專利名稱：一種酸蝕裂縫導流能力的測試裝置及測試方法
技術領域：
本發明涉及一種用于測試油氣井酸蝕裂縫導流能力的測試裝置及測試方法。
背景技術：
壓裂酸化是碳酸鹽巖油氣藏重要的增產技術。酸壓設計是酸壓施工的基礎工作， 酸蝕裂縫導流能力的預測是酸壓設計的重要內容之一。影響酸蝕裂縫導流能力的關鍵因素包括裂縫壁面巖石溶蝕量及壁面酸蝕模式，即壁面刻蝕形態，兩因素主要受控于儲層性質、 酸液性質參數、酸液注入條件等參數。室內模擬實驗研究時，多使用旋轉巖盤(巖心片直徑 2.54 cm)和耐酸API標準導流室巖心板(巖心板最長處為17 cm)等小型裝置,通過酸液對巖芯壁面形成非均勻刻蝕，在施加閉合壓力使裂縫接觸后，由于非均勻刻蝕將形成溝槽狀或凹凸不一的裂縫壁面從而使得裂縫具備一定導流能力；因此，通過室內模擬實驗研究，分析和評價酸蝕裂縫導流能力的影響因子，并計算酸蝕裂縫導流能力大小，為酸壓設計的優化提供支持。目前對酸蝕裂縫導流能力的室內實驗模擬研究，尚存在如下不足(I)裝置所用巖心尺寸過小(巖樣最長17 cm)，致使酸蝕距離有限，所得結果僅能反映近井地帶酸液重復刻蝕的情況，對于預測酸蝕裂縫整體導流能力不夠準確；(2)由于巖樣尺寸過小，無法考察酸液粘性指進對酸蝕裂縫導流能力的影響；(3)巖樣水平放置，難以模擬重力對酸液流動和反應過程的影響。因此，有必要研制一種酸蝕裂縫導流能力的測試裝置并提供相應的評價方法，使其盡可能地實現對儲層真實狀況下酸蝕裂縫形態的模擬和不同環境條件下對酸蝕裂縫導流能力的測試，以此形成對酸壓優化設計的支持。
發明內容
本發明的目的在于為了準確模擬酸蝕裂縫導流能力，并考慮酸液粘性指進及重力對酸液流動反應過程及酸蝕裂縫導流能力的影響，特提供一種酸蝕裂縫導流能力的測試裝置及測試方法。為達到上述目的，本發明采取了以下技術方案一種酸蝕裂縫導流能力的測試裝置，由高壓恒流泵、儲液罐、平板夾持器、液壓泵、巖樣電加熱板、流量計、回壓閥、廢液罐、濾失液體計量容器、數據采集儀組成，其結構特征是平板夾持器單側設置2個盲道插入溫度傳感器A、溫度傳感器B，在平板夾持器外表面裝有巖樣電加熱板；在平板夾持器左端設置有4個進液孔，右端設置有4個出液孔，在左端進液孔及右端出液孔用管線連接有壓差傳感器，進液孔用耐酸耐高壓不銹鋼管線分別連接有儲液罐B及儲液罐C的下端，其上端連接高壓恒流泵，高壓恒流泵再與儲液罐A連接，出液孔用耐酸耐高壓不銹鋼管線連接流量計A及回壓閥A，管線終端插入廢液罐；平板夾持器在其與巖板接觸兩側的壁面上設置酸液濾失孔道A和酸液濾失孔道B，酸液濾失孔道A與酸液濾失孔道B用耐酸耐高壓不銹鋼管線連接流量計B、回壓閥B和濾失液體計量容器；高壓恒流泵、流量計、溫度傳感器、壓差傳感器均用數據線與數據采集儀相連接；平板夾持器由殼體、上蓋板、下蓋板構成，殼體內腔為巖板室，巖板室內放置有巖樣與不銹鋼板。上蓋板、下蓋板與殼體之間用緊固螺栓連接并密封， 上蓋板及下蓋板內嵌有聚四氟こ烯板。不銹鋼板邊緣為凹形密封槽，不銹鋼板與殼體內腔壁面及聚四氟こ烯板用內嵌于凹形密封槽的矩形密封圈密封；酸液濾失管線與不銹鋼板采用錐面密封，酸液濾失管線與殼體采用填料方式實現動密封；殼體為雙層鋼制結構，其中外層材質為高強度合金鋼，內襯材質為不銹鋼；平板夾持器用耐高壓管線連接液壓泵，液壓泵通過推動兩側不銹鋼板對巖樣形成夾持カ。本發明中，由巖樣電加熱板將平板夾持器、巖樣加熱升溫至模擬地層溫度；平板夾持器中殼體內腔所置巖樣之間放置墊片模擬裂縫寬度，并實時監測縫內流體壓カ和溫度； 巖樣兩端倒角形成喇叭ロ狀以模擬縫內酸液的線性流動；在出液孔管線和濾失管路上分別安裝有回壓閥以控制回壓。用本測試裝置進行酸蝕裂縫導流能力的測試方法，包含以下步驟首先將巖樣切割使其符合巖板室形狀，即幾何尺寸為長100. 0 cmX寬2. 5 cmX高28. 0 cm。在巖樣兩端進行倒角加工形成喇叭ロ狀；再將加工后的巖樣放置于巖板室內，用凍膠狀硅膠實現巖樣與巖板室接觸壁面間的密封。巖樣之間夾持鋅片，鋅片厚度即為模擬裂縫初始寬度，用緊固螺栓將上蓋板與殼體密封；然后啟動液壓泵推動活塞不銹鋼板為巖樣提供預定大小的夾持力，啟動巖樣電加熱板，將巖樣加熱升溫至模擬地層溫度，同時開啟壓差傳感器、溫度傳感器A、溫度傳感器B及數據采集儀；再打開高粘液儲液罐B，同時關閉酸液儲液罐C，調節回壓閥A，啟動高壓恒流泵，按設定流量向模擬裂縫區域注入高粘液體，待高粘液體注入達到擬定時間后，關閉高粘液儲液罐B，打開酸液儲液罐C、酸液濾失孔道A及酸液濾失孔道B， 調節回壓閥A、回壓閥B，啟動高壓恒流泵，按設定流量向模擬裂縫區域注入酸液對巖樣進行刻蝕；由數據采集儀記錄縫內溫度、壓力、流量及濾失液體量的實驗信息；最后待酸蝕實驗完畢后，利用液壓泵推動活塞不銹鋼板模擬不同大小的閉合壓力，采用清水作為流動介質測量不同閉合壓力下巖板室進出口兩端的壓カ和排量，采用平板間流動公式和達西流動公式聯立整理得到的式(I)作為實驗室計算酸蝕裂縫導流能力的計算公式
權利要求
1.一種酸蝕裂縫導流能力的測試裝置，由高壓恒流泵、儲液罐、平板夾持器、液壓泵、巖樣電加熱板、流量計、回壓閥、廢液罐、濾失液體計量容器、數據采集儀組成，其特征是平板夾持器(5)單側設置2個盲道插入溫度傳感器A (12)、溫度傳感器B (13)，在平板夾持器(5) 外表面裝有巖樣電加熱板(7);在平板夾持器(5)左端設置4個進液孔(8)，右端設置4個出液孔(9)，在左端的進液孔(8)及右端的出液孔(9)位置用管線連接壓差傳感器(14)，進液孔(8)用耐酸耐高壓不銹鋼管線分別連接儲液罐B (3)及儲液罐C (4)的下端，其上端連接高壓恒流泵(2)，高壓恒流泵(2)再與儲液罐A(I)連接，出液孔(9)用耐酸耐高壓不銹鋼管線連接流量計A(15)及回壓閥A(17)，管線終端插入廢液罐(19)中；平板夾持器(5)由上蓋板(22)、下蓋板(23)及殼體(24)構成，殼體(24)內腔為巖板室(25)，上蓋板(22)及下蓋板(23)與殼體(24)間用緊固螺栓(26)連接并密封，上蓋板(22)及下蓋板(23)內嵌聚四氟乙烯板(27);高壓恒流泵(2)、流量計A (15)、流量計B (16)、溫度傳感器A (12)、溫度傳感器B(13)、壓差傳感器(14)均用數據線與數據采集儀(21)連接；平板夾持器(5)兩側設置酸液濾失孔道A (10)及酸液濾失孔道B (11)，酸液濾失孔道A (10)與酸液濾失孔道B (I I) 用耐酸耐高壓不銹鋼管線連接流量計B(16)、回壓閥B(IS)和濾失液體計量容器(20);平板夾持器(5)用耐高壓管線連接液壓泵￠);不銹鋼板(28)的邊緣為凹形密封槽，用內嵌矩形密封圈將不銹鋼板(28)與殼體(24)壁面及聚四氟乙烯板(27)密封；酸液濾失管線與不銹鋼板(28)采用錐面密封，酸液濾失管線與殼體(24)采用填料方式實現動密封。
2.一種如權利要求I所述測試裝置的測試方法，其特征是先將巖樣(30)切割，使其形狀符合巖板室(25)的形狀，即尺寸為長100 cm、寬2. 5 cm、高28 cm，并將巖樣(30)兩端倒角加工形成喇機口狀；再將加工后的巖樣(30)置于巖板室(25)內，巖樣(30)與巖板室(25)接觸壁面間采用凍膠狀硅膠密封并固定；巖樣(30)間夾持鋅片(29)，鋅片(29)厚度即為模擬裂縫初始寬度；然后啟動液壓泵(6)推動活塞不銹鋼板(28)為巖樣(30)提供夾持力，啟動巖樣電加熱板(X)將巖樣(30)加熱升溫至模擬地層溫度，同時啟動溫度傳感器A(12)、溫度傳感器B(13)、壓差傳感器(14)及數據采集儀(17);再打開高粘液儲液罐 B (3)，同時關閉酸液儲液罐C (4)，調節回壓閥A (17)，啟動高壓恒流泵(2)，按設定流量向模擬裂縫區域注入高粘液體；待高粘液體注入時間達到擬定值后，關閉高粘液儲液罐B (3)， 打開酸液儲液罐C(4)、酸液濾失孔道A(IO)及酸液濾失孔道B(ll)，調節回壓閥A(17)及回壓閥B(18)，啟動高壓恒流泵(2)，按設定流量向模擬裂縫區域注入酸液對巖樣(30)進行刻蝕；由數據采集儀(17)記錄縫內溫度、壓力、流量及液體濾失量的實驗信息；最后，待酸蝕實驗完畢后，利用液壓泵(6)推動活塞不銹鋼板(28)模擬不同大小的閉合壓力，采用清水作為流動介質測量不同閉合壓力下巖板室(25)進出口兩端的壓力和排量，采用公式
全文摘要
本發明涉及一種用于油氣井酸蝕裂縫導流能力的測試裝置及測試方法。它能準確測試酸液粘性指進及重力影響下的酸蝕裂縫導流能力。其技術方案是平板夾持器單側設盲道插入溫度傳感器，外表面安裝巖樣電加熱板；平板夾持器左端設進液孔、右端設出液孔，進液孔及出液孔連接有壓差傳感器，進液孔用管線連接儲液罐及高壓恒流泵，出液孔用管線連接流量計、回壓閥及廢液罐；殼體內腔為巖板室，上下蓋板與殼體用緊固螺栓連接并密封；平板夾持器兩側設置酸液濾失孔道，再用管線連接流量計、回壓閥及濾失液體計量容器；平板夾持器連接液壓泵。本裝置模擬實驗真實反映了儲層性質、工作液性質及施工參數對酸蝕裂縫導流能力的影響，操作方便準確。
文檔編號E21B47/00GK102587886SQ20121007284
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者李小剛, 楊兆中, 陳星宇, 韓傳軍 申請人:西南石油大學