【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油气田开采模拟实验，具体涉及一种井筒内二氧化碳携砂运移装置及分析方法。
技术介绍
1、随着人类社会的不断进步，世界各地石油资源的持续开采，常规油气藏的开采以及储量不再能够满足世界对油气资源的发展需求，与此同时油气资源的开采技术在不断地进步，非常规油气藏的开采日益得到重视。而大多数非常规油气藏储层具有低孔低渗，非均质性及水敏性较强的特征，因此对储层进行压裂改造是最有效的方法。以液态或超临界态二氧化碳作为携砂液进行储层改造是一种行之有效的方法，但其本身具有的低粘特性导致其在井筒中的携砂性能受到严重制约，不利于支撑剂在井筒中的运移。因此分析井筒内支撑剂在纯二氧化碳和含二氧化碳增稠液的携砂液中运移特性，揭示二氧化碳增稠液提高支撑剂井筒运移效率机理，针对不同作业参数优选水碳比提高携砂液携砂性能具有重要的研究意义。
2、现有技术中，对于井筒中携砂液携砂运移过程的模拟装置仅设计固液或气液两相流动，无法准确模拟实际生产过程中井筒内的三相流动过程，实验数据存在偏差。
技术实现思路
1、针对上述的缺陷或不足，本专利技术提供了一种井筒内二氧化碳携砂运移装置及分析方法，旨在解决现有模拟装置无法准确模拟井筒内的三相流动过程，实验数据存在偏差的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种井筒内二氧化碳携砂运移装置，其中，井筒内二氧化碳携砂运移装置包括井筒模拟装置、三相流混合装置和数据分析装置，井筒模拟装置包括模拟井筒以及设于模拟井筒入口端的三相混合泵，三相混合泵用于
3、根据压力数据、电阻率和运移图像中的至少一者对三相混合流体的携砂性能进行评价。
4、在本专利技术实施例中，检测组件包括多个压力传感器，多个压力传感器沿模拟井筒的长度方向依次间隔设置，数据分析仪分别与多个压力传感器通讯连接，根据压力数据、电阻率和运移图像中的至少一者对三相混合流体的携砂性能进行评价包括：
5、接收多个压力传感器检测的压力数据；
6、根据相邻两个压力传感器的压力数据计算压力变化值；
7、根据压力变化值对三相混合流体的携砂性能进行评价。
8、在本专利技术实施例中，井筒模拟装置还包括抬升机构以及用于承载并固定模拟井筒和三相混合泵的安装平台，抬升机构与安装平台远离三相混合泵的一端驱动连接，以用于调节安装平台的俯仰角度；
9、和/或，检测组件还包括电阻检测器，电阻检测器设于模拟井筒内并与数据分析仪通讯连接，电阻检测器用于检测模拟井筒内的导电率，根据压力数据、电阻率和运移图像中的至少一者对三相混合流体的携砂性能进行评价包括：
10、根据电阻检测器测量的电阻率确定模拟井筒内固相颗粒浓度；
11、根据固相颗粒浓度对三相混合流体的携砂性能进行评价。
12、在本专利技术实施例中，模拟井筒的筒壁设置为透明材料，固相输出模组用于输出携带有示踪剂的固相颗粒，根据压力数据、电阻率和运移图像中的至少一者对三相混合流体的携砂性能进行评价包括：
13、根据固相颗粒的运移图像计算固相颗粒的移动速度；
14、根据固相颗粒的移动速度评价三相混合流体的携砂性能。
15、在本专利技术实施例中，井筒模拟装置还包括钻杆和旋转电机，钻杆穿设于模拟井筒内，旋转电机设于模拟井筒远离三相混合泵的一端并驱动连接钻杆。
16、在本专利技术实施例中，井筒模拟装置还包括分设于模拟井筒两端的两个法兰盘，钻杆可转动地穿设于两个法兰盘的轴孔内，且两个法兰盘的轴孔相对两个法兰盘的盘心偏心设置。
17、在本专利技术实施例中，井筒内二氧化碳携砂运移装置还包括与模拟井筒的出口端连接的三相分离装置，三相分离装置用于分离三相混合流体中的液相、固相和气相，并分别连通液相输出模组、固相输出模组、气相输出模组的存储罐。
18、为了实现上述目标，本专利技术还提供一种井筒内二氧化碳携砂运移分析方法，方法应用于上述的井筒内二氧化碳携砂运移装置，包括：
19、开启液体输出模块的泵并打开对应的节流阀，以对模拟井筒内的气体进行驱替；
20、开启气体输出模块和固体输出模块的泵，并打开对应的节流阀，以配置实验流体；
21、使用检测组件以及图像拍摄器记录模拟井筒内的实验流体的运移状况；
22、使用数据分析仪对压力数据、电阻率和运移图像进行分析，以评价三相混合流体的携砂性能；
23、根据三相混合流体的携砂性能对三相混合流体的参数进行优选，其中，三相混合流体的参数包括水碳比。
24、在本专利技术实施例中，井筒内二氧化碳携砂运移分析方法还包括：根据数据分析仪内预存的数字孪生系统重构三维流场，以建立井筒数字孪生体；
25、获取生产工况数据，并通过井筒数字孪生体对井筒内的携砂运移过程进行预测，得到预测数据；
26、根据预测数据评价三相混合流体的携砂性能。
27、在本专利技术实施例中，根据数据分析仪内预存的数字孪生系统重构三维流场，以建立井筒数字孪生体包括：
28、将模拟井筒和三相混合流体的物理参数导入数字孪生系统的图像模型中；
29、将三相流混合装置的输出数据和数据分析装置的检测数据导入数字孪生系统的参数分析模型；
30、将图像模型与参数分析模型结合，建立井筒数字孪生体。
31、通过上述技术方案，本专利技术实施例所提供的井筒内二氧化碳携砂运移装置具有如下的有益效果：
32、当使用上述的井筒内二氧化碳携砂运移装置，由于包括井筒模拟装置、多相流模拟装置和数据分析装置，多相流模拟装置用于配置实验流体，具体包括气体输出模组、固体输出模组和液相输出模组三个输出模组，每个输出模组都设置有独立的存储罐、输送泵和流量计，根据实验参数，通过调节每个输出模组的节流阀开度可配置所需的实验流体，实验流体沿管线进入三相混合泵，由三相混合泵将实验流体泵送至模拟井筒内以模拟实际工况中携砂液携砂运移的过程，实验流体沿模拟井筒运移的过程中，通过数据分析装置的检测组件对模拟井筒内的压力数据以及三相混合流体的电阻率进行检测，通过图像拍摄器获取固相颗粒的运移图像，检测的数据发送至数据分析装置的数据分析仪中进行汇总处理，从而对三相混合流体的携砂性能进行评价，本专利技术所提供的二氧化碳携砂运移测控系统针对实际生产过程中井筒内的三相流动过程进行设计，使得模拟的实验环境更接近实际生产工况，保证实验数据的准确性。
33、本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种井筒内二氧化碳携砂运移装置，其特征在于，所述井筒内二氧化碳携砂运移装置包括：
2.根据权利要求1所述的井筒内二氧化碳携砂运移装置，其特征在于，所述检测组件包括多个压力传感器(11)，多个所述压力传感器(11)沿所述模拟井筒(1)的长度方向依次间隔设置，所述数据分析仪分别与多个所述压力传感器(11)通讯连接，所述根据所述压力数据、所述电阻率和所述运移图像中的至少一者对所述三相混合流体的携砂性能进行评价包括：
3.根据权利要求1所述的井筒内二氧化碳携砂运移装置，其特征在于，所述检测组件还包括电阻检测器(6)，所述电阻检测器(6)设于所述模拟井筒(1)内并与所述数据分析仪通讯连接，所述电阻检测器(6)用于检测所述模拟井筒(1)内的导电率，所述根据所述压力数据、所述电阻率和所述运移图像中的至少一者对所述三相混合流体的携砂性能进行评价包括：
4.根据权利要求1所述的井筒内二氧化碳携砂运移装置，其特征在于，所述井筒模拟装置还包括抬升机构以及用于承载并固定所述模拟井筒(1)和所述三相混合泵(4)的安装平台(7)，所述抬升机构与所述安装平台(7)远离所
5.根据权利要求1所述的井筒内二氧化碳携砂运移装置，其特征在于，所述井筒模拟装置还包括钻杆(2)和旋转电机(5)，所述钻杆(2)穿设于所述模拟井筒(1)内，所述旋转电机(5)设于所述模拟井筒(1)远离所述三相混合泵(4)的一端并驱动连接所述钻杆(2)。
6.根据权利要求5中所述的井筒内二氧化碳携砂运移装置，其特征在于，所述井筒模拟装置还包括分设于所述模拟井筒(1)两端的两个法兰盘(3)，所述钻杆(2)可转动地穿设于两个所述法兰盘(3)的轴孔内，且两个所述法兰盘(3)的轴孔相对所述两个所述法兰盘(3)的盘心偏心设置。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的井筒内二氧化碳携砂运移装置，其特征在于，所述井筒内二氧化碳携砂运移装置还包括与所述模拟井筒(1)的出口端连接的三相分离装置(12)，所述三相分离装置(12)用于分离所述三相混合流体中的液相、固相和气相，并分别连通所述液相输出模组、所述固相输出模组、所述气相输出模组的存储罐(15)。
8.一种井筒内二氧化碳携砂运移分析方法，其特征在于，所述方法应用于根据权利要求1至7中任意一项所述的井筒内二氧化碳携砂运移装置，包括：
9.根据权利要求8所述的井筒内二氧化碳携砂运移分析方法，其特征在于，所述方法还包括：
10.所述根据所述数据分析仪内预存的数字孪生系统重构三维流场，以建立井筒数字孪生体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种井筒内二氧化碳携砂运移装置，其特征在于，所述井筒内二氧化碳携砂运移装置包括：
2.根据权利要求1所述的井筒内二氧化碳携砂运移装置，其特征在于，所述检测组件包括多个压力传感器(11)，多个所述压力传感器(11)沿所述模拟井筒(1)的长度方向依次间隔设置，所述数据分析仪分别与多个所述压力传感器(11)通讯连接，所述根据所述压力数据、所述电阻率和所述运移图像中的至少一者对所述三相混合流体的携砂性能进行评价包括：
3.根据权利要求1所述的井筒内二氧化碳携砂运移装置，其特征在于，所述检测组件还包括电阻检测器(6)，所述电阻检测器(6)设于所述模拟井筒(1)内并与所述数据分析仪通讯连接，所述电阻检测器(6)用于检测所述模拟井筒(1)内的导电率，所述根据所述压力数据、所述电阻率和所述运移图像中的至少一者对所述三相混合流体的携砂性能进行评价包括：
4.根据权利要求1所述的井筒内二氧化碳携砂运移装置，其特征在于，所述井筒模拟装置还包括抬升机构以及用于承载并固定所述模拟井筒(1)和所述三相混合泵(4)的安装平台(7)，所述抬升机构与所述安装平台(7)远离所述三相混合泵(4)的一端驱动连接，以用于调节所述安装平台(7)的俯仰角度；
5.根据权利要求1所述的井筒内二氧化碳携砂运移装置，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：周蒙蒙，宋先知，孙一，许争鸣，祝兆鹏，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：
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