[发明专利]测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田化学技术领域，具体涉及一种测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置，本发明还涉及这种模拟实验装置的测量方法。

背景技术

随着油田开发深度，广度的不断延伸，对油水井质量要求逐渐升高，特别是细分层注采工艺技术的实施以及三次采油技术的推广与应用，对油水层之间窜槽的治理越来越受到重视。油水井经过长时间的开采，套管出现变形、破损和漏失，再加上固井质量差和长期注水开采引起的层间矛盾导致窜槽现象不断加剧，油水井窜槽，特别是多层段的窜槽，会给油井生产和管理带来严重危害，主要表现在：一是不能对多油层进行分层开采；二是使油水井增产增注措施的全面实施受到一定的限制，严重影响油井正常生产；三是影响油田开发速度；四是降低油水井的使用寿命；五是影响油田最终采收率；六是给修井作业和管理造成麻烦，影响油田开发效益。为达到稳油控水的目的，使油田能够正常开发生产，封窜技术越来越受到人们的重视。

目前主要采用向窜槽部位挤入封窜剂，对窜槽部位进行有效封堵，降低窜槽对油气井生产的影响。然而，在现场施工过程中发现，根据吸水情况，封窜剂的用量设计半径可能大于重复补孔射孔枪的最大穿深，导致封窜后重复补孔射不透，造成层位报废。因此，有必要建立合理的物理模型，研究不同地层物性和施工参数条件下封窜剂侵入深度，分析不同的渗透率、温度、驱替压力以及驱替速度对封窜剂侵入深度的影响。该装置成功设计对模拟现场封窜，根据不同地层物性优化现场封窜施工工艺及施工参数具有重要意义。

发明内容

本发明的第一目的在于克服上述背景技术的不足，而提供一种测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置。本发明的模拟实验装置为根据不同的物性参数、施工参数以及物模实验数据建立了封窜剂侵入深度的预测模型，通过建立封窜剂侵入深度预测模型，对施工压力、施工排量、施工用量等施工参数进行了合理优化，对现场施工中封窜剂的侵入深度进行合理预测，确保封窜剂侵入深度＜1m，使得射孔枪可以射穿封窜地层。

本发明的第二目的在于提供这种测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置的测量方法，该测量方法简单易行，可模拟封窜剂在射孔通道及通道顶部的侵入状态，更为真实的模拟封堵剂在地层中的分布状态及侵入深度，有利于对施工压力、施工排量、施工用量等施工参数进行了合理优化。

为实现第一目的，本发明的测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置，包括呈中空圆柱形状的套管、设置在套管顶部与之固定连接的釜体、设置在套管底部用于对其进行支撑固定的底座、设置在套管内沿其轴向布置的填砂管、设置在釜体与填砂管之间用于连通两者的射孔通道、设置在填砂管内可沿其轴向上下滑动的压缩模块、以及设置底座上用于驱动压缩模块轴向滑动的千斤顶；

所述釜体的上部设置有与之密封连接的盖体，所述釜体与盖体之间围合形成用于容纳封窜剂的容纳腔，所述容纳腔通过贯穿盖体的第一管路与外界的增压泵连接；所述套管内沿其轴向设置有用于安装固定填砂管的固定套，所述套管内壁与固定套外壁之间围合形成用于模拟地层压力的压力腔，所述压力腔通过第二管路与外界的环压泵连接；

所述填砂管为顶端封堵、底端敞开的圆柱形管状结构，所述填砂管的顶端嵌入釜体底部与之固定连接，所述填砂管的底端向下延伸穿出套管的底部，所述压缩模块置入填砂管的底部与之周向密封连接；所述千斤顶的底部固定设置在底座上，顶部的伸缩端与压缩模块的底部固定连接；

所述固定套的顶端与釜体底部固定连接，所述固定套的底端与套管底部固定连接，所述固定套的内壁与填砂管的外壁贴合；所述固定套为由橡胶制成的中空圆柱形状橡胶固定套。所述套管的外壁上套设有用于对其内腔进行加热的加热装置。

上述技术方案中，所述釜体与盖体之间设置有密封圈，所述釜体的底部设置有清洗通孔，所述清洗通孔通过可拆卸的柱塞封堵。

上述技术方案中，所述套管的外壁上套设有用于对其内腔进行加热的加热装置。

上述技术方案中，所述千斤顶的底部设置有用于显示其压力值大小的压力表。

上述技术方案中，所述加热装置为环绕设置在套管外壁的环形加热装置。

上述技术方案中，所述盖体与第一管路的相连部、以及套管与第二管路的相连部均设置有快速接头。

为实现第二目的，本发明提供一种利用测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置进行测量的方法，包括如下步骤：

1)按实验配方将石英砂放入温度为102～110℃的恒温干燥箱中处理8～16h后，自然冷却至室温，将石英砂充分混合均匀；