Установка для исследования модели прифильтровой зоны скважины

 

союз советсних социАлистичесних

1ЕСПУБЛИН

>,59 е г1 в 3/ог

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ия

ГОСУДА1 СтвеНный нОМит т Ссср по дклАч изаьретяний и мн ытий (21) 3414203/22-03 (22) 31. 03.82 (46) О7.08.83.- Бюл, Ю 29 (72) В.А. Гиринский, А.Н. Закхеев, С.В. Логвиненко и И.Н. Гайнуллин (71) Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти "Соезтермнефть! (53) 622.245.543(088.8) (56) 1. Но1аап 6 В., "Ечаluation о1

control techn19Uås for vnneso11da.ted sl 1 ty Sands.. " Хагпа1 "Petrolenn

Technology" 1976, И 28, р. 974-984.

2. Авторское свидетельство. СССР

И 872730, .кл. E 21 В 43/l32» 1979 (прототип), (54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИОИЛИ ПРИФИЛЬТРОВОй ЗОНО СКВАЖИНЫ,, содержащая модель пласта, -выполненную в виде камеры, заполнен" ной грунтом, входные трубопроводы с переменными гидравлическими сопротив,SU„„103 735 . A лениями, выпускной трубопровод, имитатор обсадной колонны с перфорационными отверстиями, имитатор фильтра и датчики давления, о т л и ч а ющ а я с я тем, .что, с целью расширения диапазона исследований и повышения достоверности полученных результатов при исследовании системы пласт - перфорационное отверстиеФиаьтр, она снабжена .механизмом перекрытия перфорационных отверстий имитатора обсадной колонны, перфорированными перегородками, расположенными на периферии камеры модели пласта, и непроницаемыми перегородками, установленными по перимеру с внешней стороны перфорированных пе- регородок и образующими с последними и стенками камеры изолированные друг от друга полости, каждая иэ которых гидравлически .сообщена с входными трубопроводами.

2. Установка по и. 1, о т л и" ч а ю щ а я с я тем, что,внутренHRH поверхность камеры модели плас"

1033715 та, контактирующая с грунтом, вЫпол. мена с кольцевыми ребрами треуголь" ного профиля.

Изобретение относится к горной промышленности, .а точнее к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использована для исследования различных гидродинамических процессов на модели прифильтровой зоны скважины.

Известна установка, содержащая модель пласта, выполненную в виде камеры, эаполненной грунтом, имита" торы обсадной колонны с перфорационными отверстями и фильтра, входные трубопроводы с переменными гидравлическими сопротивлениями, выпускной трубопровод и датчики давления (1 1.

Недостаток данной установки за" ключается в том, что она не позволяет изучать влияние плотности перфорации, взаимного расположения и поперечного сечения перфорационных отверстий на работу системы пластперфорационные отверстия - фильтр в процессе эксперимента, Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для исследования модели прифильтровой эойы скважины, содержащая модель пласта, выполненную в виде камеры, заполненной грунтом, входные трубопроводы с переменными гид" равлическими сопротивлениями, выпускной трубопровод, имитатор обсадной колонны с перфорационными каналами, имитатор фильтр и датчики давле" ния 2).

Недостаток известной установки заключается в том, что она не позволяет изменять направления фильтра" ционного потока в прискважинной зоне и на контуре питания, расхода и ско" рости в каждом из перфорационных каналов имитатора обсадной колонны в процессе эксперимента, Так как в процессе работы скважины наблюдается изменение режима фильтрации жидкости в каждом конкретном перфорационном канале, вследствие кольматации даже одного из них

Целью изобретения является расширение диапазона исследований и повы, > шения достоверности полученных результатов при исследовании системы пласт — перфорационный канал-фильтр.

Поставленная цель достигается тем, что установка для исследования моде" ли прифильтровой эоны скважины, со"держащая модель пласта, выполненную в виде камеры, заполненной грунтом, входные трубопроводы с переменными гидравлическими сопротивлениями, вы>5 пускной трубопровод, имитатор обсад" ной колонны с перфорационными каналами, имитатор фильтра и датчики давления, снабжена механизмом перекры" тия перфорационных отверстий имита20 тора обсадной колонны, перфорированными перегородками, расположенными на периферии камеры модели пласта, и непроницаемыми перегородками, установленными по периметру с внешней стороны перфорированных перегородок и образующими с последними и стенками камеры изолированные друг от друга полости, каждая иэ которых гидравлически сообщена с входными

ЗО трубопроводами.

Кроме того, внутренняя поверхность камеры модели пласта, контактирующая с грунтом, выполнена с кольцевыми ребрами треугольного профиля.

На фиг. 1 изображена- установка, общий вид с частичным вырезом; на фиг. 2 - то же, вид сверху с частич ным вырезом; на фиг. 3 - узел механизма перекрытия перфорационных кана"

4о лов в обсадной колонне, разрез; на фиг. ч - часть поверхности установ" ки„ контактирующей с грунтом, разрез.

Установка содержит модель пласта, выполненную в виде камеры 1, с пер .; форированными перегородками 2 и сеткой 3, заполненную грунтом. Модель пласта выполнена с распределительной

715

3 1033 камерой 4, в которой установлены не» проницаемые перегородки 5. Перфорированная перегородка 2, стенка расоределительной камеры 4- и непроницаемые перегородки 5 образуют изолированные друг от друга полости 6, обеспечивающие.плоско" радиальное течение потока в модели пласта. Кроме того, перфорированная перегородка 2.с сет- . кой 3. препятствуют попаданию грунта >0 в распределительную камеру 4 при подготовке пласта.

Каждая из изолированных полостей 6 распределительной камеры 4 сообщается с входными трубопроводами 7 через 15 переменные гидравлические сопротивления, например. дроссели 8. Дроссели

8 служат для подачи исследуемой жидкости в каждую из изолированных полостей 6 распределительной камеры 4 20 с определенным расходом. Входные трубопроводы 7 сообщаются с нагнетательной линией 9. На нагнетательной линии

9 установлено переменное гидравлическое сопротивление 10, обеспечивающее 25 изменение объемной скорости закачки жидкости в модель пласта.

В дне камеры 1 устанавливаются коаксиально имитаторы перфорированной обсадной колонны 11 и фильтра 12.

Внутрення полость имитатора фил ьтра

12 сообщается с выпускным трубопроводом 13.- В имитаторе обсадной колонны 11 выполнены перфорационные от- . верстия 14, снабженные штуцерами 15

° 35 имитирующими толщину цементного камня, в которых устанавливаются заслонки 16 с отверстием. Каждая из эасло" нок 16 связана тягой 17 с приводом

18 их перемещения, расположенного

40 вне камеры 1 и выполненного, напри" мер, в виде винтовой пары. На свободную поверхность грунта устанавливается диск 19, Между диском 19 и крыш" кой 20 камеры 1 размещаются упругие элементы 21, посредством которых

45 обеспечивается имитация горного давления.

В различных местах камеры 1, а также у перфорационных отверстий 14 50 штуцеров 15 и в кольцевой полости 22, образованной имитаторами фипьтра 12 и обсадной колонны 11 устанавливаются датчики 23 давления. Вся внутренняя поверхность камеры 1 и диска 19, 55 контактирующая с грунтом, выполнена в виде кольцевых ребер 24 определенного профиля, например, треугольного, с острыми углами ct при вершине. Ребра 24 ориентированы перпендикулярно к направлению возможного проскальзывания фипьтрационного потока вдоль поверхностей, контактирующих с грунтом .и образуют сплошные перегородки. Канавки 25 между соседними ребрами 24 заполняются грунтом того же фракционного состава, что и камера 1. Высота h ребер 24 и шаг между ними выбираются из условия превышения гидравлического сопротивления потоку вдоль поверхностей ребер 24, над гидравлическим сопротйвлением между вершинами ребер 24.

Экспериментальные работы на установке проводят в следующей последовательности.

В камеру 1 устанавливают датчики

23 давления, имитаторы обсадной колонны 11 и испытуемого фильтра 12.

Фильтр 12 соединяют с выпускным трубопроводом 13. В пазы штуцеров 15 вставляют заслонки 16, которые соединяют тягой 17 с приводом 18 их перемещения. Загружают модель пескам фракционного состава, близким к фракционному составу исследуемого продуктивного интервала и подвергают,его уплотнению. На грунт устанавли вают диск 19, упругие элементы 21 и крепят крышку 20 к камере 1. Затем насыщают грунт пластовой жидкостью, например нефтью, и приступают к проведению эксперимента по определенной методике, составленной в за" висимости от целей эксперимента.

При определении влияния плотнас" ти перфорации, взаимного распределения и поперечного сечения перфорационных отверстий 14 на-работоспособность системы пласт - перфорационные отверстия - фильтр и производитель" ность скважины, эксперимент проводят следующим образом.

При заданной плотности перфорации, взаимного расположения и поперечного сечения перфорационных отверстий 14 и заданном давлении замеряют расход прокачиваемай жидкости и-контролируют интенсивность выноса песка.

В процессе эксперимента перекрывают полностью или частично определенное количество перфорационных отверстий

14 с помощью заслонок 16 связанных посредством тяг 17 с приводом 18, и снова замеряют расход прокачиваемой жидкости и контролируют интенсивность

1033715

°, °

° ° ° Ф °

° с ° ее °, °

Е ° ° с ° ° ° е

° б

1 ° ° ° ° ° °

° °

° °

° В ° ° ° ° ° . °

° ° ° В ° ° ° ° е ° с ° Ь ° °

° ° ° ° Ф °

В ° ° 1

° ° ° ° с с ° б с r ° °

1 Е ° ° ° 1 ...., °... ° Ч °

I ° 1 ° ° с ° 1 е В ° ° б ° ° с 1 ° е - ° 1r1 f i °

° 1 с В ° с ° °

Ф ° с с ° с 1

° 4 В ° 4

° 1 i 1 ° a ° ° В

° Ф с . ° с ° . ° ° °

° ° °

Ф е °

° 1

°, \ i

° ° ° 1 ° ° ° °

° \ ° °

1 В Ф °, ° . ° 11

° ° 1 ° °

° °,е ° е °

° ° ° ° ° В ° ° В

° В f ° ° °

° \ ° ° ° °

° ° ° ° ее °

° 1

r °, ° °

° 1 ° В °

° ° ° с В

° ° е е ° °

В 4

„1 е

°, ° с ° 1 В ° ° сФ °

° ° 1 ° с

° В ° ° ° е е

1 ° 1 ° °

В, с ° с ° с, ° с ° е ° е

° ° ° ° ° В ° ° с ° сФс

° е

° В Ф е °

° с °

° ° I e е т ° е °

° с ° е выноса песка. На основании полученных в результате эксперимента данных выбирают оптимальную плотность перфорации продуктивного интервала сква" жины, взаимное расположение и поперечное сечение перфорационных отверстий.,при которых обеспечивается .наисе .большая производительность скважины при допустимом выносе песка.

Для получения более достоверных результатов, при выявлении изменений, происходящих в системе пласт-перфо" рационные отверстия-фильтр и изменений производительности скважины, при условиях различной проницаемости зон контура питания, эксперимент проводят следующим образом.

При заданной плотности перфорации, взаимном расположении и поперечном сечении перфорационных отверстий 14 и заданном давлении или расходе прокачиваемой жидкости в нагнетательной линии 9, посредством дроссе лей 8 регулируется расход рабочей жидкости, подаваемой в изолированные полости 6, контролируется интенсив5 ность выноса песка и расход прокачиваемой жидкости на выходе из выпуск" ного трубопровода 13.

Данные, полученные в результате эксперимента, позволяют выбрать более рациональную сетку размещения эксплуатационных и нагнетательных скважин при разработке исследуемого месторождения.

Изобретение позволяет получить значительный экономический эффект за счет исключения экспериментальных работ непосредственно в добывающих скважинах, увеличения межремонт" ного периода работы действующего фон"

2О да скважин и уменьшение эррозионного износа подземного и наземного обору" дования.

1033715

Составитель Е, Молчанова

Ре актор А.. Ван ор Техред Ж.Кастелевич Корректор р ° сутяга

35 ираж 03 Подписное

8НИМПИ Государственною комитета СССР по делам изобретений и открытий 115ц 5 Рауаская наб. . 4/5 аказ 55

Ужгород, ул. Проектная,