[发明专利]一种评价防砂管冲蚀速率的方法及其专用装置

说明书

技术领域

本发明公开了一种室内评价防砂管冲蚀速率的方法及其专用装置。

背景技术

在弱固结砂岩油藏中，油层出砂一旦严重，此时危害不仅是形成砂堵影响油井产量，同时也会磨损抽油泵和抽油杆，增加清砂作业的工作量；油层出砂严重时会堵塞油井，使油井停产。机械筛管防砂是其选择的主要防砂工具之一。由于地层本身的地质属性和开采方式的不同，在油气田的生产过程中，现场的防砂方式选择不一样，经过数据调研，目前最常见的机械防砂方式有：割缝衬管、绕丝筛管、砾石充填、优质筛管和其他多种新型防砂筛管。对于油田防砂成功的关键主要不仅在于防砂方式和参数的选择，筛管性能的好坏对防砂的质量、成本和油井的产量等都有很大的影响，在油田生产现场筛管长期使用过程中，由于冲蚀引起筛管的防砂精度增大甚至掉块等现象而致使防砂失败常有发生，一旦筛管失效将导致油井整个防砂作业的失败。筛管在钻采作业中的损坏形式主要表现是冲蚀磨损失效，导致筛管冲蚀磨损失效的主要因素有生产压差、生产过程中的原油含砂浓度、含砂粒度分布以及生产井中的腐蚀性气体引发的损坏失效等双重因素造成的。由于现场使用的筛管具有其特定的形状及其组合方式，相对于不同完井方式来说，在砾石充填情况下，一般相配套使用的割缝筛管、绕丝筛管或优质筛管会在外层砾石的渗流保护下降低相对应的冲蚀，而在定向井、大位移井或者水平井中，当其砾石充填不均匀甚至筛管上表面未充填砾石的情况下，即与筛管独立完井的方式一样，让筛管直接面对含砂流体对其冲击。目前对筛管冲蚀速率的评价方法多是凭经验，具有很大的局限性。同时在防砂方式的选择上主要考虑的是防砂初期的产量和出砂量，从未考虑在长远生产过程中筛管损坏及其损坏后的产量及出砂量。最优的防砂措施是既要考虑初期防砂成果，更重要的是考虑长远防砂的效应，提高筛管的长期使用寿命，提高防砂后的油井经济指标高。要达到这个目的，不仅需要优选完井时的防砂方式及参数，更要考虑防砂管在生产过程中不同地层参数及生产条件下的使用寿命及生产效率。因此，需要研制出一种能在实验室内进行评价防砂管冲蚀速率的装置，用于评价防砂管长期的防砂效果及寿命。

发明内容

本发明的目的是：为了提供一种室内评价防砂管冲蚀性能的方法及其专用装置，利用现场所用筛管加工成筛管片进行实验，这样可以避免在节省现场的实验费用和时间，特提出一种评价防砂筛管冲蚀性能的方法及其专用装置。

为了达到上述目的，本发明为解决此问题所采用的技术方案是：本发明的目的是提供一种室内评价防砂管冲蚀性能的方法及其专用装置，本发明所提供的室内评价防砂管冲蚀速率装置，为一整套流体循环装置，其中包括循环液储备罐1、高压泵2、压力表3、流量监控设备4、安全排气阀6、压力传感器7、密闭高压釜体8、油砂分离器9、数据采集系统10，其中冲蚀台架14、清洗喷嘴22、冲砂喷头15都安装在密闭的高压釜体8内。

所述高压釜体为了加工和清理沉砂的方便，将其分成多个部分进行加工，主要分为上底面压盖24，下底面为底座17，所述高压釜体的侧壁与其压盖24和底座17之间用螺栓固定连接，各部分之间都有密封圈垫连接。

所述高压釜体的侧壁桶9上设有五个进油口，其中四个进油口13与冲砂喷头15管汇相接，冲蚀台架14放在高压釜8中心，冲砂喷头15分别均布于冲蚀台架的四周，清洗喷嘴进油口23置于两个冲砂进油口的中间，五个进油口等高，清洗喷嘴22正对冲蚀试件21，来清洗由于长时间的实验过程中在冲蚀试件表面形成的泥饼，防止悬浮的砂粒在冲蚀试件表面形成泥饼后不能达到不间断冲蚀筛管片的作用，所述高压釜体8下底面设有出油口18，在高压釜底部预放置有一定量的砂，利用流体通过旋转喷嘴15将砂粒冲起，来建立混砂液，混砂液通过筛管试件21从出油口18流出，经过流量和砂量监测器25和油砂分离器9，其中油液再次回到循环液储备罐1中，形成整个循环。

所述压力检测系统分别包括高压釜体内和外相应的压力检测系统，在高压釜体内主要利用压力传感器7进行监测，测压点纵向上设置在高压釜体中部(与进油口的垂直高度相同)，其位置在高压釜内壁，内部测压点主要在冲蚀台架14内壁上，主要是为了测试防砂试件内外的压降。压力传感器7用于收集这些传感器的输出压力数据的数据采集系统10、数据存储器11组成，其中，高压釜内壁上的传感器与冲蚀台架内壁上的传感器安装于相同的垂直高度，用于测高压釜环空和冲蚀台架内壁上的压力来模拟防砂管片的压降，即模拟生产过程中的生产压差。