CN209387628U - 一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置，包括依次通过管线连通的储水罐、压水泵、储液装置、模拟裂缝装置、出口容器，所述储液装置包括并联设置的储液罐A、储液罐B，所述储液罐A、储液罐B内分别设有活塞A、活塞B，且靠近底部均设有排液口，所述排液口上安装有排液管，两个所述排液管上分别设有排液控制阀A、排液控制阀B。本实用新型可以准确计量控缝高上浮剂暂堵压力，获取上浮剂暂堵能力评价指标，且原理可靠，操作简便，可以为控缝高上浮剂室内评价及实际应用提供了可靠的暂堵强度数据。

Description

一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置，属于石油压裂领域。

背景技术

塔河油田碳酸盐岩油藏具有埋藏深、高温、高压的特点，井筒下部有明显异常体。酸压是碳酸盐岩储层油气增产的有效方法。但由于钻井工艺的限制，钻井井眼一般在储集体上方且距离较远，常规酸压技术压开裂缝向下延伸距离较短，裂缝纵向延伸深度不足会降低酸压裂缝沟通下方远距离的储集体，不利于单井的稳产。裂缝向下延伸酸压技术可以提高碳酸盐岩的酸压改造效果。

目前的碳酸盐岩裂缝向下延伸酸压技术主要采用空心玻璃微珠作为控缝高上浮剂，当上浮剂进入酸压裂缝后，上浮剂会在浮力作用下迅速聚集在裂缝顶部，在裂缝顶部形成密实的低渗透遮挡层，堵塞裂缝向上延伸通道，限制后续液体压力向上部传递，迫使酸压裂缝向下延伸尽可能沟通下部存在的缝洞***，达到增产的目的。但是该工艺需要高强度的上浮剂，通过形成低渗透遮挡层影响酸压裂缝中的净应力分布，从而达到控制裂缝高度的目的。因此，测定控缝高上浮剂暂堵性能对于优选控缝高上浮剂控制裂缝高度至关重要。

目前国内外对控缝高上浮剂暂堵性能评价几乎都是定性描述，部分通过岩心驱替装置，采用岩心劈开造缝填充控缝高上浮剂的方式模拟上浮剂暂堵强度，但存在岩心差异性大，裂缝可重复性大以及上浮剂无法动态注入等问题，与实际压裂过程中裂缝暂堵过程相差较远。常规的暂堵剂暂堵性能评价装置的工作液罐容量有限，工作液量有限，无法实现长期暂堵性能评价。为了定量描述控缝高上浮剂的使用效果，本实用新型自主研发出一种控缝高上浮剂的暂堵能力测试装置。

实用新型内容

本实用新型主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置，本实用新型原理可靠，操作简便，可以为控缝高上浮剂室内评价及实际应用提供了可靠的暂堵强度数据。

本实用新型解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置，包括依次通过管线连通的储水罐、压水泵、储液装置、模拟裂缝装置、出口容器，所述储液装置包括并联设置的储液罐A、储液罐B，所述储液罐A、储液罐B内分别设有活塞A、活塞B，且靠近底部均设有排液口，所述排液口上安装有排液管，两个所述排液管上分别设有排液控制阀A、排液控制阀B。

进一步的技术方案是，所述模拟裂缝装置包括壳体和相对设置在壳体内的楔形封板和平行封板，所述楔形封板与壳体内壁之间、平行封板与壳体内壁之间均设有垫片。

进一步的技术方案是，所述储液罐A、储液罐B、模拟裂缝装置的外壁上分别设有加热器A、加热器B、加热器C。

进一步的技术方案是，所述楔形封板和平行封板分别为楔形刚板、平行刚板，所述垫片的材质为哈氏合金。

进一步的技术方案是，所述压水泵为柱塞泵。

进一步的技术方案是，所述储液罐A、储液罐B的内壁均设有耐酸腐蚀内衬。

进一步的技术方案是，所述储液罐A、储液罐B的侧面沿竖直方向分别安装有液位显示器A、液位显示器B。

进一步的技术方案是，所述储液罐A、储液罐B上分别设有温度传感器A、温度传感器B，所述模拟裂缝装置上设有温度传感器C，所述储液装置的两端分别设有压力传感器A、压力传感器B。

本实用新型的有益效果：本实用新型可以准确计量控缝高上浮剂暂堵压力，获取上浮剂暂堵能力评价指标，且原理可靠，操作简便，可以为控缝高上浮剂室内评价及实际应用提供了可靠的暂堵强度数据。

附图说明

图1是一种控缝高上浮剂暂堵性能测定装置的结构示意图。

图2是实施例1模拟裂缝暂堵压力随时间的变化图。

图中所示：1—储水罐；2—压水泵；3—三通转换阀A；4—加热器A；5—活塞A；6—储液罐A；7—液位显示器A；8—加热器B；9—活塞B；10—储液罐B；11—液位显示器B；12—三通转换阀B；13—压力传感器A；14—加热器C；15—模拟裂缝装置；16—压力传感器B；17—温度传感器A；18—温度传感器C；19—温度传感器B；20—出口容器；21—排液控制阀A；22—排液控制阀B。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型做更进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本实用新型的一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置，包括依次通过管线连通的储水罐1、压水泵2、储液装置、模拟裂缝装置15、出口容器20，所述储液装置包括并联设置的储液罐A6、储液罐B10，所述储液罐A6、储液罐B10内分别设有活塞A5、活塞B9，且靠近底部均设有排液口，所述排液口上安装有排液管，两个所述排液管上分别设有排液控制阀A21、排液控制阀B22，所述储液罐A6、储液罐B10、模拟裂缝装置15的外壁上分别设有加热器A4、加热器B8、加热器C14，加热器通过电力加热以模拟地层地热。该设置可连续调节储液罐与模拟裂缝装置的温度，升温快，避免了传统装置配备大型恒温箱体积庞大、升温慢的问题。

其中具体的连接是压水泵2的泵入水口与储水罐1的出水口连接，泵出水口与三通转换阀A3相连。三通转换阀A3与储液罐A6、储液罐B10入水口相连。储水罐1内清水泵入储液罐A6，推动储液罐A6内活塞A5上行。储液罐A6与储液罐AB10出液口与三通转换阀B12相连。当观察到储液罐A6的上浮剂工作液实用完毕，手动调节三通转换阀A3和三通转换阀B12隔离储液罐A6，使用储液罐B10中的上浮剂工作液。对储液罐A6进行在线清洗，然后经储液罐A下部的排液控制阀A21排尽管内清洗水，加入上浮剂工作液。如此反复，可以连续给模拟裂缝装置15提供所需的工作液。三通转换阀B12通过连接管与模拟裂缝装置15连接。模拟裂缝装置15出口连接出口容器20。

上述装置之间的管线均为高压大通径耐酸硬管线，保证***能够承受更高的压力。所述模拟裂缝装置15沿竖直方向安装。该设置更适合模拟实际上浮剂漂浮聚集时形成低渗透层的暂堵性能评价。

本实施例中，所述模拟裂缝装置15包括壳体和相对设置在壳体内的楔形封板和平行封板，所述楔形封板与壳体内壁之间、平行封板与壳体内壁之间均设有垫片，所述楔形封板和平行封板分别为楔形刚板、平行刚板，所述垫片的材质为哈氏合金。

其中楔形封板和平行封板之间形成的通道，使之形成具有楔形裂缝的模拟岩心，通过不同厚度的垫片组合装入模拟裂缝装置内，模拟不同的裂缝宽度。

优选的实施方式是，所述压水泵2为柱塞泵，所述储液罐A6、储液罐B10的内壁均设有耐酸腐蚀内衬。

在本实施例中，为了便于数据的采集，所述储液罐A6、储液罐B10的侧面沿竖直方向分别安装有液位显示器A7、液位显示器B11，所述储液罐A6、储液罐B10上分别设有温度传感器A17、温度传感器B19，所述模拟裂缝装置15上设有温度传感器C18，所述储液装置与模拟裂缝装置15之间设有压力传感器A13，所述出口容器20与模拟裂缝装置15之间设有压力传感器B16。该装置还包括数据采集***，所述数据采集***分别与上述的温度传感器、压力传感器、液位显示器电连接。

利用上述实施例测定上浮剂的暂堵强度，为某油田碳酸盐岩油藏中控缝高研究提供基础参数。详细步骤如下：

(1)上浮剂采用空心玻璃微珠，目数70-120目，加入比例为10wt％，通过高速搅拌分散在20％盐酸中，装入储液罐A6和储液罐B10；

(2)通过不同厚度的钢片组合，模拟裂缝右壁面为平行水平面，左壁面与水平面夹角为1度，裂缝形态为楔形裂缝，裂缝前端宽度850μm，裂缝后端宽度500μm；

(3)通过电脑控制***设定储液罐A6与模拟裂缝装置15的温度160℃，通过控制加热器A4、加热器C14进行加热，加热到实验所需温度时自动停止加热进入保温模式，维持实验温度。

(4)通过电脑控制***设定压水泵2排量为100ml/min，开始实验。通过液位显示器A7观察到储液罐A6的上浮剂工作液实用完毕，手动调节三通转换阀A3和三通转换阀B12隔离储液罐A6，使用储液罐B10中的上浮剂工作液。对储液罐A6进行在线清洗，然后经储液罐A6下部的排液控制阀A21排尽管内清洗水，加入上浮剂工作液。如此反复，可以连续给模拟裂缝装置15提供所需的工作液；

(5)实验过程中可以实时监测工作液储液罐和人工裂缝模拟装置的温度，以及人工裂缝模拟装置压力变化等数据，并且自动将数据同步传输到数据采集***上进行记录、处理。当实验进行到指定时间30min，终止实验、停泵、卸压。数据采集***上显示的最高暂堵压力即为控缝高上浮剂的暂堵强度。

以上所述，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置，其特征在于，包括依次通过管线连通的储水罐(1)、压水泵(2)、储液装置、模拟裂缝装置(15)、出口容器(20)，所述储液装置包括并联设置的储液罐A(6)、储液罐B(10)，所述储液罐A(6)、储液罐B(10)内分别设有活塞A(5)、活塞B(9)，且靠近底部均设有排液口，所述排液口上安装有排液管，两个所述排液管上分别设有排液控制阀A(21)、排液控制阀B(22)。

2.根据权利要求1所述的一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置，其特征在于，所述模拟裂缝装置(15)包括壳体和相对设置在壳体内的楔形封板和平行封板，所述楔形封板与壳体内壁之间、平行封板与壳体内壁之间均设有垫片。

3.根据权利要求2所述的一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置，其特征在于，所述储液罐A(6)、储液罐B(10)、模拟裂缝装置(15)的外壁上分别设有加热器A(4)、加热器B(8)、加热器C(14)。

4.根据权利要求2所述的一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置，其特征在于，所述楔形封板和平行封板分别为楔形刚板、平行刚板，所述垫片的材质为哈氏合金。

5.根据权利要求1所述的一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置，其特征在于，所述压水泵(2)为柱塞泵。

6.根据权利要求1或3所述的一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置，其特征在于，所述储液罐A(6)、储液罐B(10)的内壁均设有耐酸腐蚀内衬。

7.根据权利要求1所述的一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置，其特征在于，所述储液罐A(6)、储液罐B(10)的侧面沿竖直方向分别安装有液位显示器A(7)、液位显示器B(11)。

8.根据权利要求7所述的一种控缝高上浮剂暂堵性能测试装置，其特征在于，所述储液罐A(6)、储液罐B(10)上分别设有温度传感器A(17)、温度传感器B(19)，所述模拟裂缝装置(15)上设有温度传感器C(18)，所述模拟裂缝装置(15)的两端分别设有压力传感器A(13)、压力传感器B(16)。