一种油气井分段压裂模拟实验装置及其模拟井筒制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及模拟实验技术领域，具体涉及一种油气井分段压裂模拟实验装置及其模拟井筒。油气井分段压裂模拟实验装置包括模拟井筒和人工岩石，模拟井筒包括外管，外管轴向两端被盖板封闭且其中一个盖板上设有进液孔组件，设定外管上下延伸且设有进液孔组件的一端为上端；外管设有上下依次间隔排布的至少两处射孔管，射孔管径向外延，射孔管的管壁上设有射孔；上端的盖板上设有一个或至少两个由内到外依次套装且轴向长度逐渐变小的注液管，各注液管的下端均固设有环形封堵件，环形封堵件的内侧与对应注液管相连，外侧固定于外管中相应的两处射孔管之间，中心通道与最下端的射孔管相连，环形通道与上端的射孔管相连。

A simulation experimental device for staged fracturing of oil and gas wells and its simulation wellbore

【技术实现步骤摘要】
一种油气井分段压裂模拟实验装置及其模拟井筒
本技术涉及模拟实验
，具体涉及一种油气井分段压裂模拟实验装置及其模拟井筒。
技术介绍
随着压裂工艺和压裂工具的不断进步，水平井多段压裂技术、多井同步压裂和异步压裂工艺逐步成为开发低渗透和非常规油气藏的主要开发技术，但上述各种压裂技术的施工参数的确定主要依靠现场经验，裂缝的扩展形态只能通过地面、地下测斜仪和微地震测试技术来分析，不确定因素较多，无法真正的确定压裂裂缝的形态。授权公告号为CN104832169B的中国专利技术专利公开了一种水平井两井同步或异步多段分簇压裂室内实验井筒装置及方法，该实验井筒装置由三段射孔井筒和一个井口装置组成，三段射孔井筒和井口装置由下到上依次采用螺扣连接，在射孔井筒的外部包裹有人工岩石。现有技术的实验井筒装置在使用时通过多根钢管线向对应的射孔井筒中注压裂液，通过射孔井筒筒壁上射孔管的射孔对人工岩石进行压裂。压裂完成后，对人工岩石进行扫描，以得到多段分簇压裂的形成状态。但是，现有技术中的实验装置中存在一些弊端，比如现有技术的实验装置中，采用内径较小（现有技术中为2mm）的管线进行注液，在泵送粘度较高的压裂液时，由于管线内径较小，摩擦阻力较大，所需的泵注压力较高，当超过增压系统的限定压力后，一方面容易造成增压系统的损坏，另一方面，由于摩擦损耗较高，压裂液流至射孔处时的压力难以达到设定的压力，从而影响模拟实验效果。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种油气井分段压裂模拟实验装置，以解决现有技术中在模拟井筒内用内径较小的管线进行泵液而导致增压系统易损坏的技术问题；还提供一种油气井分段压裂模拟实验装置用模拟井筒，以解决现有技术中在模拟井筒内用内径较小的管线进行泵液而导致增压系统易损坏的技术问题。为实现上述目的，本技术油气井分段压裂模拟实验装置的技术方案是：一种油气井分段压裂模拟实验装置，包括模拟井筒和浇筑于模拟井筒外部的人工岩石，模拟井筒包括外管，外管轴向两端被盖板封闭且其中一个盖板上设有进液孔组件，进液孔组件用于供液体进入外管内，设定外管上下延伸且设有进液孔组件的一端为上端；外管设有上下依次间隔排布的至少两处射孔管，射孔管径向外延，射孔管的管壁上设有射孔；上端的盖板上设有一个或至少两个由内到外依次套装且轴向长度逐渐变小的注液管，各注液管的下端均固设有环形封堵件，环形封堵件的内侧与对应注液管相连，外侧固定于外管中相应的两处射孔管之间，以在外管中形成一个中心通道和至少一个环形通道，中心通道与最下端的射孔管相连，环形通道与上端的射孔管相连；进液孔组件包括与中心通道对应的中心进液孔，还包括与环形通道分别对应的偏心进液孔。本技术的有益效果是：本技术中，在外管的内部通过环形封堵件、注液管形成了中心通道和至少一个环形通道，射孔管与各自对应的进液孔独立相连，彼此独立，能够模拟实际生产时的分段压裂，以此来模拟分段压裂时相邻裂缝之间的相互影响。与现有技术中依靠内径较小的管线相比，本技术采用注液管来形成注液的通道，整体过流面积增大，压裂液通过时的摩擦阻力变小，对增压系统的要求降低，且摩擦阻力变小后，流至射流孔处的流体压力变大，能够匹配设定的流体压力值。进一步地，外管具有上下依次排布的至少两个压裂段，各压裂段上分别设有对应的所述射孔管，相邻两压裂段之间分体固设，最上端的压裂段与上端的盖板固定相连，所述环形封堵件的外侧设于对应下方的压裂段上，下方的压裂段、压裂段上的环形封堵件以及环形封堵件上的注液管一体成型。下方的压裂段、环形封堵件和注液管一体成型，安装时更加方便。进一步地，各处的射孔管设有多个，各处的射孔管分为沿周向均布的至少两组，各组均包括轴向间隔排布的至少两个射孔管。射孔管设有多个，能够实现分簇射孔，使得本技术的实验装置能够模拟出“多段分簇”的实际使用状态。进一步地，各射孔管上均设有用于封堵对应射孔的堵头，所述堵头为可溶解的可溶堵头。设置可溶堵头后，在浇筑人工岩石时，人工岩石的流体砂浆不会流动至射孔管中，从而堵塞部分或全部的射孔，导致无法进行射孔，或者导致压裂后的裂缝分布规律与实际相比有较大的失真。进一步地，所述人工岩石包裹所述模拟井筒，各进液孔处均设置有贯穿人工岩石的进液管。人工岩石完全包裹模拟井筒，浇筑时更加方便，而进液管的存在保证了能够注入液体。本技术油气井分段压裂模拟实验装置用模拟井筒的技术方案是：一种油气井分段压裂模拟实验装置用模拟井筒，包括外管，外管轴向两端被盖板封闭且其中一个盖板上设有进液孔组件，进液孔组件用于供液体进入外管内，设定外管上下延伸且设有进液孔组件的一端为上端；外管设有上下依次间隔排布的至少两处射孔管，射孔管径向外延，射孔管的管壁上设有射孔；上端的盖板上设有一个或至少两个由内到外依次套装且轴向长度逐渐变小的注液管，各注液管的下端均固设有环形封堵件，环形封堵件的内侧与对应注液管相连，外侧固定于外管中相应的两处射孔管之间，以在外管中形成一个中心通道和至少一个环形通道，中心通道与最下端的射孔管相连，环形通道与上端的射孔管相连；进液孔组件包括与中心通道对应的中心进液孔，还包括与环形通道分别对应的偏心进液孔。本技术的有益效果是：本技术中，在外管的内部通过环形封堵件、注液管形成了中心通道和至少一个环形通道，射孔管与各自对应的进液孔独立相连，彼此独立，能够模拟实际生产时的分段压裂，以此来模拟分段压裂时相邻裂缝之间的相互影响。与现有技术中依靠内径较小的管线相比，本技术采用注液管来形成注液的通道，整体过流面积增大，压裂液通过时的摩擦阻力变小，对增压系统的要求降低，且摩擦阻力变小后，流至射流孔处的流体压力变大，能够匹配设定的流体压力值。进一步地，外管具有上下依次排布的至少两个压裂段，各压裂段上分别设有对应的所述射孔管，相邻两压裂段之间分体固设，最上端的压裂段与上端的盖板固定相连，所述环形封堵件的外侧设于对应下方的压裂段上，下方的压裂段、压裂段上的环形封堵件以及环形封堵件上的注液管一体成型。压裂段、环形封堵件和注液管一体成型，安装时更加方便。进一步地，各处的射孔管设有多个，各处的射孔管分为沿周向均布的至少两组，各组均包括轴向间隔排布的至少两个射孔管。射孔管设有多个，能够实现分簇射孔，使得本技术的实验装置能够模拟出“多段分簇”的实际使用状态。进一步地，各射孔管上均设有用于封堵对应射孔的堵头，所述堵头为可溶解的可溶堵头。设置可溶堵头后，在浇筑人工岩石时，人工岩石的流体砂浆不会流动至射孔管中，从而堵塞部分或全部的射孔，导致无法进行射孔，或者导致压裂后的裂缝分布规律与实际相比有较大的失真。进一步地，所述人工岩石包裹所述模拟井筒，各进液孔处均设置有贯穿人工岩石的进液管。人工岩石完全包裹模拟井筒，浇筑时更加方便，而进液管的存在保证了能够注入液体。附图说明图1为本技术油气井分段压裂模拟实验装置实施例的示意图；附图标记说明：100-模拟井筒；11-上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油气井分段压裂模拟实验装置，其特征在于：包括模拟井筒和浇筑于模拟井筒外部的人工岩石，模拟井筒包括外管，外管轴向两端被盖板封闭且其中一个盖板上设有进液孔组件，进液孔组件用于供液体进入外管内，设定外管上下延伸且设有进液孔组件的一端为上端；/n外管设有上下依次间隔排布的至少两处射孔管，射孔管径向外延，射孔管的管壁上设有射孔；/n上端的盖板上设有一个或至少两个由内到外依次套装且轴向长度逐渐变小的注液管，各注液管的下端均固设有环形封堵件，环形封堵件的内侧与对应注液管相连，外侧固定于外管中相应的两处射孔管之间，以在外管中形成一个中心通道和至少一个环形通道，中心通道与最下端的射孔管相连，环形通道与上端的射孔管相连；/n进液孔组件包括与中心通道对应的中心进液孔，还包括与环形通道分别对应的偏心进液孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种油气井分段压裂模拟实验装置，其特征在于：包括模拟井筒和浇筑于模拟井筒外部的人工岩石，模拟井筒包括外管，外管轴向两端被盖板封闭且其中一个盖板上设有进液孔组件，进液孔组件用于供液体进入外管内，设定外管上下延伸且设有进液孔组件的一端为上端；
外管设有上下依次间隔排布的至少两处射孔管，射孔管径向外延，射孔管的管壁上设有射孔；
上端的盖板上设有一个或至少两个由内到外依次套装且轴向长度逐渐变小的注液管，各注液管的下端均固设有环形封堵件，环形封堵件的内侧与对应注液管相连，外侧固定于外管中相应的两处射孔管之间，以在外管中形成一个中心通道和至少一个环形通道，中心通道与最下端的射孔管相连，环形通道与上端的射孔管相连；
进液孔组件包括与中心通道对应的中心进液孔，还包括与环形通道分别对应的偏心进液孔。


2.根据权利要求1所述的油气井分段压裂模拟实验装置，其特征在于：外管具有上下依次排布的至少两个压裂段，各压裂段上分别设有对应的所述射孔管，相邻两压裂段之间分体固设，最上端的压裂段与上端的盖板固定相连，所述环形封堵件的外侧设于对应下方的压裂段上，下方的压裂段、压裂段上的环形封堵件以及环形封堵件上的注液管一体成型。


3.根据权利要求1所述的油气井分段压裂模拟实验装置，其特征在于：各处的射孔管设有多个，各处的射孔管分为沿周向均布的至少两组，各组均包括轴向间隔排布的至少两个射孔管。


4.根据权利要求1或2或3所述的油气井分段压裂模拟实验装置，其特征在于：各射孔管上均设有用于封堵对应射孔的堵头，所述堵头为可溶解的可溶堵头。


5.根据权利要求1或2或3所述的油气井分段压裂模拟实验装置，其特征在于：所述人工岩石包裹所述模拟井筒，各进液孔处均设置有贯穿人工岩石的进液管...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈灿，张文豪，张社朝，魏美涛，李兴应，刘永花，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司中原油田分公司石油工程技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11