[发明专利]固液两相条件下气泡上升速度的测试装置及测试方法

说明书

本说明书公开一种固液两相条件下气泡上升速度的测试装置及测试方法，该测试装置包括：用于将固相和液相的混合物混合均匀的搅拌部；与搅拌部相连通的模拟井筒，搅拌部搅拌均匀后的混合物能进入模拟井筒中；设置在搅拌部与模拟井筒之间的储砂部，储砂部设有储砂罐和过滤件，过滤件具有不拦截混合物中的固相的第一位置以及能拦截混合物中的固相的第二位置，过滤件处于第二位置时，混合物中的固相能进入储砂罐，进入模拟井筒中的混合物的固相含量改变；与模拟井筒相连通的气泡发生部，用于向模拟井筒中注入气泡；用于测量模拟井筒内气泡上升速度的观测部。本说明书所提供的模拟装置及测试方法能用于测试在固液两相条件下的气泡上升速度。

技术领域

本说明书涉及石油与天然气开采技术领域，尤其涉及一种固液两相条件下气泡上升速度的测试装置及测试方法。

背景技术

本部分的描述仅提供与本说明书公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

深部油气藏开发潜力巨大，然而深部油气藏多处于高温高压等复杂环境，且安全压力窗口窄，钻井过程中易发生气侵。若气侵处理不当，会导致井涌或井喷等钻井事故，损失巨大。气侵监测及处理技术一直被石油公司列为优先发展技术以防止特大井喷事故发生。气侵有效处理的关键在于井筒压力的准确预测和有效控制，而井筒压力的准确预测和有效控制依赖于井筒中气体上升速度的特性。准确预测气侵条件下气泡的上升速度对于优化压井施工方案意义重大。

现有技术中，对于气泡在纯液体中的上升速度特性研究较为充分。然而钻井过程中，井筒内存在大量的岩屑，气侵条件下，岩屑向下滑移和气泡向上滑移同时存在，气相和固相之间存在明显的相间作用力，固相颗粒会影响气泡上升速度。因此预测气侵条件下气泡的上升速度，不能仅研究气泡在纯液体中的上升速度，而是需要研究气泡在固液两相条件下的上升速度。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本说明书的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本说明书的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本说明书的一个目的是提供一种固液两相条件下气泡上升速度的测试装置及测试方法，能用于测试在固液两相条件下的气泡上升速度。

为达到上述目的，本说明书实施方式提供一种固液两相条件下气泡上升速度的测试装置，该装置包括搅拌部、模拟井筒、储砂部、气泡发生部和观测部。所述搅拌部用于将固相和液相的混合物混合均匀。所述模拟井筒与所述搅拌部相连通，所述搅拌部搅拌均匀后的混合物能进入所述模拟井筒中。所述储砂部设置在所述搅拌部与所述模拟井筒之间，所述储砂部设有储砂罐和过滤件，所述过滤件具有不拦截混合物中的固相的第一位置以及能拦截混合物中的固相的第二位置，所述过滤件处于所述第二位置时，混合物中的固相能进入所述储砂罐，进入所述模拟井筒中的混合物的固相含量改变。所述气泡发生部与所述模拟井筒相连通，用于向所述模拟井筒中注入气泡。所述观测部用于测量所述模拟井筒内气泡上升速度。

本说明书实施方式还提供一种利用如上所述测试装置测试固液两相条件下气泡上升速度的测试方法，包括以下步骤：

步骤S10：筛选具有预定粒径的固相颗粒，配置预定浓度的固相和液相的混合物；

步骤S20：将混合均匀的混合物输入模拟井筒中；

步骤S30：所述模拟井筒达到预定压力且混合物流动均匀后，向所述模拟井筒中注入气泡；

步骤S40：测量所述气泡的上升速度；

步骤S50：利用所述储砂部调节混合物的固相含量，重复上述步骤S30和S40。