举升泵排砂能力测试方法技术

技术编号:19169925 阅读:40 留言:0更新日期:2018-10-16 23:06
本公开涉及一种举升泵排砂能力测试方法,其中,举升泵位于测试井中,用于抽取井内液体,测试井连接有供液装置,供液装置具有供液泵,其中,方法包括以下步骤:步骤1、在供液装置中预备具有特定含砂量的特定体积的液体;步骤2、启动供液泵,以从供液装置向测试井内注入具有特定含砂量的液体;步骤3、启动举升泵,以将测试井内的液体抽取到供液装置,以形成循环回路;步骤4、调节供液泵和举升泵,使循环回路中的液体流速分别到达多个预定值,分别测量得到测试井的多个井口压力值;步骤5、在供液装置中预备具有不同于之前的特定含砂量的特定体积的液体,并重复执行步骤2至4,测量得到对应于不同液体流速和不同含砂率的井口压力值。

Test method for sand discharge capacity of lifting pump

The present disclosure relates to a test method for sand discharge capacity of a lift pump, wherein the lift pump is located in a test well for extracting liquid in the well, and the test well is connected with a fluid supply device, and the fluid supply device has a fluid supply pump. The method comprises the following steps: step 1, preparing a specific volume of liquid with a specific sand content in the fluid supply device. Step 2. Start the liquid supply pump to inject the liquid with a specific sand content into the test well from the liquid supply device; Step 3. Start the lift pump to extract the liquid from the test well to the liquid supply device to form a circulation loop; Step 4. Adjust the liquid supply pump and the lift pump to make the liquid flow rate in the circulation loop reach more respectively. Fig. 5. Prepare a specific volume of fluid with a specific sand content in the fluid supply device, and repeat steps 2 to 4 to measure the wellhead pressure values corresponding to different fluid velocity and sand content.

【技术实现步骤摘要】
举升泵排砂能力测试方法
本专利技术涉及海洋工程测试
,尤其涉及一种举升泵排砂能力测试方法。
技术介绍
在常规油气资源开发过程中,人工举升技术主要用于输送原油和天然气,尽管采取了防砂措施,正常生产时地层出砂很少或者不出砂,但部分油井在防砂失败或生产后期会出现地层出砂的情况。举升泵在应用于含砂油井时,存在的问题较多,如地层砂粒进入井筒后在流动过程中会发生沉积,造成井筒堵塞,地面管线和储油罐积存大量沉砂,因而经常被迫起管柱进行大修作业,以清除砂堵、冲洗砂埋油层、清理地面管线和储油罐。上述问题严重时,可能引起井壁坍塌而损坏套管和衬管、砂埋油层导致油井停产,降低油井的生产时率,增加生产成本。在含砂油井电潜泵选井选泵过程中,需要明确井液含砂量、酸溶性、砂粒度、石英砂含量、砂粒几何特性等数据,如果以上数据不完整,则难以确定是否下电潜泵。另一方面,天然气水合物的开采原理与常规油气资源不同,天然气水合物是在一定条件下水与天然气结合的一种化学成分不稳定、具有笼形框架结构的类冰状结晶物质,理论上一个饱和的天然气水合物分子结构内,甲烷与水的摩尔比为1:6,即在标准状况下,1m3天然气水合物约含有164m3甲烷气和0.8m3水,气水比达到200左右。通常在开采常规石油、天然气过程不存在相变,而开采天然气水合物时,需要通过控制水合物的平衡曲线使其发生相变。当甲烷水合物所受的压力降低或者温度升高达到水合物与甲烷气的分界线时,水合物就会发生相变而分解,产生游离天然气,同时会产生大量的水。水合物分解后骨架结构失去支撑而变得不稳定,地层将发生坍塌,在完井防砂效果不佳时地层砂会进入井筒,形成水砂混合物,如果是粉砂质储层,地层砂粒径小更加容易进入井筒。因此,在天然气水合物的开采场合,由于地层大量出砂,人工举升技术如不能有效排砂,会堵塞举升通道,影响水合物的开采。目前,世界各国在水合物试采测试时不同程度地遇到了地层出砂的情况,导致电潜泵发生故障终止测试。在天然气水合物试采中,排砂主要依靠举升泵,通过抽取地层水将地层砂带出井筒,达到降压和排砂的目的,使井筒环境达到水合物分解的条件,并保持举升通道通畅。尽管目前已经出现各种类型的防砂电潜泵,如目前使用的宽流道耐砂泵,但其使用寿命距离理想目标还很远,尤其对于天然气水合物开采地层出砂量大的情况,对举升泵的防砂和排砂能力要求更高。常规油气井生产中,举升泵的工作介质主要是原油或地层水,举升泵的结构、性能设计以及加工制作也主要是为满足原油和地层水的输送要求。目前防砂电潜泵也仅仅是在含砂量很低的井筒环境中短时间内应用,常规油气井地层发现出砂后主要采取冲砂作业来清除,不采用举升泵排砂的方式,长期稳定的排砂能力没有作为举升泵主要性能来设计和检验。在电潜泵和螺杆泵等举升泵相关的技术规范与标准中,没有关于排砂能力测试方法的规定,常规油气井生产过程中,也不是通过举升泵来清除地层砂。关于举升泵的排砂能力,目前没有测试检验方法和与之相关的内容,因此并未见到相应的技术方案。综上所述,在水合物开采过程中,由于地层大量出砂,对举升泵的排砂能力提出严苛的要求,因此有必要对举升泵的排砂能力进行测试验证。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的专利技术人针对现有技术的上述情况,开发了举升泵排砂能力测试验证方法,其主要解决以下问题:(1)如何设计举升泵排砂能力测试平台(包括其配套设备)。在排砂能力测试中,除了电潜离心泵和电潜螺杆泵,还需要必要的配套设备,这些是开展举升泵排砂能力测试的基础条件,通过这样的测试平台,可以实现电潜离心泵和电潜螺杆泵的排砂能力验证。(2)如何设计排砂能力测试方法。在举升泵排砂能力测试过程中,需要提供一个稳定的模拟地层砂供给系统与循环通道,实现地层砂工作液混合均匀而不发生沉降,并能根据测试需求调节不同排量和不同含砂量。为了便于测试操作,在循环通道适当位置安数据采集和测量设备,提供实时的参数监测,记录测试过程中温度、压力以及地层砂混合液排量的变化。为达到以上要求,需要设计科学的测试步骤,最大限度地检验举升泵的排砂能力,本专利技术提出的举升泵排砂能力测试方法为电潜离心泵和电潜螺杆泵排砂验证提供了操作指南,可以实现以上要求。常规油气井用的举升泵在高含砂井筒下的排砂能力如何,目前尚未进行研究,主要原因是举升泵主要用来举升油气,常规油气生产没有天然气水合物开采地层出砂量大,不存在排砂的问题。即使地层出砂严重导致砂埋,由于排砂对举升泵是一种严重的破坏,也不采用举升泵排砂,而是下管柱进行冲砂作业。因此,目前的电潜泵等生产厂家没有排砂验证测试的装置及配套设备,更没有验证方法可以遵循,行业内也没有排砂验证的技术规范。根据本专利技术的实施例,提供了一种举升泵排砂能力测试方法,其中,举升泵位于测试井中,用于抽取井内液体,所述测试井连接有供液装置,所述供液装置具有供液泵,其中,所述方法包括以下步骤:步骤1、在所述供液装置中预备具有特定含砂量的特定体积的液体;步骤2、启动所述供液泵,以从所述供液装置向所述测试井内注入具有特定含砂量的液体;步骤3、启动所述举升泵,以将所述测试井内的液体抽取到所述供液装置,以形成循环回路;步骤4、调节所述供液泵和所述举升泵,使所述循环回路中的液体流速分别到达多个预定值,分别测量得到所述测试井的多个井口压力值;步骤5、在所述供液装置中预备具有不同于之前的特定含砂量的特定体积的液体,并重复执行步骤2至4,测量得到对应于不同液体流速和不同含砂率的井口压力值。因此,本专利技术的有益效果主要在于:1、首次创新研发设计了针对电潜离心泵和电潜螺杆泵的扬程验证试验方案。实验方案设计了电潜离心泵和电潜螺杆泵在高含砂条件下的扬程变化验证方案,是国内首次从排砂角度对常规油气生产中应用的举升泵扬程变化进行全面评价,使举升泵能够更加适合天然气水合物试采对人工举升技术及举升泵的排砂要求。2、首次创新研发设计了针对电潜离心泵和电潜螺杆泵的排砂与温度变化情况验证试验方案。实验方案设计了电潜离心泵和电潜螺杆泵在高含砂条件下的温升效果试验方案,是国内首次从排砂角度对常规油气生产中应用的举升泵的温升效果进行全面评价,对分析举升泵在排砂工况下的温度升高效果有重要的意义。3、国内首次创新研发设计了针对电潜离心泵和电潜螺杆泵的排砂能力验证试验方案。实验方案设计了电潜离心泵和电潜螺杆泵在高含砂条件下的最大排砂能力验证方案,是国内首次对常规油气生产中应用的举升泵排砂能力进行评价,可以获取举升泵的最大排砂能力,对天然气水合物试采举升泵选型具有借鉴意义。附图说明图1为根据本专利技术的实施例的举升泵排砂能力测试方法的工作环境示意图;图2、3为根据本专利技术的实施例的举升泵排砂能力测试方法的流程示意图。具体实施方式下面,结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。本领域的技术人员能够理解,尽管以下的说明涉及到有关本专利技术的实施例的很多技术细节,但这仅为用来说明本专利技术的原理的示例、而不意味着任何限制。本专利技术能够适用于不同于以下例举的技术细节之外的场合,只要它们不背离本专利技术的原理和精神即可。另外,为了避免使本说明书的描述限于冗繁,在本说明书中的描述中,可能对可在现有技术资料中获得的部分技术细节进行了省略、简化、变通等处理,这对于本领域的技术人员来说是可以理解的,并且这不会影响本说明书的公本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种举升泵排砂能力测试方法,其中,举升泵位于测试井中,用于抽取井内液体,所述测试井连接有供液装置,所述供液装置具有供液泵,其中,所述方法包括以下步骤:步骤1、在所述供液装置中预备具有特定含砂量的特定体积的液体;步骤2、启动所述供液泵,以从所述供液装置向所述测试井内注入具有特定含砂量的液体;步骤3、启动所述举升泵,以将所述测试井内的液体抽取到所述供液装置,以形成循环回路;步骤4、调节所述供液泵和所述举升泵,使所述循环回路中的液体流速分别到达多个预定值,分别测量得到所述测试井的多个井口压力值;步骤5、在所述供液装置中预备具有不同于之前的特定含砂量的特定体积的液体,并重复执行步骤2至4,测量得到对应于不同液体流速和不同含砂率的井口压力值。

【技术特征摘要】
1.一种举升泵排砂能力测试方法,其中,举升泵位于测试井中,用于抽取井内液体,所述测试井连接有供液装置,所述供液装置具有供液泵,其中,所述方法包括以下步骤:步骤1、在所述供液装置中预备具有特定含砂量的特定体积的液体;步骤2、启动所述供液泵,以从所述供液装置向所述测试井内注入具有特定含砂量的液体;步骤3、启动所述举升泵,以将所述测试井内的液体抽取到所述供液装置,以形成循环回路;步骤4、调节所述供液泵和所述举升泵,使所述循环回路中的液体流速分别到达多个预定值,分别测量得到所述测试井的多个井口压力值;步骤5、在所述供液装置中预备具有不同于之前的特定含砂量的特定体积的液体,并重复执行步骤2至4,测量得到对应于不同液体流速和不同含砂率的井口压力值。2.根据权利要求1所述的举升泵排砂能力测试方法,其中,步骤2包括:测量混合液的密度。3.根据权利要求2所述的举升泵排砂能力测试方法,其中,在步骤1之前还包括:步骤a、在所述供液装置中预备具有不含砂的特定体积的液体;步骤b、启动所述供液泵,以从所述供液装置向所述测试井内注入所述不含砂的液体;步骤c、启动所述举升泵,以将所述测试井内的液体抽取到所述供液装置,以形成循环回路;步骤d、调节所述供液泵和所述举升泵,使所述循环回路中的液体流速分别到达多个预定...

【专利技术属性】
技术研发人员:王宇宾徐鸿志李玉泉郝志伟邓君宇王天驹谢梦春王剑
申请(专利权)人:中国石油集团海洋工程有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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