一種模擬聚合物對儲層出砂及防砂效果影響的實驗裝置及其填砂模型的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種模擬聚合物對儲層出砂及防砂效果影響的實驗裝置及其填砂模型。該填砂模型包括圓柱筒體和防砂筒體；圓柱筒體的一端為開口設置，另一端為密封設置；防砂筒體的兩端均為開口設置；圓柱筒體的開口端與防砂筒體的開口端密封配合，所述防砂筒體的另開口端與壓蓋密封配合；圓柱筒體的密封端上設有至少1個流體入口，流體入口延伸至圓柱筒體的腔體內；圓柱筒體上設有至少一個數據采集接口，數據采集接口延伸至圓柱筒體的腔體內；壓蓋上設有至少1個流體出口。本實用新型的實驗裝置能對聚合物驅條件下的出砂規律和不同防砂方式及參數的防砂效果進行精確的實驗研究，實驗結果更真實可信，對聚合物驅技術的礦場應用具有重要指導意義。
【專利說明】一種模擬聚合物對儲層出砂及防砂效果影響的實驗裝置及其填砂模型
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種模擬儲層出砂及防砂效果評價的實驗裝置及其填砂模型，具體涉及一種模擬聚合物對儲層出砂及防砂效果影響的實驗裝置及其填砂模型。
【背景技術】
[0002]聚合物驅提高采收率技術是渤海稠油油田高效開發的關鍵技術之一，其中聚合物驅開發區塊大部分屬于疏松砂巖油藏，該類油藏具有膠結疏松、高孔高滲、埋藏淺等特點，油井必須防砂后才能正常生產，所以油井的防砂效果直接影響了聚合物驅的開發效果。目前的防砂方式選擇和防砂參數設計都是基于儲層的地層砂粒度分布特征建立的，沒有考慮儲層流體對地層出砂及防砂效果的影響，在油田開發初期，與水驅相比，針對同一防砂參數，聚合物驅在防砂效果方面沒有太大區別，但是隨著開發的進行，油井逐漸產出聚合物，見聚合物油井的產出液粘度增大、攜砂能力增強，同時伴隨著油層壓力的不斷下降和地層長時間的沖刷使出砂問題逐漸顯露出來，另外，提液增效等生產措施也加大了油井出砂的風險。因此，為了適應渤海油田聚合物驅技術不斷發展的要求，需要進一步深入認識聚合物驅對地層出砂的影響，分析現有防砂工藝對聚合物驅的適應性，制定合理的對策措施，最大限度的減少出砂對油田開發的影響。
[0003]國內外學者對疏松砂巖油藏的出砂模擬及防砂效果評價進行了大量實驗研究，但一般都是用水作為驅替源，且研究對象主要是注入井。而針對生產井，模擬聚合物驅對近井地帶出砂及防砂效果的影響，不能直接套用水驅模擬時的實驗方法和裝置，因為聚合物溶液和水不同，聚合物溶液在地層中運移后，性能將發生較大的變化，只有建立一套專門針對聚合物驅條件下的儲層出砂及防砂效果評價的實驗方法及模擬裝置，才能更加準確、深入地研究聚合物溶液對地層微粒運移的影響，進而為聚合物驅現場生產前期的防砂方式選擇及防砂參數設計提供指導，同時也為開發過程中提液工作制度的制定提供參考依據。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種模擬聚合物對儲層出砂及防砂效果影響的實驗裝置及其填砂模型，本實用新型提供的實驗裝置既可以模擬聚合物驅對儲層出砂的影響，也可以用于評價聚合物驅條件下不同防砂方式及參數的防砂效果，可以進行注入參數(聚合物類型、注入速度、注入壓力、聚合物濃度等)、防砂方式、防砂參數及儲層本身物性參數對油井出砂量、出砂粒徑的影響研究，認識聚合物驅條件下的出砂規律。
[0005]本實用新型所提供的一種模擬聚合物對儲層出砂及防砂效果影響的填砂模型，其特征在于:所述填砂模型包括一圓柱筒體和一防砂筒體；
[0006]所述圓柱筒體的一端為開口設置，另一端為密封設置；所述防砂筒體的兩端均為開口設置；所述圓柱筒體的開口端與所述防砂筒體的一開口端密封配合，所述防砂筒體的另一開口端與一壓蓋密封配合；[0007]所述圓柱筒體的密封端上設有至少I個流體入口，所述流體入口延伸至所述圓柱筒體的腔體內；
[0008]所述圓柱筒體上設有至少一個數據采集接口，所述數據采集接口延伸至所述圓柱筒體的腔體內；
[0009]所述壓蓋上設有至少I個流體出口。
[0010]上述的填砂模型中，所述圓柱筒體通過密封墊圈與所述防砂筒體密封配合，可防止流體溢出至所述筒體外。
[0011]上述的填砂模型中，所述圓柱筒體與所述防砂筒體通過連接螺栓相連接。
[0012]上述的填砂模型中，所述圓柱筒體的開口端面上設有預留槽，通過所述預留槽與螺母的配合使所述壓蓋與所述圓柱筒體相連接。
[0013]上述的填砂模型中，所述壓蓋上設有防砂網。
[0014]本實用新型還進一步提供了一種模擬聚合物對儲層出砂及防砂效果影響的實驗裝置，它包括水容器、油容器、聚合物溶液容器、所述的填砂模型、泵、巖心夾持器、中間容器
1、中間容器I1、中間容器H1、壓力表1、壓力表I1、數據采集器和收集器皿；
[0015]所述水容器、所述油容器和所述聚合物溶液容器的出口均通過泵分別與所述中間容器1、所述中間容器II和所述巖心加持器的入口相連通；所述巖心加持器的出口與所述中間容器m相連通；
[0016]所述中間容器1、所述中間容器II和所述中間容器m的出口均與所述填砂模型的流體入口相連通，且所述填砂模型為水平放置；所述壓力表I設于所述填砂模型的流體入口端處；
[0017]所述填砂模型的流體出口依次與所述壓力表II和所述收集器皿相連通；
[0018]所述數據采集接口與所述數據采集器相連接，所述數據采集器包括壓力傳感器和數據采集裝置。
[0019]上述的實驗裝置中，所述泵可為驅替泵。
[0020]上述的實驗裝置中，所述中間容器1、所述中間容器II和所述中間容器m均為圓柱形，可用于提供穩定的一定流體，使得測試過程中保證穩定的流體進入所述填砂模型。
[0021]上述的實驗裝置中，所述泵與所述水容器、所述油容器和所述聚合物溶液容器之間設有四通閥；
[0022]所述泵與所述中間容器1、所述中間容器II和所述巖心加持器之間設有四通閥；
[0023]所述填砂模型的流體入口端與所述中間容器1、所述中間容器II和所述中間容器III的出口之間設有四通閥。
[0024]本實用新型提供的模擬聚合物驅對儲層出砂及防砂效果影響的填砂模型的圓柱筒體可以充滿模擬儲層砂；圓柱筒體與防砂筒體相連接；防砂筒體可以充滿模擬礫石防砂方式的礫石；防砂筒體與壓蓋相連接；驅替泵將聚合物溶液容器內的聚合物溶液注入到巖心夾持器，聚合物溶液經過巖心剪切后注入到填砂模型；實驗裝置測試填砂模型內不同位置的壓力，流出液固混合物經過濾后分析出砂量和砂粒粒徑，通過計算得到注入速度、聚合物濃度、防砂參數與出砂量、出砂粒徑的關系曲線；本實用新型的實驗裝置能對聚合物驅條件下的出砂規律和不同防砂方式及參數的防砂效果進行精確的實驗研究，實驗結果更真實可信，對聚合物驅技術的礦場應用具有重要指導意義。【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型的模擬聚合物驅對儲層出砂及防砂效果影響的填砂模型的剖面圖。
[0026]圖2為本實用新型的模擬聚合物驅對儲層出砂及防砂效果影響的實驗裝置的結構示意圖。
[0027]圖中各標記如下:1水容器、2油容器、3聚合物溶液容器、4四通閥1、5驅替泵、6四通閥11、7截止閥、8巖心夾持器、9中間容器1、10中間容器11、11中間容器111、12四通閥
II1、13壓力表1、14填砂模型、15壓力采集器、16壓力表I1、17收集器皿、18流體入口、19圓柱筒體、20數據采集接口、21壓蓋、22流體出口、23螺母、24連接螺栓、25預留槽、26密封墊圈、27防砂筒體、28防砂網
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明，但本實用新型并不局限于以下實施例。
[0029]如圖1所示，本實用新型提供的模擬聚合物驅對儲層出砂及防砂效果影響的填砂模型包括I個圓柱筒體19和I個防砂筒體27，該圓柱筒體19的一端為開口設置，另一端為密封設置，該防砂筒體27的兩端均為開口設置。該圓柱筒體19的開口端與防砂筒體27的一開口端通過密封墊圈26密封配合,該防砂筒體27的另一開口端與一壓蓋21密封配合。其中，圓柱筒體19與防砂筒體27之間通過連接螺栓24相連接；且在圓柱筒體19的開口端面上設有預留槽25，通過該預留槽與螺母23的配合，使壓蓋21依次與防砂筒體27和圓柱筒體19相連接。在該圓柱筒體19的密封端上設有I個流體入口 18，該流體入口通過導流槽延伸至圓柱筒體19的腔體內；該圓柱筒體19上設有3個均勻布置的數據采集接口 20，且數據采集接口 20延伸至圓柱筒體19的腔體內，用于檢測其內的壓力。在壓蓋21上設有
I個流體出口 22，且在壓蓋21上設有一個防砂網28，用于模擬實際油井的防砂方式及防砂參數。
[0030]如圖2所示，本實用新型提供的模擬聚合物驅對儲層出砂及防砂效果影響的實驗裝置包括水容器1、油容器2、聚合物溶液容器3、上述的填砂模型14、驅替泵5、巖心夾持器
8、中間容器I 9、中間容器II 10、中間容器mil、壓力表I 13、壓力表II 16、數據采集器15和收集器皿17，其中中間容器I 9、中間容器II 10和中間容器mil均為圓柱形。水容器1、油容器2和聚合物溶液容器3的出口均通過驅替泵5分別與中間容器I 9、中間容器II 10和巖心加持器8的入口相連通，且巖心加持器8的出口與中間容器mil相連通，且驅替泵5與水容器1、油容器2和聚合物溶液容器3之間設有四通閥I 4和截止閥，驅替泵5與中間容器I 9、中間容器II 10和巖心加持器8之間設有四通閥II 6和截止閥7。中間容器I 9、中間容器II 10和中間容器mil的出口均與填砂模型14的流體入口相連通，且該填砂模型14為水平放置；壓力表I 13設于填砂模型14的流體入口端處。在填砂模型14的流體入口端與中間容器I 9、中間容器II 10和中間容器mil之間設有四通閥11112和截止閥。填砂模型14的流體出口依次與壓力表II 16和收集器皿17相連通。填砂模型14上的數據采集接口 20與壓力采集器15相連接，該壓力采集器15包括壓力傳感器和數據采集裝置，用于監測填砂模型內的壓力。
[0031]上述的填砂模型中，所設置的數據采集接口的個數可根據實際需要進行調控。
[0032]實驗進行時，驅替泵5將水容器I中的模擬水注入中間容器I 9中，然后注入到填砂模型14中，水從填砂模型14的流體出口端流出，壓力表I 13和壓力表II 16監測填砂模型14兩端的壓力變化，壓力穩定后，驅替泵5將油容器2中的模擬油注入中間容器II 10中，然后注入到填砂模型14中，油水混合流體從填砂模型14的流體出口端流出，直到沒有水被驅替出為止，該實驗步驟為飽和油的過程；驅替泵5將聚合物溶液容器3中的聚合物溶液注入巖心加持器8中，聚合物溶液經巖心剪切后注入填砂模型14中，填砂模型14出口端流出的液固混合物經過濾后分析出砂量和砂粒粒徑。實驗過程中，壓力表I 13測試填砂模型14注入端壓力，壓力表II 16測試填砂模型14出口端壓力，數據采集系統記錄填砂模型中不同位置的壓力。通過控制不同聚合物溶液濃度、注入速度、充填礫石尺寸等相關參數，就可模擬出不同注入參數和防砂參數下的出砂規律，并計算出注入速度、聚合物濃度、防砂參數與出砂量、出砂粒徑的關系曲線。利用本實用新型裝置可以為聚合物驅生產井的防砂方式選擇及防砂參數設計提供指導，同時也為聚合物驅開發過程中提液工作制度的制定提供參考依據。
【權利要求】
1.一種模擬聚合物對儲層出砂及防砂效果影響的填砂模型，其特征在于:所述填砂模型包括一圓柱筒體和一防砂筒體； 所述圓柱筒體的一端為開口設置，另一端為密封設置；所述防砂筒體的兩端均為開口設置；所述圓柱筒體的開口端與所述防砂筒體的一開口端密封配合，所述防砂筒體的另一開口端與一壓蓋密封配合； 所述圓柱筒體的密封端上設有至少I個流體入口，所述流體入口延伸至所述圓柱筒體的腔體內； 所述圓柱筒體上設有至少一個數據采集接口，所述數據采集接口延伸至所述圓柱筒體的腔體內； 所述壓蓋上設有至少I個流體出口。
2.根據權利要求1所述的填砂模型，其特征在于:所述圓柱筒體通過密封墊圈與所述防砂筒體密封配合。
3.根據權利要求1或2所述的填砂模型，其特征在于:所述圓柱筒體與所述防砂筒體通過連接螺栓相連接。
4.根據權利要求3所述的填砂模型，其特征在于:所述圓柱筒體的開口端面上設有預留槽，通過所述預留槽與螺母的配合使所述壓蓋與所述圓柱筒體相連接。
5.根據權利要求4所述的填砂模型，其特征在于:所述壓蓋上設有防砂網。
6.一種模擬聚合物對儲層出砂及防砂效果影響的實驗裝置，其特征在于: 所述實驗裝置包括水容器、油容器、聚合物溶液容器、權利要求1-5中任一項所述的填砂模型、泵、巖心夾持器、中間容器1、中間容器I1、中間容器H1、壓力表1、壓力表I1、數據采集器和收集器皿； 所述水容器、所述油容器和所述聚合物溶液容器的出口均通過泵分別與所述中間容器1、所述中間容器II和所述巖心加持器的入口相連通；所述巖心加持器的出口與所述中間容器HI相連通； 所述中間容器1、所述中間容器II和所述中間容器HI的出口均與所述填砂模型的流體入口相連通，且所述填砂模型為水平放置；所述壓力表I設于所述填砂模型的流體入口端處； 所述填砂模型的流體出口依次與所述壓力表II和所述收集器皿相連通； 所述數據采集接口與所述數據采集器相連接，所述數據采集器包括壓力傳感器和數據采集裝置。
7.根據權利要求6所述的實驗裝置，其特征在于:所述泵為驅替泵。
8.根據權利要求6或7所述的實驗裝置，其特征在于:所述中間容器1、所述中間容器II和所述中間容器m均為圓柱形。
9.根據權利要求8所述的實驗裝置，其特征在于:所述泵與所述水容器、所述油容器和所述聚合物溶液容器之間設有四通閥； 所述泵與所述中間容器1、所述中間容器II和所述巖心加持器之間設有四通閥； 所述填砂模型的流體入口端與所述中間容器1、所述中間容器II和所述中間容器m的出口之間設有四通閥。
【文檔編號】E21B43/22GK203463090SQ201320463511
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年7月31日 優先權日:2013年7月31日
【發明者】梁丹, 康曉東, 房茂軍 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院