[发明专利]一种稠油井防砂效果评价测试装置及评价测试方法

说明书

本发明为一种稠油井防砂效果评价测试装置及评价测试方法，其中，评价测试装置包括竖直设置的测试筒，测试筒的上端连接有气源，邻近腔室的底部水平设有支撑板，支撑板与腔室的底面之间留有一定间隙，在支撑板上方设有筛管过滤样件，在腔室内且位于筛管过滤样件的上方填充有混合均匀的模拟砂浆。测试筒的下端面设有与间隙构成的空间连通的出液口，测试筒的下端内壁形成直径向下渐缩且与出液口连通的锥孔，在出液口处设有排液阀，出液口的横截面积大于筛管过滤样件的过流面积，在测试筒的下方设有量筒。本发明制作成本低，实验周期短，能够模拟砂粒在筛管表面形成砂桥的过程，防砂原理与实际情况更接近，测试结果更加准确。

技术领域

本发明是关于油气井开采技术领域，尤其涉及一种稠油井防砂效果评价测试装置及评价测试方法。

背景技术

稠油井由于地层疏松及原油粘度高的原因，开采过程中普遍存在地层出砂问题。为了保证出砂井的正常开采，需要采用配套防砂措施。筛管防砂技术(即只利用筛管防砂)和砾石充填防砂技术(即利用筛管和砾石层的双重防砂)是目前应用最广泛的两种防砂技术。选择合适的防砂筛管和砾石尺寸，进行防砂工艺的优化设计，是保证防砂效果的前提。

目前，针对防砂筛管的选择和砾石尺寸的设计，主要是依靠经验公式计算和现场经验来确定，这种方式存在很大的局限性和不准确性。为了更科学地指导筛管防砂工艺的设计，研究人员研制出了多种评价筛管防砂效果的评价测试装置和评价测试方法。现有的防砂效果评价测试装置主要有两种类型：全尺寸筛管模型和防砂样件模型。这两种模型都是在筛管或防砂样件外侧填充模拟砂，然后注入模拟液，测试出砂量和压差变化来评价筛管的防砂效果。

其中，全尺寸筛管模型需要配套高压釜、高压泵、配液罐、数据采集系统等，利用这些设备主要是为了尽可能地模拟油井生产及防砂情况，用来模拟井下条件，配置模拟液和输送模拟液，但是，试验装置的加工难度和制作费用非常高，试验装置占地面积大，需要较大的试验空间，并且试验周期长、试验成本高、试验操作风险也较大。防砂样件模型需要精密的输液泵和数据采集系统，试验装置的制作费用也相对较高。而且，在实际工作中，经常要求2～3天完成防砂方案设计，采用现有的防砂试验装置进行筛管选择和砾石尺寸设计，需要较长的试验周期，难以满足设计的要求。

此外，这两种模型都是采用干混模拟砂填充后进行实验。模拟砂是采用不同粒径的砂粒按照地层砂的粒度分布配制出来的实验砂，这种配制方法在进行干混时，容易出现混砂不均的情况，导致实验结果出现较大的偏差。在实验过程中，经常出现由于混砂不均而导致的实验结果重现性较差的问题。而且，由于需要模拟油井的生产条件，需要利用高压泵等设备，目前只能预先填好模拟砂再注入液体进行实验，不能反映地层砂与筛管或砾石层接触时形成砂桥的过程，导致实验结果与实际情况存在一定偏差。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种稠油井防砂效果评价测试装置及评价测试方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稠油井防砂效果评价测试装置及评价测试方法，制作成本低，实验周期短，能够模拟砂粒在筛管表面形成砂桥的过程，防砂原理与实际情况更接近，测试结果更加准确。

本发明的目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种稠油井防砂效果评价测试装置，包括竖直设置且具有腔室的测试筒；测试筒的上端连接有能够向测试筒的腔室内输送气体的气源，邻近腔室的底部水平设有具有多个通孔的支撑板，支撑板与腔室的底面之间留有一定间隙，在支撑板上方设有筛管过滤样件，在腔室内且位于筛管过滤样件的上方填充有混合均匀的模拟砂浆；测试筒的下端面设有与间隙构成的空间连通的出液口，测试筒的下端内壁且位于支撑板的下方形成直径向下渐缩且与出液口连通的锥孔，在出液口处设有排液阀，出液口的横截面积大于筛管过滤样件的过流面积，在测试筒的下方且对应出液口处设有量筒。

在本发明的一较佳实施方式中，在筛管过滤样件上方还填充有砾石层。