CN101476459B - 一种模拟真实油井酸化的实验装置及实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟真实油井酸化的实验装置及实验方法，其实验装置包括样品室、液压***、围压泵、测压***和残余酸液收集装置，样品室由上下均密封的圆柱形外筒体及同轴套装于外筒体内的内筛筒组成；其实验方法包括以下步骤：制作测试试样：将岩心沿轴向向下钻取一圆柱体内芯后的岩心罐即为测试试样；将测试试样置于样品室中的内筛筒内进行酸化实验，其酸化实验过程包括以下步骤：将岩心罐放入内筛筒、通过液压***将反应用酸液和盐水注入岩心罐内以及加压使注入岩心罐内的酸液和盐水由四周内壁均匀向外渗透。本发明结构简单合理、实验步骤简单、操作简便、花费时间少且实验数据可靠，能有效解决现有酸化实验仪无法真实模拟油井酸化效果的问题。

Description

一种模拟真实油井酸化的实验装置及实验方法

技术领域

本发明涉及油井酸化实验技术领域，尤其是涉及一种模拟真实油井酸化的实验装置及实验方法。

背景技术

众所周知，酸化是油田增产的重要措施之一。在油田生产过程中，正常生产的油井或注水井生产一段时间后，由于各种原因会造成油层堵塞，导致油井产量下降或注水井注水量下降。酸化具体是通过油管向油层挤入一定量特殊配方的酸液，使其与油层孔隙中的堵塞物发生化学反应，溶解油层中的堵塞物，从而提高油层渗透率，扩大油水流通通道，增加单井原油产量或注水井注水量的增产技术。

在油井酸化之前，一般均需要在实验室应用钻井岩心进行酸化实验，以便确定油井酸化液配方和酸化施工工艺技术参数。现有酸化实验技术是：首先，在垂直钻井岩心方向，钻取一直径为2.5cm且长度为5.0cm左右的圆柱体样，再将所钻取的圆柱体样放到酸化实验仪的样品室进行实验研究。但是，实际酸化施工是将酸液从井筒注入，酸液在压力作用下由井筒内壁沿360°任意方向向地层深处流动。将现有的酸化实验技术与真实油井酸化过程对比研究发现，现有的酸化实验结果只代表了沿钻取的圆柱体样轴向的酸化效果，不能代表整个井筒的酸化情况；加之油层岩石矿物成分的不均一性，传统的圆柱体样实验结果不能真正反映油井的实际酸化效果，据此制定的酸液配方也不能完全适应真实油/水井的酸化情况，直接影响了油/水井酸化效果和油井产量，这也是目前油井酸化效果不稳定的主要原因。

用传统的圆柱体样做酸化实验结果可靠性差，而且每块岩心需要沿不同方向钻取多个圆柱体样。同样一块钻井岩心，若钻取的方向不同，实验结果差别很大。因此，同样一块钻井岩心，一般要做多次实验，再取平均值，实验次数多，花费时间长且费用高，效率低下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种模拟真实油井酸化的实验装置及实验方法，其实验装置结构简单合理、实验步骤简单、操作简便、花费时间少且实验数据可靠，能够有效解决现有酸化实验仪无法真实模拟油井酸化效果的实际问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种模拟真实油井酸化的实验装置，包括为置于其内部的测试试样提供模拟酸化反应环境的样品室、将反应用的酸液和盐水通过管道一注入样品室的液压***、为样品室提供模拟酸化反应环境压力的围压泵、对样品室内液体压力进行实时检测的测压***以及与样品室内腔相接的残余酸液收集装置，其特征在于：所述样品室由上下均密封的圆柱形外筒体以及同轴套装于外筒体内的上下均开口的内筒体组成；外筒体的上盖中部设置有用于安装管道一的安装口，所述内筒体为侧壁开有多个通孔的内筛筒且所述多个通孔呈均匀布设，测试试样放置于内筛筒内部且与内筛筒同轴。

所述内筛筒的高度与外筒体的内腔高度相同。

所述内筛筒的内径和高度分别与置于其内部的被测试试样的外径和高度相同；所述外筒体和内筛筒均由耐酸腐蚀性材料制成。

所述液压***为驱替泵。

所述内筛筒为不锈钢筒体。

所述通孔为圆孔。

所述内筛筒的内径为Φ10±1cm且其高度为8±0.8cm；外筒体的内径为Φ15±1.5cm。

所述圆柱体内芯的直径为2.5cm且其高度为5cm；所述内筛筒的内径为Φ10cm且其高度为8cm；外筒体的内径为Φ15cm。

利用所述一种模拟真实油井酸化的实验装置进行酸化实验的实验方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、制作测试试样：将圆柱体岩心沿轴向向下钻取一圆柱体内芯后，得到一上部开口的岩心罐即为测试试样；

步骤二、将测试试样置于样品室中的内筛筒内进行酸化实验，其酸化实验过程包括以下步骤：

(一)将步骤一中所得到的岩心罐即测试试样放入内筛筒，且测试试样与所述岩心罐同轴；

(二)通过所述液压***从所述岩心罐的上部中部，将反应用的酸液和盐水由上至下注入所述岩心罐内；

(三)通过围压泵对样品室内部进行加压，使步骤(二)中注入所述岩心罐内的酸液和盐水由所述岩心罐四周内壁均匀向外渗透，从所述岩心罐渗透出的酸液和盐水经内筛筒后排至外筒体和内筛筒间的空腔中；

酸化反应过程中，样品室内部残余不用的酸液和盐水则通过管道排入残余酸液收集装置内。

步骤一中所述圆柱体内芯的直径为2.5±0.25cm且其高度为5±0.5cm。

所述圆柱体内芯的直径为2.5cm且其高度为5cm；所述内筛筒的内径为Φ10cm且其高度为8cm；外筒体的内径为Φ15cm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：1、本发明所用模拟真实油井酸化实验装置的结构简单合理，加工制作方便且使用操作方便；2、本发明对现有酸化实验仪的样品室进行改进，将现有样品室由原来的单壁结构转变为双壁结构，其样品室由圆柱形外筒体和同轴套装于外筒体内部的内筛筒组成，并且置于内筛筒内的测试试样为将常规圆柱体岩心钻取一圆柱体内芯后所得到的上部开口的岩心罐；这样，在酸化实验过程中，通过对样品室内部进行加压，在压力作用下，注入岩心罐内的酸液和盐水沿岩心罐四周内壁均匀向外渗透，使得酸液的流动方向和状态与实际油井酸化施工过程完全一样，实验结果能够完全反映了真实油井的酸化效果；3、每块钻井岩心只需要做一次实验即可，实验时间短且费用低，实验效率高，而且实验数据可靠，故具有明显的经济效益和社会效益。综上所述，本发明实验步骤简单、操作简便、花费时间少且实验数据可靠，能够有效解决现有酸化实验仪无法真实模拟油井酸化效果的实际问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明所用模拟真实油井酸化实验装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-样品室；              2-管道一；       3-驱替泵；

4-残余酸液收集装置；    5-测压***；     6-围压泵；

7-测试试样；            8-外筒体；       9-内筛筒；

10-管道二；             11-容器一；      12-容器二；

13-容器三。

具体实施方式

如图1所示，本发明所用模拟真实油井酸化的实验装置包括为置于其内部的测试试样7提供模拟酸化反应环境的样品室1、将反应用的酸液和盐水通过管道一2注入样品室1的液压***、为样品室1提供模拟酸化反应环境压力的围压泵6、对样品室1内液体压力进行实时检测的测压***5以及与样品室1内腔相接的残余酸液收集装置4。所述样品室1由上下均密封的圆柱形外筒体8以及同轴套装于外筒体8内的上下均开口的内筒体组成。所述外筒体8的上盖中部设置有用于安装管道一2的安装口，所述内筒体为侧壁开有多个通孔的内筛筒9且所述多个通孔呈均匀布设。内筛筒9的高度与外筒体8的内腔高度相同，内筛筒9的内径和高度分别与置于其内部的被测试试样7的外径和高度相同。所述外筒体8和内筛筒9均由耐酸腐蚀性材料制成。所述模拟真实油井酸化的实验装置除样品室1的结构外，其余部分结构均与现有酸化实验仪相同。

所述内筛筒9为不锈钢筒体且所述通孔为圆孔。另外，所述液压***为驱替泵3且其将反应用的酸液和盐水通过管道一2注入样品室1内部。实践中，根据具体实验测试需要选择酸化反应所用的酸液种类和数量，之后驱替泵3通过多路管道一2分别将反应用的酸液和盐水从样品室1的上部中部注入测试试样7内部。本实施例中，反应用的酸液有两种且二者分别盛装在容器一11和容器二12中，反应用的盐水盛装在容器三13中。

实际加工制作过程中，所述内筛筒9的结构与置于其内部的测试试样7的结构相对应，所述内筛筒9的内径为Φ10±1cm且其高度为8±0.8cm；外筒体8的内径为Φ15±1.5cm。本实施例中，所述内筛筒9的内径为Φ10cm且其高度为8cm；外筒体8的内径为Φ15cm。

本发明所述模拟真实油井酸化实验方法，包括以下步骤：

步骤一、制作测试试样7：将被测试圆柱体岩心沿轴向向下钻取一圆柱体内芯后，得到一上部开口的岩心罐即为测试试样7。

实践中，所钻取圆柱体岩心的直径为Φ10±1cm且其高度为8±0.8cm，所述圆柱体内芯的直径为2.5±0.25cm且其高度为5±0.5cm。本实施例中，所钻取圆柱体岩心的直径为Φ10cm且其高度为8cm，所述圆柱体内芯的直径为2.5cm且其高度为5cm。

步骤二、将测试试样7置于模拟真实油井酸化实验装置样品室1中的内筛筒9内进行酸化实验，其酸化实验过程包括以下步骤：

(一)将步骤一中所得到的岩心罐即测试试样7放入内筛筒9，且测试试样7与所述岩心罐同轴。

(二)通过所述液压***从所述岩心罐的上部中部，将反应用的酸液和盐水由上至下注入所述岩心罐内。

(三)通过围压泵6对样品室1内部进行加压，使步骤(二)中注入所述岩心罐内的酸液和盐水由所述岩心罐四周内壁均匀向外渗透，从所述岩心罐渗透出的酸液和盐水经内筛筒9后排至外筒体8和内筛筒9间的空腔中。综上，由于酸化反应时，注入岩心罐内部的酸液和盐水混合的混合酸液在压力的作用下，由所述岩心罐四周内壁均匀向外渗透，其混合酸液的流动方向和流动状态与实际油井酸化施工过程完全一样，因此样品室1能够给测试试样7提供一个与真实油井酸化环境一致的模拟酸化反应环境，由此得出的酸化反应实验结果能够完全正确地反映真实油井的酸化效果。

酸化反应过程中，样品室1内部残余不用的酸液和盐水则通过管道二10排入残余酸液收集装置4内。所述管道一2和管道二10上均安装有阀门14。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种模拟真实油井酸化的实验装置，包括为置于其内部的测试试样(7)提供模拟酸化反应环境的样品室(1)、将反应用的酸液和盐水通过管道一(2)注入样品室(1)的液压***、为样品室(1)提供模拟酸化反应环境压力的围压泵(6)、对样品室(1)内液体压力进行实时检测的测压***(5)以及与样品室(1)内腔相接的残余酸液收集装置(4)，其特征在于：所述样品室(1)由上下均密封的圆柱形外筒体(8)以及同轴套装于外筒体(8)内的上下均开口的内筒体组成；外筒体(8)的上盖中部设置有用于安装管道一(2)的安装口，所述内筒体为侧壁开有多个通孔的内筛筒(9)且所述多个通孔呈均匀布设，测试试样(7)放置于内筛筒(9)内部且与内筛筒(9)同轴；所述内筛筒(9)的内径和高度分别与置于其内部的被测试试样(7)的外径和高度相同；所述外筒体(8)和内筛筒(9)均由耐酸腐蚀性材料制成；所述液压***为驱替泵(3)。

2.按照权利要求1所述的一种模拟真实油井酸化的实验装置，其特征在于：所述内筛筒(9)的高度与外筒体(8)的内腔高度相同。

3.按照权利要求1或2所述的一种模拟真实油井酸化的实验装置，其特征在于：所述内筛筒(9)为不锈钢筒体。

4.按照权利要求1或2所述的一种模拟真实油井酸化的实验装置，其特征在于：所述通孔为圆孔。

5.按照权利要求1或2所述的一种模拟真实油井酸化的实验装置，其特征在于：所述内筛筒(9)的内径为Φ10±1cm且其高度为8±0.8cm；外筒体(8)的内径为Φ15±1.5cm。

6.按照权利要求5所述的一种模拟真实油井酸化实验装置，其特征在于：所述测试试样(7)为将常规圆柱体岩心钻取一圆柱体内芯后所得到的上部开口的岩心罐；所述圆柱体内芯的直径为2.5cm且其高度为5cm；所述内筛筒(9)的内径为Φ10cm且其高度为8cm；外筒体(8)的内径为Φ15cm。

7.利用权利要求1所述的一种模拟真实油井酸化的实验装置进行酸化实验的实验方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、制作测试试样(7)：将圆柱体岩心沿轴向向下钻取一圆柱体内芯后，得到一上部开口的岩心罐即为测试试样(7)；

步骤二、将测试试样(7)置于样品室(1)中的内筛筒(9)内进行酸化实验，其酸化实验过程包括以下步骤：

(一)将步骤一中所得到的岩心罐即测试试样(7)放入内筛筒(9)，且测试试样(7)与所述岩心罐同轴；

(二)通过所述液压***从所述岩心罐上部的中部，将反应用的酸液和盐水由上至下注入所述岩心罐内；

(三)通过围压泵(6)对样品室(1)内部进行加压，使步骤(二)中注入所述岩心罐内的酸液和盐水由所述岩心罐四周内壁均匀向外渗透，从所述岩心罐渗透出的酸液和盐水经内筛筒(9)后排至外筒体(8)和内筛筒(9)间的空腔中；

酸化反应过程中，样品室(1)内部残余不用的酸液和盐水则通过管道二(10)排入残余酸液收集装置(4)内。

8.按照权利要求7所述的一种模拟真实油井酸化的实验装置进行酸化实验的实验方法，其特征在于：步骤一中所述圆柱体内芯的直径为2.5±0.25cm且其高度为5±0.5cm。

Images