖直井筒和水平井筒，所述竖直井筒与水平井筒之间固定连接有斜井筒；

所述竖直井筒外套设有竖直套管，所述竖直井筒与竖直套管之间形成第一环腔，所述竖直套管的上端设置有与竖直井筒的外壁形成密封的第一密封圈，所述竖直套管的下端设置有与竖直井筒的外壁形成密封的第二密封圈；

所述水平井筒外套设有水平套管，所述水平井筒与水平套管之间形成第二环腔，所述水平套管靠近斜井筒的一端设置有与水平井筒的外壁形成密封色第三密封圈，所述水平套管远离斜井筒的一端固定连接有挡板；

所述水平套管上开设有若干第一通孔，所述水平井筒位于水平套管内的部分上开设有若干第二通孔。

进一步，所述第一密封圈上穿设有加液管，所述加液管的一端位于第一环腔内，所述加液管的另一端固定连接有加液漏斗，所述加液漏斗上固定连通有第一开关阀，位于竖直套管内竖直井筒的下端开设有若干第三通孔。模拟实验过程中，添加液体泡排剂时，可以直接打开第一开关阀，然后将液体泡排剂加入到加液漏斗中，液体泡排剂通过加液管进入到第一环腔，然后从竖直井筒上的第三通孔进入到竖直井筒内，然后通过斜井筒进入到水平井筒，液体泡排剂在水平井筒内与积液混合，并在外部模拟气体的搅动作用下，将液体形成泡沫。

进一步，所述竖直井筒远离斜井筒的一端固定连接有U型导管。当泡排剂加入到水平井筒内后，水平井筒内会产生大量的泡沫，在气体的推动压力下，泡沫会沿着斜井筒、竖直井筒向上运动，在模拟实验中，为评价水平井的泡沫携带能力，需要将从竖直井筒排出的泡沫进行收集并计量，此时，使用U型导管就可以改变泡沫溢出的方向，可以使用容器放置于U型导管远离水平井筒的一端下方，对从竖直井筒排出的泡沫进行收集。

进一步，所述竖直井筒远离斜井筒一端的内壁设置有内螺纹，所述U型导管的一端设置有与内螺纹匹配的外螺纹，所述U型导管与竖直井筒螺纹连接。U型导管可拆卸的螺纹连接在竖直井筒上，方便U型导管的拆卸，拆卸后，还可以添加固体的泡排棒，评价固体泡排棒的起泡能力。

进一步，所述挡板上固定连通有出液管，所述出液管上固定连通有第二开关阀。在实验操作完毕后，需要对整个装置进行清洗，清洗时，将U型导管旋出，向竖直井筒和加液漏斗中导入纯净水，纯净水从竖直井筒和第一环腔进入，然后进入到斜井筒，最后进入到水平井筒和第二环腔，最后经出液管排出。

进一步，所述第一通孔与第二通孔的数量相等，且第一通孔与第二通孔的中心线重合。如此，与采气井井身结构相同，模拟更加真实。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型通过竖直井筒、斜井筒和水平井筒，模拟水平井的采气管身结构，并在竖直井筒外模拟竖直套管，在水平井筒外模拟水平套管，还在水平井筒和水平套管上开设第一通孔和第二通孔；整个装置可在实验室对水平井的泡沫动态性能进行评价，可用于研究水平井积液和采收效果之间关系。

2、本实用新型通过U型导管可很方便的对从井身结构中溢出的泡沫进行收集。

3、本实用新型可在模拟试验过程中，向井筒内添加液体泡排剂，可用于研究泡沫排水采气过程中，添加泡排剂对泡沫排水采气的影响研究。

附图说明

图1是本实用新型一种水平井模型泡沫动态性能评价装置的示意图；

图2为图1中U型导管的示意图。

其中，竖直井筒1、水平井筒2、斜井筒3、U型导管4、外螺纹5、竖直套管6、第一环腔7、第一橡胶密封圈8、第二橡胶密封圈9、水平套管10、第二环腔11、第三橡胶密封圈12、挡板13、出液管14、第二开关阀15、第一通孔16、第二通孔17、加液管18、加液漏斗19、第一开关阀20、第三通孔21。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明：

如图1-2所示：

一种水平井模型泡沫动态性能评价装置，包括竖直井筒1和水平井筒2，竖直井筒1与水平井筒2之间一体成型有斜井筒3；竖直井筒1上端的内壁设有内螺纹，U型导管4的左端设有与内螺纹匹配的外螺纹5，U型导管4螺纹连接在竖直井筒1的上端。

竖直井筒1外套设有竖直套管6，竖直井筒1与竖直套管6之间形成第一环腔7，竖直套管6的上端粘接有与竖直井筒1的外壁形成密封的第一橡胶密封圈8，竖直套管6的下端粘接有与竖直井筒1的外壁形成密封的第二橡胶密封圈9。

水平井筒2外套设有水平套管10，水平井筒2与水平套管10之间形成第二环腔11，水平套管10的左端粘接有与水平井筒2的外壁形成密封色第三橡胶密封圈12，水平套的右端粘接有挡板13；挡板13上开设有出液管孔，出液管孔内穿设有出液管14，出液管14的端部连通有第二开关阀15。

水平套管10上开设有第一通孔16，水平井筒2位于水平套管10内的部分上开设有第二通孔17；第一通孔16与第二通孔17的数量相等，且第一通孔16与第二通孔17的中心线重合。

第一橡胶密封圈8上开设有加液孔，加液孔内穿设有加液管18，加液管18的下端位于第一环腔7内，加液管18的上端固定连接有加液漏斗19，加液漏斗19上通过螺纹连接连通有第一开关阀20，位于竖直套管6内竖直井筒1的下端开设有第三通孔21。

本实用新型的使用方法如下：

在进行水平井泡沫动态性能评价时，关闭第一开关阀20和第二开关阀15，将本装置的水平套管10放置于外部的模拟地层内，模拟地层内的积液、气体等从第一通孔16和第二通孔17进入到水平井筒2内，通过竖直井筒1的上端开口向竖直井筒1内添加泡排剂，然后将U型导管4旋拧在竖直井筒1的上端，泡排剂通过竖直井筒1、斜井筒3进入到水平井筒2，泡排剂在水平井筒2内与积液混合，在模拟地层气体的搅动下，将积液形成泡沫，然后从斜井筒3、竖直井筒1上升，直到从U型导管4流出，此时可以使用容器放置于U型导管4的下方，收集从U型导管4流出的泡沫和积液。

在模拟实验的过程中，若需要再向积液中添加泡排剂，可以打开第一开关阀20，然后将液体泡排剂加入到加液漏斗19中，液体泡排剂通过加液管18进入到第一环腔7，然后从竖直井筒1上的第三通孔21进入到竖直井筒1内，然后通过斜井筒3进入到水平井筒2，液体泡排剂在水平井筒2内与积液混合，并在外部模拟气体的搅动作用下，将液体形成泡沫。

在实验操作完毕后，需要对整个装置进行清洗，清洗时，打开第二开关阀15，将U型导管4旋出，向竖直井筒1和加液漏斗19中导入纯净水，纯净水从竖直井筒1和第一环腔7进入，然后进入到斜井筒3，最后进入到水平井筒2和第二环腔11，最后经第一通孔16、第二通孔17和出液管14排出。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (6)

1.一种水平井模型泡沫动态性能评价装置，其特征在于：包括竖直井筒和水平井筒，所述竖直井筒与水平井筒之间固定连接有斜井筒；

所述竖直井筒外套设有竖直套管，所述竖直井筒与竖直套管之间形成第一环腔，所述竖直套管的上端设置有与竖直井筒的外壁形成密封的第一密封圈，所述竖直套管的下端设置有与竖直井筒的外壁形成密封的第二密封圈；

所述水平井筒外套设有水平套管，所述水平井筒与水平套管之间形成第二环腔，所述水平套管靠近斜井筒的一端设置有与水平井筒的外壁形成密封色第三密封圈，所述水平套管远离斜井筒的一端固定连接有挡板；

所述水平套管上开设有若干第一通孔，所述水平井筒位于水平套管内的部分上开设有若干第二通孔。

2.根据权利要求1所述的一种水平井模型泡沫动态性能评价装置，其特征在于：所述第一密封圈上穿设有加液管，所述加液管的一端位于第一环腔内，所述加液管的另一端固定连接有加液漏斗，所述加液漏斗上固定连通有第一开关阀，位于竖直套管内竖直井筒的下端开设有若干第三通孔。

3.根据权利要求2所述的一种水平井模型泡沫动态性能评价装置，其特征在于：所述竖直井筒远离斜井筒的一端固定连接有U型导管。

4.根据权利要求3所述的一种水平井模型泡沫动态性能评价装置，其特征在于：所述竖直井筒远离斜井筒一端的内壁设置有内螺纹，所述U型导管的一端设置有与内螺纹匹配的外螺纹，所述U型导管与竖直井筒螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种水平井模型泡沫动态性能评价装置，其特征在于：所述挡板上固定连通有出液管，所述出液管上固定连通有第二开关阀。

6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的一种水平井模型泡沫动态性能评价装置，其特征在于：所述第一通孔与第二通孔的数量相等，且第一通孔与第二通孔的中心线重合。

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