一種高溫高壓井筒模擬裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及采油工程技術領域，是有關一種井筒模擬裝置，特別適用于模擬原油從油藏儲層到井口的生產過程的一種高溫高壓井筒模擬裝置；亦可應用于不同注氣條件時的井筒生產情況模擬。
【背景技術】
[0002]目前，油氣水三相混合物的流動廣泛應用于石油、化工及其他相關工業中，尤其在石油工業中，油氣水三相混合物的流動相當普遍，使得對其流動規律的研宄尤其重要。在油藏開采過程中，邊底水的存在是相當普遍的現象，而且到了開采的中后期，常常會采用注水、注氣的方式來補充地層能量繼續開采油田。原油在地層中運移并到達井底的過程中，當地層壓力降至泡點壓力以下，將出現油氣或油氣水的多相滲流；地層水、注入水、注入氣以及原油中溶解氣的大量存在，使得流體從井底向地面流動的過程中，油氣水三相混合物存在于井筒中，因此無論哪種舉升方式的油井，其井筒中流動的大多數都是油氣或油氣水多相混合物，使得研宄多相流體混合物在垂直井筒中的流動是非常必要的。
[0003]但是，多相流的研宄具有相當的復雜性:1、相界面的存在增加了研宄的復雜性；2、各相間存在質量和能量的交換；3、多相管流中流型的多樣性和難確定性；4、流動過程中各相的溫度、組分的濃度都是不均勻的，相與相之間有傳熱和傳質發生；5、氣液界面的不穩定性；6、多相管流中流動參數的難測性。由于上述的復雜性，使得多相流的測量迄今為止在國際上都未得到滿意的解決方法，被稱為“難測流體”，多相流的測量也因此成為國內外科技工作者爭相探索的熱點課題。
[0004]多相流體在管內的流動區別于單相流體流動的一個重要特征就是各相流體之間存在著明顯的相界面，并且相界面的形狀以及各相在流動體系中的分布狀況也隨著空間和時間的變化而變化。多相流體流動中相的分布狀態稱為多相流的“流型”。在垂直井筒中的油氣水三相流，由于三相的比例不同以及沿著垂直井筒壓力逐漸地降低，油氣水三相混合物的流動形態、相分布及壓降沿著管道不斷地變化，所以若要較為準確的計算總的壓力降，就必須研宄油氣水三相流不同流型間的轉變界線以及在某種流型下三相流體的流速、截面含氣率、壓力梯度變化規律等方面的內容。
[0005]現有的多相管流的研宄主要集中在油水或油氣兩相流體流動的方面，油氣水三相混合物的流動規律研宄大部分也都集中在水平管道流動部分。而在垂直井筒中，三相流動規律的研宄主要從氣液兩相流動理論出發，通過建立各種數學模型來計算垂直井筒的壓降以及摩阻，缺乏實質性的物理模型實驗裝置來驗證理論，如果計算長井筒的流動壓降，誤差將不可避免地出現，且會對實際工業發展造成阻礙。因此，建立一套模擬實際井筒的模型裝置，對垂直井筒中的油氣水三相混合物流動規律進行研宄，已成為目前迫切需要解決的難題。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種高溫高壓井筒模擬裝置，用于模擬高溫高壓井下環境和實際生產過程中采出液在井筒中的流動情況，并通過實時監測油、氣、水及其混合物在垂直井筒中的流動規律與摩阻變化，研宄不同生產條件對原油舉升過程中摩阻以及流動形態的影響。
[0007]本發明的上述目的可采用下列技術方案來實現:
[0008]本發明提供一種高溫高壓井筒模擬裝置，其包括:循環機構，其包括往復循環泵、循環油管和配樣轉樣器，所述往復循環泵與所述循環油管的入口端和出口端相連，所述配樣轉樣器與所述循環油管的入口端相連，所述循環油管具有與所述入口端相連的上升段和與所述出口端相連的下降段，所述上升段與所述下降段之間通過過渡段相連；控溫控壓機構，其包括油浴循環套管、油浴控溫器和調壓泵，所述油浴循環套管套設在所述循環油管夕卜，所述油浴循環套管與所述油浴控溫器相連，所述調壓泵與所述配樣轉樣器相連；數據測量采集機構，其包括多個傳感器，多個所述傳感器連接于所述循環油管。
[0009]在優選的實施方式中，所述循環機構還包括攪拌器，所述攪拌器的上下兩端分別通過連接油管連接于所述循環油管的上升段。
[0010]在優選的實施方式中，所述循環機構還包括凡爾器，所述凡爾器與所述攪拌器并聯設置，所述凡爾器的上下兩端分別與所述連接油管相連。
[0011]在優選的實施方式中，所述循環機構還包括加藥泵和加藥囊，所述加藥囊套設在所述循環油管的上升段開設有加藥孔的位置處，所述加藥囊通過加藥泵管連接所述加藥栗O
[0012]在優選的實施方式中，所述數據測量采集機構還包括能測量相含率的電阻率儀，所述電阻率儀與所述攪拌器并聯設置，所述電阻率儀的上下兩端分別與所述連接油管相連。
[0013]在優選的實施方式中，所述高溫高壓井筒模擬裝置還包括觀察機構，所述觀察機構包括可視觀察管和高速攝像儀，所述可視觀察管的上下兩端分別通過連接油管連接于所述循環油管的下降段，所述可視觀察管與所述循環油管的下降段平行設置，所述高速攝像儀安裝于所述可視觀察管的一側。
[0014]在優選的實施方式中，所述高溫高壓井筒模擬裝置還包括取樣機構，所述取樣機構包括取樣管和與所述取樣管相連接的背壓閥，所述背壓閥連接在所述循環油管的出口端處。
[0015]在優選的實施方式中，所述循環油管上開設有抽真空口。
[0016]在優選的實施方式中，多個所述傳感器包括三個壓力傳感器，所述循環油管的上升段連接有兩個所述壓力傳感器，所述循環油管的下降段連接有一個所述壓力傳感器；所述循環油管的上升段的兩個所述壓力傳感器之間連接有一個壓差傳感器，所述循環油管的上升段的所述壓力傳感器與所述循環油管的下降段的所述壓力傳感器之間連接有一個壓差傳感器。
[0017]在優選的實施方式中，多個所述傳感器還包括兩個溫度傳感器，所述循環油管的上升段和下降段上分別連接有一個所述溫度傳感器。
[0018]本發明一種高溫高壓井筒模擬裝置通過循環機構和控溫控壓機構，可模擬高溫高壓井下環境和實際生產過程中采出液在井筒中的流動情況，具體可模擬自噴井、機抽井、電泵井等的實際生產過程，并能夠通過數據測量采集機構觀察模擬采油過程中的各種參數的變化，通過配套的分析軟件進行分析，從而有利于開發最優開采方案，提高原油采收率，具有廣泛的工程應用價值，而且，本發明填補了現有技術在高溫高壓條件下研宄垂直管流的技術空白，具有重要的學術價值。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發明一種高溫高壓井筒模擬裝置的結構示意圖；
[0021]圖2為本發明的油浴循環套管與循環油管的橫截面示意圖；
[0022]圖3為本發明的加藥囊結構示意圖；
[0023]圖4為圖3所示加藥囊結構的A-A剖面示意圖；
[0024]附圖標號說明:
[0025]I泵調速控制器，2往復循