测定气井出砂临界气体流速的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种测定气井出砂临界气体流速的装置及方法。本发明专利技术提供的测定气井出砂临界气体流速的装置，包括：岩心夹持装置，气体供给装置、进口压力调节装置、砂处理装置、测量及数据采集系统。本发明专利技术提供的测定气井出砂临界气体流速的装置及方法，较真实的模拟了气藏气体通过采气井的过程，能够用来测定气井出砂临界气体流速，准确性较高。此外，本发明专利技术提供的测定气井出砂临界气体流速的装置及方法，还能够用来测定高压状态下的气井出砂临界气体流速，适用性较广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气井开采技术，尤其涉及一种测定气井出砂临界气体流速的装置及方法。
技术介绍
疏松砂岩气藏在开采过程中容易出砂。气井出砂之后易造成井壁坍塌、套管破损、地层伤害，甚至砂埋产层等问题；同时，气井出砂还会对地面设备，生产管线造成磨损和堵塞。影响气井出砂的因素有很多，其中，气体的流速是影响出砂的关键因素。对于砂岩气藏，一般存在气井出砂临界气体流速，即当气体流速大于临界气体流速时，砂岩结构发生破坏，导致出砂。因此，测定气井出砂临界气体流速，对于制定合理的工作制度、选择合适的完井方式和防砂方法等工作都十分重要。目前，一般通过数学模型来计算临界气体流速。然而，采用数学模型计算的临界气体流速，准确性得不到保证。
技术实现思路
本专利技术提供一种测定气井出砂临界气体流速的装置及方法，以解决采用数学模型计算气井出砂临界气体流速时，准确性不高的问题。本专利技术一方面提供一种测定气井出砂临界气体流速的装置。本专利技术提供的测定气井出砂临界气体流速的装置，包括：岩心夹持装置、气体供给装置、进口压力调节装置、砂处理装置、测量及数据采集系统；其中：上述岩心夹持装置，包括围压泵和压紧装置，上述围压泵，用于向上述压紧装置提供围压，以使上述压紧装置将取自于待测气井储层的岩心压紧；上述气体供给系统，用于向上述岩心提供气源；上述进口压力调节装置，设置在上述气体供给装置和上述岩心夹持装置之间，用于调节上述岩心进口处的气体压力；上述砂处理装置，设置在上述岩心夹持装置之后，用于收集上述岩心产出的砂，并对上述产出的砂进行清洗、烘干处理；上述测量及数据采集系统，用于测量上述岩心进口处的气体压力、出口处的气体压力、岩心出口端气体的气流量以及岩心产出砂的质量，采集进口压力值、出口压力值、气流量值以及产出砂的质量值，并根据产出砂的质量与岩心出口端气体的气流量的比值大于预设阈值时的岩心出口端气体的气流量值，得到待测气井出砂的临界气体流速。进一步地，本专利技术一实施例提供的测定气井出砂临界气体流速的装置，还包括：出口压力调节装置，上述出口压力调节装置，设置在上述砂处理装置之后，用于调节上述岩心出口处的气体压力。进一步地，本专利技术一实施例提供的测定气井出砂临界气体流速的装置，上述出口压力调节装置，包括：回压阀和回压泵；上述回压泵与上述回压阀连接，上述回压阀与上述砂处理装置连接。进一步地，本专利技术一实施例提供的测定气井出砂临界气体流速的装置，上述气体供给装置为气瓶。进一步地，本专利技术一实施例提供的测定气井出砂临界气体流速的装置，上述进口压力调节装置，包括：调节阀和增压泵；上述调节阀和上述增压泵连接，上述调节阀的一端与上述气体供给装置连接，上述增压泵的一端与上述岩心夹持装置连接。进一步地，本专利技术一实施例提供的测定气井出砂临界气体流速的装置，上述砂处理装置，包括：过滤器、清洗器、烘干器；上述过滤器，与上述岩心夹持装置连接，用于收集上述岩心产出的砂；上述清洗器和上述烘干器，分别用于对上述产出的砂进行清洗、烘干处理。进一步地，本专利技术一实施例提供的测定气井出砂临界气体流速的装置，上述测量与数据采集系统包括：进口压力传感器、出口压力传感器、流量计、质量测量计、数据采集器；上述进口压力传感器设置在上述压紧装置进口端，用于测量岩心进口处的气体压力；上述出口压力传感器设置在上述压紧装置出口端，用于测量岩心出口处的压力；上述流量计设置在上述砂处理装置之后，用于测量上述岩心出口端气体的气流量；上述质量测量计，用于测量上述岩心产出砂的质量；上述数据采集器，分别与上述进口压力传感器、上述出口压力传感器、上述流量计、上述质量测量计连接，用于采集进口压力值、出口压力值、气流量值以及产出砂的质量值，并根据产出砂的质量与岩心出口端气体的气流量的比值大于预设阈值时的岩心出口端气体的气流量值，得到待测气井出砂的临界气体流速。进一步地，本专利技术一实施例提供的气井出砂临界气体流速的装置，上述进口压力调节装置，还包括：缓冲装置；上述缓冲装置，设置在上述增压泵之后，用于稳定岩心进口处的气体压力。本专利技术另一方面提供一种测定气井出砂临界气体流速的方法。本专利技术提供的测定气井出砂临界气体流速的方法，包括以下步骤：步骤一：利用围压将取自于待测气井储层的岩心在压紧装置中夹紧；步骤二：向上述岩心提供气源；将上述岩心进口处的气体压力调节至设定值；步骤三：测量上述岩心进口处的气体压力、出口处的气体压力以及上述岩心出口端气体的气流量，并采集进口压力值、出口压力值、气流量值；步骤四：经过预设时间后，停止向上述岩心提供气源，收集上述岩心产出的砂，并对上述产出的砂进行清洗、烘干处理，测量上述岩心产出砂的质量，并采集上述产出砂的质量值；步骤五：增大岩心进口处气体压力的设定值，重复步骤二至步骤四，直至产出砂的质量与岩心出口端气体的气流量的比值大于预设阈值时，停止实验；步骤六：根据产出砂的质量与岩心出口端气体的气流量的比值大于预设阈值时的岩心出口端气体的气流量值，计算上述岩心出砂的临界气体流速，上述岩心出砂的临界气体流速与待测气井出砂临界气体流速相等，得到待测
气井出砂的临界气体流速。进一步地，本专利技术一实施例提供的测定气井出砂临界气体流速的方法，上述步骤三之前，还包括：将上述岩心出口处的气体压力调节至设定值；上述步骤五包括：在增大岩心进口处气体压力的设定值时，增大岩心出口处气体压力的设定值，使岩心压差维持在预设范围内。本专利技术提供的测定气井出砂临界气体流速的装置及方法，较真实的模拟了气藏气体通过采气井的过程，能够用来测定气井出砂临界气体流速，并且准确性较高。此外，本专利技术提供的测定气井出砂临界气体流速的装置及方法，还能够用来测定高压状态下的气井出砂临界气体流速，适用性较广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术测定气井出砂临界气体流速的装置实施例一的结构示意图；图2为本专利技术测定气井出砂临界气体流速的方法实施例一的流程图；图3为本专利技术测定气井出砂临界气体流速的装置实施例二的结构示意图；图4为本专利技术测定气井出砂临界气体流速的方法实施例二的流程图。附图标记说明：1：岩心夹持装置；2：气体供给装置；3：进口压力调节装置；4：砂处理装置；5：测量及数据采集系统；6：出口压力调节装置；11：围压泵；12：压紧装置；31：调压阀；32：增压泵；33：缓冲装置；41：过滤器；42：清洗器及烘干器；51：进口压力传感器；52：出口压力传感器；53：流量计；54：质量测量计；55：数据采集器；61：回压阀；62：回压泵。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种测定气井出砂临界气体流速的装置及方法，用以解决现有技术中采用数学模型计算气井出砂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定气井出砂临界气体流速的装置，其特征在于，包括：岩心夹持装置、气体供给装置、进口压力调节装置、砂处理装置、测量及数据采集系统；其中：所述岩心夹持装置，包括：围压泵和压紧装置，所述围压泵，用于向所述压紧装置提供围压，以使所述压紧装置将取自于待测气井储层的岩心压紧；所述气体供给系统，用于向所述岩心提供气源；所述进口压力调节装置，设置在所述气体供给装置和所述岩心夹持装置之间，用于调节所述岩心进口处的气体压力；所述砂处理装置，设置在所述岩心夹持装置之后，用于收集所述岩心产出的砂，并对所述产出的砂进行清洗、烘干处理；所述测量及数据采集系统，用于测量所述岩心进口处的气体压力、出口处的气体压力、岩心出口端气体的气流量以及岩心产出砂的质量，采集进口压力值、出口压力值、气流量值以及产出砂的质量值，并根据产出砂的质量与岩心出口端气体的气流量的比值大于预设阈值时的岩心出口端气体的气流量值，得到待测气井出砂的临界气体流速。

【技术特征摘要】
1.一种测定气井出砂临界气体流速的装置，其特征在于，包括：岩心夹持装置、气体供给装置、进口压力调节装置、砂处理装置、测量及数据采集系统；其中：所述岩心夹持装置，包括：围压泵和压紧装置，所述围压泵，用于向所述压紧装置提供围压，以使所述压紧装置将取自于待测气井储层的岩心压紧；所述气体供给系统，用于向所述岩心提供气源；所述进口压力调节装置，设置在所述气体供给装置和所述岩心夹持装置之间，用于调节所述岩心进口处的气体压力；所述砂处理装置，设置在所述岩心夹持装置之后，用于收集所述岩心产出的砂，并对所述产出的砂进行清洗、烘干处理；所述测量及数据采集系统，用于测量所述岩心进口处的气体压力、出口处的气体压力、岩心出口端气体的气流量以及岩心产出砂的质量，采集进口压力值、出口压力值、气流量值以及产出砂的质量值，并根据产出砂的质量与岩心出口端气体的气流量的比值大于预设阈值时的岩心出口端气体的气流量值，得到待测气井出砂的临界气体流速。2.根据权利要求1所述的测定气井出砂临界气体流速的装置，其特征在于，还包括：出口压力调节装置，所述出口压力调节装置，设置在所述砂处理装置之后，用于调节所述岩心出口处的气体压力。3.根据权利要求2所述的测定气井出砂临界气体流速的装置，其特征在于，所述出口压力调节装置，包括：回压阀和回压泵；所述回压泵与所述回压阀连接，所述回压阀与所述砂处理装置连接。4.根据权利要求1～3任一项所述的测定气井出砂临界气体流速的装置，其特征在于，所述气体供给装置为气瓶。5.根据权利要求4所述的测定气井出砂临界气体流速的装置，其特征在于，所述进口压力调节装置，包括：调节阀和增压泵；所述调节阀和所述增压泵连接，所述调节阀的一端与所述气体供给装置连接，所述增压泵的一端与所述岩心夹持装置连接。6.根据权利要求5所述的测定气井出砂临界气体流速的装置，其特征在
\t于，所述砂处理装置，包括：过滤器、清洗器、烘干器；所述过滤器，与所述岩心夹持装置连接，用于收集所述岩心产出的砂；所述清洗器和所述烘干器，分别用于对所述产出的砂进行清洗、烘干处理。7.根据权利要求6所述的测定气井出砂临界气体流速的装置，其特征在于，所述测量与数据采集系统包括：进口压力传感器、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨向同，孟祥娟，宋文文，王浩，曹继红，匡韶华，郭韬，周飞，张利平，李玮，杨磊，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11