[发明专利]一种页岩气水平井管内孔眼暂堵球座封测试装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种页岩气水平井管内孔眼暂堵球座封测试装置及测试方法，包括混料罐、循环泵、投球立管、传感器、多孔管柱模拟测试部分、废液罐，在模拟套管的周向方向设有多个射孔，所述各个射孔导流管沿模拟套管的径向方向设置，分别与其连接区域内的射孔相连通，所述汇流管与同一圆周方向的射孔导流管相连接，各汇流管的尾端与废液罐相连。本发明针对页岩气水平井套管内暂堵球座封效果进行模拟，获取不同暂堵球粒径、施工排量和炮眼开启程度条件下，暂堵球在套管炮眼处座封的时间、有效率、位置和孔眼压力波动，进而指导现场施工时暂堵球类型和投球时机的选择，促进液体转向，压裂开启新的裂缝。

技术领域

本发明涉及一种页岩气水平井管内孔眼暂堵球座封测试装置及测试方法，属于油气田勘探开发技术领域。

背景技术

页岩气作为新兴能源在国家能源体系中的地位越来越重要，涪陵气田供气已突破100亿方。水力压裂作为改造措施已成功应用于页岩气开发，压裂液作为工作介质能够有效造缝和携砂。裂缝作为页岩气生产的通道，改造体积决定了单井产量。采用投放暂堵球封堵部分炮眼可以有效提高井底压力，开启新缝进而提高改造效果。传统暂堵材料评价装置主要针对直井，未针对水平井进行研究，没有考虑重力作用和液体水平流态，不能实时获取封堵位置，无法掌握每个射孔孔眼内的压力变化；同时传统方法无法对每个射孔内液体流量进行控制，即无法模拟不同裂缝进液能力，对于上下层位裂缝张合能力的模拟不具有针对性。本发明通过水平管道模拟单簇射孔套管，每个射孔孔眼均可监测封堵效果与压力变化，同时可以根据上下层位变化设定每个孔眼的流量，进而有效模拟页岩气压裂过程中水平井暂堵球座封效果，对于获取封堵效果，优化暂堵球参数和施工工艺，为压裂提高更直接的参考数据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种页岩气水平井管内孔眼暂堵球座封测试装置及测试方法，该装置及测试方法能有效模拟页岩气压裂过程中水平井暂堵球座封效果，获取不同暂堵球粒径、施工排量和炮眼开启程度条件下，暂堵球在套管炮眼处座封的时间、有效率、位置和孔眼压力波动，进而优化暂堵球参数和施工工艺，为压裂提高更直接的参考数据。

本发明所采用的技术方案为：一种页岩气水平井管内孔眼暂堵球座封测试装置，其特征在于：包括混料罐、循环泵、投球立管、传感器、多孔管柱模拟测试部分、废液罐，所述循环泵的进液口与混料罐相连，出液口通过主管路与多孔管柱模拟测试部分相连，所述传感器及投球立管设置在主管路上，所述多孔管柱模拟测试部分包括模拟套管、多个射孔导流管、多个汇流管，在模拟套管的周向方向设有多个射孔，所述各个射孔导流管沿模拟套管的径向方向设置，分别与其连接区域内的射孔相连通，所述汇流管与同一圆周方向的射孔导流管相连接，各汇流管的尾端与废液罐相连。

按上述技术方案，所述射孔沿模拟套管外壁沿螺旋方向均匀布置，每个射孔对应连接一个射孔导流管，各个射孔导流管同样沿螺旋方向设置。

按上述技术方案，在各个射孔导流管上设有流量阀或/和压力传感器。

按上述技术方案，所述的投球立管的上部设有旋塞，下部有旋转阀门，与主管路通过三通连接。

按上述技术方案，所述射孔导流管内部为通孔，与模拟套管相连通。射孔导流管内径9毫米，小于暂堵球直径(10毫米或13.5毫米)，模拟套管内的暂堵球可卡紧于射孔导流管入口，实现座封。

按上述技术方案，在主管路上位于模拟套管的上游设有泄压阀。

按上述技术方案，混料罐包括搅拌器、料斗和罐体。

一种如上所述的一种页岩气水平井管内孔眼暂堵球座封测试装置的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

⑴混料罐内加水，按照现场配方配制减阻水或胶液，启动搅拌器充分搅拌，静置设定时间等待溶解。

⑵关闭投球立管旋转阀门，拧开上部旋塞，投入设计数量的暂堵球；拧紧旋塞，等待投球时机；