CN213684103U - 一种气藏裂缝临界携液流量的可视化实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气藏裂缝临界携液流量的可视化实验装置，属于排水采气工艺领域油气藏产能预测领域；其技术方案是：本实验装置主要由平流泵、六角阀、有机玻璃板、气罐、量筒、管线和进气管(带空隙)组成，整个实验装置分为三部分，储气系统、调压系统、模型系统；所述模型系统包括常规平面渗流模型，内部岩石裂缝模型，所述常规平面渗流模型由两块有机玻璃板和三条密封橡胶垫相粘连组成，在胶连的底部铺一条透明的分布有均匀小孔的细塑料通气管道；所述内部岩石裂缝模型主要由适量水和不同粒度大小的填充砂组成；本实用新型使用方便快捷，模拟装置可视化，测试效果显著，造价低廉，易于推广。

Description

一种气藏裂缝临界携液流量的可视化实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种气藏裂缝临界携液流量的可视化实验装置，属于油排水采气工艺领域。

背景技术

在油气田的开发过程中，积液是气井生产中后期十分常见的问题。在整个生产过程中天然气中的凝析液会随着压力、温度降低逐渐析出。井筒中的液体主要以液滴和液膜两种形式存在。在生产初期，气体流量一般比较高液体含量比较少，井筒内液体易被带出井口。在生产中期及后期，随压力的降低气井产能降低，气体和液体之间的界面摩擦力减少使得液体流速下降，并逐渐聚集在井筒中。当产气量降低到某一临界值，产出气体无法将液体带出井口，液体在井筒内发生反转产生积液，这些积液会造成能量损失，进一步降低产气量，严重时甚至造成气井停产。

运用物理模型研究地下流体渗流规律是目前国内外在油气田开发前期研究开发方案可行性和预计采出量计算时常用的方法，通过物理模型的建立来研究气藏裂缝的携液能力有着非常重要的实际意义。

目前实验室研究油气藏携液能力的物理模型有：1.激光刻蚀微观裂缝物理模型。该模型主要运用激光雕刻技术在玻璃板上雕刻裂缝来模拟岩石的裂缝，再通过其他设备来测定裂缝的携液流速和携液流量。2.玻璃压裂构造裂缝物理模型。该模型主要通过将玻璃板在高压或者震动的条件下进行压裂，通过压裂产生的物理裂缝来模拟岩石的裂缝，从而进行气藏的裂缝携液能力试验。除此之外，还有许多学者通过建立数学、物理模型来模拟计算气井的临界携液流量和携液流速，其中运用最多的是Turner模型。

实用新型内容

本实用新型目的是为了解决复杂气藏岩石裂缝构造难，成本高；裂缝内流体流动规律难观察的问题，提供了便捷高效的一种气藏裂缝临界携液流量的可视化实验装置。本实用新型所采用的技术方案是：

一种气藏裂缝临界携液流量的可视化实验装置，主要由储气罐出口压力表储气罐出口排气阀、平流泵进气口、2PB-C系平流泵、六角阀进气口、六角阀排气口、六角阀排气口阀门、塑料导气管、螺栓套件、密封橡胶带、水层、平面渗流模型进气口、亚克力有机玻璃板组成；其特征在于，所述储气罐在出气口处安装储气罐出口压力表和储气罐出口排气阀，并且采用钢制细孔管道与2PB-C系平流泵相连，连入口为平流泵进气口，再通过平流泵的排出口排出气体，经钢制细孔管道接入六角阀进气口，通过位于六角阀上的六个六角阀排气口将气体分别排出，再经过塑料导气管与平面渗流模型进气口

连接。

上述的一种气藏裂缝临界携液流量的可视化实验装置，其特征在于，所述的平面渗流模型主要由两块亚克力有机玻璃板和密封橡胶带组成，通过密封橡胶带

将亚克力有机玻璃板的两侧及底部边界密封，在亚克力有机玻璃板的两侧边界均匀分布着钻孔，用螺栓套件将两块亚克力有机玻璃板固定，在两块亚克力有机玻璃板的顶部缝隙中加入少量水使水层达到模拟深度。

上述的一种气藏裂缝临界携液流量的可视化实验装置，其特征在于：所述的两块亚克力玻璃板中间的空隙为0.1mm～0.5mm，在两块亚克力有机玻璃板边界和底部进气口处用橡胶密封带和强效AB胶密封完好，确保气体的水不会发生泄漏。

附图说明

图1是本实用新型一种气藏裂缝携液流量的可视化实验装置结构流程示意图。

图2是本实用新型的侧视图。

图中：1.储气罐出口压力表，2.储气罐出口排气阀，3.平流泵进气口，4.2PB-C系平流泵，5. 六角阀进气口，6.六角阀排气口，7.六角阀排气口阀门，8.塑料导气管，9.螺栓套件，10.密封橡胶带，11.水层，12.平面渗流模型进气口，13.亚克力有机玻璃板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

本实用新型一种气藏裂缝携液流量的可视化实验装置，主要由储气罐、平流泵4、六角阀、平面渗流模型组成。所述储气罐在出气口处安装压力表1和储气罐出口排气阀2，并且采用钢制细孔管道与2PB-C系平流泵4相连，连入口为平流泵进气口3，再通过平流泵的排出口排出气体，经钢制细孔管道接入六角阀进气阀5，通过位于六角阀上的六个出口阀6将气体分别排出，再经过塑料导气管8与平面渗流模型的六个进气口12连接。上述平面渗流模型主要由两块亚克力有机玻璃板13，和密封橡胶带10将亚克力板的边界密封并且用强效AB胶粘牢，并且在密封带的位置均匀的钻取孔洞，然后用螺栓套件9，将模拟设备组装好，从平面渗流模型装置的上方加入少量水使水深达到模型的水层11，当六角阀出口排出的气体进入模拟装置后将进行模拟和研究气藏裂缝携液的临界携液流速和携液流量。

如图2所示，为更好地实现岩石裂缝的模拟，将两块亚克力玻璃板中间的空隙控制在 0.1mm～0.5mm之间，并且在模拟装置得到边界和底部进气口处做好密封，确保气体的水不会发生泄漏，从而使实验效果更加具有说服力和可研究性。

本实用新型提供了一种气藏裂缝携液流量的可视化实验装置，如图1所示。该实验装置分为三部分，储气系统、调压系统、模型系统。主要由2PB-C系平流泵、六角阀、有机玻璃板、气罐、量筒、管线和进气管(带空隙)组成。所述模型系统包括平面渗流模型，内部岩石裂缝模型。所述平面渗流模型分别由两块有机玻璃板和两侧边、一底边三条密封橡胶垫相粘连组成，在胶连的底部铺一条透明的细塑料通气管道，再管道上均匀的钻取通气孔。所述内部岩石裂缝模型主要由适量水和不同粒度大小的填充砂组成，利用不同粒度的填充砂之间的缝隙来模拟岩石裂缝。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述平面渗流模型其主体均由两块无色透明的有机玻璃板制成，这两块有机玻璃板的尺寸均为宽300mm，长500mm，厚3mm，将厚度为0.1mm 的密封橡胶垫分别裁剪成一条长300mm，宽2mm和两条长498mm，宽2mm的密封胶垫。再将这三条密封橡胶垫分别放于两有机玻璃板的夹层位置，把玻璃板和橡胶垫对齐，用马克笔再玻璃板的两条长边和一条底边确定需要螺栓固定的螺栓孔。一般在离长为500mm的玻璃板边缘处10mm的地方做上钻孔位置标记，一般均匀标记四个位置，在另一侧长为500mm的玻璃板边缘的相同位置做上标记。在底边宽为300mm，用上述相同的方法标记较为密集的钻孔位置，一般为四个位置，密集是为了防止螺栓位置太远而导致气体或水渗漏。确定好钻孔位置后，固定位置不动，接通电源，开始使用钻头为5mm的钻机钻出所标记的螺栓孔。再截取一段长为1200mm，孔径为3mm的透明塑料管，作为平面渗流模型的进气管道。把截取的进气管道一端用胶水封住，并在封住端300mm段均匀钻出六个出气孔，用强力胶水粘在底部的密封橡胶垫上测位置，并保证出气孔对着两块板夹层的内部，且不被胶水堵住孔。将玻璃板和密封胶垫清理干净，用强效AB胶水将有机玻璃板和密封胶垫胶连在一起，迅速用螺栓和螺母固定住，然后静置到胶水自然干。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述内部岩石裂缝模型主要为不同粒度大小的填充砂，为了模拟和研究气体的携液流速和携液流量，一般在实验操作时先从模拟装置的顶部未密封处一侧倒入适量的水，再分别在模拟装置进行无填砂、20-40目填充砂、50-70目填充砂、80-100 目填充砂以及覆膜砂这五种不同的填充物，进行地层油气藏岩石的裂缝模拟。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述储气系统为由钢瓶储存气体的气源装置，在实验中，一般采用的储存气体为空气。在储罐的出气口处装置有出气管，并且在出气口装置有压力表，可以直接观测到出气的压力值。

在本实用新型的一种优选实施方案中，所述调压系统主要由2PB-C系平流泵和六角阀组成。实验操作时，可以根据具体需要，调节所需的气体流量值，输送气体的时间以及输送气体的压力值。可以通过平流泵上的出气管道与六角阀相连，再六角阀上有对应得压力表，通过选择，选取六角阀上的任意一出气管道与平面渗流模型的进气管道相连，并关闭其余的五个六角阀上的出气管道。

本实用新型的气藏裂缝携液流量实验装置的优点：实验设备简捷，实验材料易获取，实验现象通过可视化模型可以直观清楚的观测到，并且能很好的控制住实验条件，容易达到实验效果，对地层下的实际裂缝携液流速和流量有较高的参考价值。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在实用新型的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种气藏裂缝临界携液流量的可视化实验装置，主要由储气罐出口压力表(1)储气罐出口排气阀(2)、平流泵进气口(3)、2PB-C系平流泵(4)、六角阀进气口(5)、六角阀排气口(6)、六角阀排气口阀门(7)、塑料导气管(8)、螺栓套件(9)、密封橡胶带(10)、水层(11)、平面渗流模型进气口(12)、亚克力有机玻璃板(13)组成；其特征在于，所述储气罐在出气口处安装储气罐出口压力表(1)和储气罐出口排气阀(2)，并且采用钢制细孔管道与2PB-C系平流泵(4)相连，连入口为平流泵进气口(3)，再通过平流泵的排出口排出气体，经钢制细孔管道接入六角阀进气口(5)，通过位于六角阀上的六个六角阀排气口(6)将气体分别排出，再经过塑料导气管(8)与平面渗流模型进气口(12)连接。

2.根据权利要求1所述的一种气藏裂缝临界携液流量的可视化实验装置，其特征在于，所述的平面渗流模型主要由两块亚克力有机玻璃板(13)和密封橡胶带(10)组成，通过密封橡胶带(10)将亚克力有机玻璃板(13)的两侧及底部边界密封，在亚克力有机玻璃板(13)的两侧边界均匀分布着钻孔，用螺栓套件(9)将两块亚克力有机玻璃板(13)固定，在两块亚克力有机玻璃板(13)的顶部缝隙中加入少量水使水层(11)达到模拟深度。

3.根据权利要求1所述的一种气藏裂缝临界携液流量的可视化实验装置，其特征在于：所述的两块亚克力玻璃板中间的空隙为0.1mm～0.5mm，在两块亚克力有机玻璃板(13)边界和底部进气口处用橡胶密封带和强效AB胶密封完好，确保气体的水不会发生泄漏。

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