本发明专利技术公开了一种油井压裂井筒出砂规律评价装置及评价方法，属于油田开发技术领域，评价装置包括套管及内部管体，管体顶部与采出管路相连，套管下部一侧设有与注液管路及温控组件相连的耐压釜，耐压釜内设有填充沙砾的模拟裂缝；利用模拟井筒、油井及带有裂缝的基质地层，实现模拟油井压裂状态下的油井开采，进而模拟井筒出砂；通过计算套管出砂量及沉降砂量所占百分系数、管体口排砂量所占百分系数及模拟裂缝中滞留砂量所占百分系数。本发明专利技术能够模拟油井压裂后井筒出砂情况，确定压裂后生产的最佳温度及压力，可减少出砂造成的堵塞致使油井产量降低及其它不可逆的损害，以及减少井筒内设备的磨蚀以及堵塞、地面管线的磨蚀堵塞等损害。等损害。等损害。
【技术实现步骤摘要】
油井压裂井筒出砂规律评价装置及评价方法
[0001]本专利技术属于油田开发
，尤其涉及一种油井压裂井筒出砂规律评价装置及评价方法。
技术介绍
[0002]随着油气探勘以及油田开发技术的迅猛发展，近年来我国越来越多的油气资源被探测并实施开发。与此同时，随着国际石油需求量的持续增大，国际石油形势对于石油天然气的开发提出了更高的要求，油气资源的高效开发利用成为未来我国石油行业面临的首要为题。
[0003]我国地缘辽阔，境内的石油和天然气资源有着分布广、储量丰的特点，其中原油储层中疏松的砂岩储层占很大比重，一般都面临着高产砂和高采油成本的严峻挑战。对于油气开发而言，油气储层出砂是指在油气井开发的过程中，由于油气储层内岩石的胶结强度较低，同时由于开发前期的射孔压裂等工艺措施导致储层中靠近井筒地带的岩石层遭到破坏，伴随着地层流体对于岩石层的冲刷，最终导致地层砂粒随地层产出液一同运移的现象。油气储层出砂带来的危害巨大：
[0004]首先，地层出砂在油气储层的近井地带，极容易造成流通孔道的堵塞，降低油气的流通性能，随着地层砂在井筒附近的大量聚集，最终造成井眼的堵塞致使油井的产量降低甚至停产，同时在油井长时间生产后，出砂油井的近井地带将会出现大量的地层亏空，在加剧地层出砂的同时还会引起井壁坍塌等不可逆的损害。
[0005]其次，通过井筒的大量地层砂在随着产出液运移至地面的过程中，极易造成井筒内设备的磨蚀以及堵塞，致使抽油泵等地下设备失效无法完成抽油工作；最后，大量地层砂颗粒随产液被举升至地面，造成地面管线的磨蚀堵塞，同样会造成油气井的损害。由于压裂对地层的破坏，伴随着地层流体对于岩石层的冲刷，最终导致井筒出砂。
[0006]而生产过程中进行油井压裂是常用的方法，所以对油井压裂后井筒出砂规律进行研究是非常有必要的。而目前针对研究井筒出砂规律的评价装置及评价方法仍处于空白，亟需研发。因此，研发一种油井压裂井筒出砂规律评价装置，为油井开采过程中如何避免井筒堵塞提供科学指导。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是提供一种油井压裂井筒出砂规律评价装置及评价方法，旨在解决现有技术中无法评价油井压裂后井筒出砂规律，出砂堵塞井筒对油气井造成损害的技术问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：
[0009]一种油井压裂井筒出砂规律评价装置，包括用于模拟油井压裂井筒的套管，所述套管内设有用于模拟油管的管体，所述管体的底部与套管内腔连通，所述管体的顶部与采出管路相连，用于模拟采出油井内的液体；所述套管的下部一侧设有用于模拟基质地层的
耐压釜，所述耐压釜与注液管路及温控组件相连，用于控制耐压釜内压力及温度；所述耐压釜内设有能够填充不同成分不同含量沙砾的模拟裂缝，能够模拟井筒出砂情况。
[0010]优选的，所述采出管路包括采出管、抽液泵和储液箱，所述抽液泵设置于采出管上，所述抽液泵的进口侧的采出管上还设有止回阀和流量计，防止液体回流及便于测量液体流量。
[0011]优选的，所述管体的底部设有采出泵及连通管体及套管内腔的流道，方便将套管内的液体抽送至管体内。
[0012]优选的，所述管体与套管的顶部通过密封盖相连，所述采出管贯穿密封盖设置。借助密封盖使套管内部形成可以接受高压的密封环境。
[0013]优选的，所述耐压釜包括外壳及其内部的模拟基质地层，所述模拟裂缝设置于模拟基质地层的中部；所述外壳的侧壁夹层及模拟裂缝均与温控组件相连；所述注液管路与模拟裂缝连通，所述套管侧壁上设有与模拟裂缝连通的出砂口。
[0014]优选的，所述注液管路包括注液管和注液泵，所述注液泵设置于注液管上，所述注液管上还设有设置于注液泵出口端的压力计和止回阀，所述注液泵的进口端与储液箱相连。利用注液泵来控制耐压釜内的压力，使其形成高压环境，用于模拟不同的生产压力。
[0015]优选的，所述温控组件包括介质管和电控温水箱，所述介质管上设有流量计、止回阀和介质泵，通过介质泵将电控温水箱内恒温介质输送至外壳的侧壁夹层，用于调节模拟基质地层温度；所述介质管通过多个并联支管与外壳的侧壁夹层连通。
[0016]优选的，所述套管及耐压釜均设置于底座上，所述套管与底座为可拆卸连接；所述底座内设有与介质管相连的通道，用于向外壳底部侧壁夹层输送介质。
[0017]优选的，所述套管的底部设有沉降槽，用于沉积沙砾；所述沉降槽与套管为可拆卸连接。
[0018]本专利技术还提供一种油井压裂井筒出砂规律评价方法，采用上述油井压裂井筒出砂规律评价装置模拟井筒出砂情况，包括以下步骤：
[0019]计算套管出砂量：
[0020][0021][0022][0023]式中：μ—粘度，Pa
·
s；
[0024]T—温度，K；
[0025]q—流量，m3；
[0026]Δp—生产压差，MPa；
[0027]R
e
—雷诺数；
[0028]D—模拟裂缝半径，m；
[0029]L—模拟裂缝长度，m；
[0030]Q
t
—出砂量，m3；
[0031]A、B、C—Antoine型方程式中的经验常数；
[0032]预先向模拟裂缝中填充的沙砾量为m
s
，注液打压后模拟裂缝中滞留砂量为：
[0033]m
so
＝m
s
‑
m
s1
‑
m
s2
[0034]Q
t
＝m
s1
+m
s2
[0035]式中：m
s
—放入人工模拟裂缝的总砂量，m3；
[0036]m
s1
—套管底部沉降槽中沉降砂量，m3；
[0037]m
s2
—管体口排砂量，m3；
[0038]m
so
—模拟裂缝中滞留砂量，m3；
[0039]沉降槽中沉降砂量所占百分系数：
[0040]P1＝m
s1
/m
s
×
100％
[0041]管体口排砂量所占百分系数：
[0042]P2＝m
s2
/m
s
×
100％
[0043]模拟裂缝中滞留砂量所占百分系数：
[0044]P
o
＝m
so
/m
s
×
100％。
[0045]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术通过在模拟油井压裂井筒的套管内安装与之内腔连通的管体来模拟油管，将管体顶部与采出管路相连，能够模拟油井开采；在套管一侧安装耐压釜来模拟基质地层，并借助注液管路及温控组件来控制耐压釜内压力及温度；通过在耐压釜的模拟裂缝内填充不同成分不同含量沙砾来模拟油井压裂状态，进而模拟井筒出砂。本专利技术装置结本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种油井压裂井筒出砂规律评价装置，其特征在于：包括用于模拟油井压裂井筒的套管，所述套管内设有用于模拟油管的管体，所述管体的底部与套管内腔连通，所述管体的顶部与采出管路相连，用于模拟采出油井内的液体；所述套管的下部一侧设有用于模拟基质地层的耐压釜，所述耐压釜与注液管路及温控组件相连，用于控制耐压釜内压力及温度；所述耐压釜内设有能够填充不同成分不同含量沙砾的模拟裂缝，能够模拟井筒出砂。2.根据权利要求1所述的油井压裂井筒出砂规律评价装置，其特征在于：所述采出管路包括采出管、抽液泵和储液箱，所述抽液泵设置于采出管上，所述抽液泵的进口侧的采出管上还设有止回阀和流量计。3.根据权利要求2所述的油井压裂井筒出砂规律评价装置，其特征在于：所述管体的底部设有采出泵及连通管体及套管内腔的流道。4.根据权利要求2所述的油井压裂井筒出砂规律评价装置，其特征在于：所述管体与套管的顶部通过密封盖相连，所述采出管贯穿密封盖设置。5.根据权利要求2所述的油井压裂井筒出砂规律评价装置，其特征在于：所述耐压釜包括外壳及其内部的模拟基质地层，所述模拟裂缝设置于模拟基质地层的中部；所述外壳的侧壁夹层及模拟裂缝均与温控组件相连；所述注液管路与模拟裂缝连通，所述套管侧壁上设有与模拟裂缝连通的出砂口。6.根据权利要求5所述的油井压裂井筒出砂规律评价装置，其特征在于：所述注液管路包括注液管和注液泵，所述注液泵设置于注液管上，所述注液管上还设有设置于注液泵出口端的压力计和止回阀，所述注液泵的进口端与储液箱相连。7.根据权利要求5所述的油井压裂井筒出砂规律评价装置，其特征在于：所述温控组件包括介质管和电控温水箱，所述介质管上设有流量计、止回阀和介质泵，通过介质泵将电控温水箱内恒温介质输送至外壳的侧壁夹层，用于调节模拟基质地层温度。8.根据权利要求7所述的油井压裂井筒出砂规律评价装置，其特征在于：所述套管及耐压釜均设置于底座上，所述套管与底座为可拆卸连接；所述底座内设有与介质管相连的通道，用于向外壳底部侧壁夹层输送介质。9.根据权利要求2所述的油井压裂井筒出砂...
【专利技术属性】
技术研发人员：曲国辉，李博文，杜雨洋，李秀男，田薛彬，张子璐，贺伟中，白玉杰，刘义坤，曹广胜，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：
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