Установка для исследования модели прифильтровой зоны скважины Советский патент 1983 года по МПК E21B43/02 

2. Установка по п. 1, о т л ичающаяся тем, что,внутренняя поверхность камеры модели пласта, контактирующая с грунтом, выполнена с кольцевыми ребрами треугольного профиля.

I

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

Известна установка, содержащая модель пласта, выполненную ввиде камеры, заполненной грунтом, имитаторы обсадной колонны с перфорационными отверстями и фильтра, входные трубопроводы с переменными гидравлическими сопротивлениями, выпускной трубопровод и датчики давления fl .

Недостаток данной установки заключается в том, что она не позволяет изучать влияние плотности перфорации, взаимного расположения и поперечного сечения перфорационных отверстий на работу системы пласт перфорационные отверстия - фильтр в процессе эксперимента.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для исследования модели прифильтровой зойы скважины, содержащая модель пласта, выполненную в виде камеры, заполненной грунтом, входные трубопроводы с переменными гидравлическими сопротивлениями, выпускной трубопровод, имитатор обсадной колонны с перфорационными каналами, имитатор фильтр и датчики давления 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 скорости 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 повыщения достоверности полученных результатов при исследовании системы пласт - перфорационный канал-фильтр.

Поставленная цель достигается тем, что установка для исследования модели прифильтровой зоны скважины, содержащая модель пласта, выполненную в виде камеры, заполненной грунтом, входные трубопроводы с переменными гидравлическими сопротивлениями, выпускной трубопровод, имитатор обсадной колонны с перфорационными каналами, имитатор фильтра и датчики давления, снабжена механизмом перекрытия перфорационных отверстий имитатора 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 из которых гидравлически сообщена с входными 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 частичным вырезом; на фиг. 3 узел механизма перекрытия перфорационных каналов в обсадной колонне, разрез; на фиг. k - часть поверхности установки, контактирующей с грунтом, разрез.

Установка содержит модель пласта, выполненную в виде камеры 1, с перорированными перегородками 2 и сеткой 3, заполненную грунтом. Модель пласта выполнена с распределительной .31 камерой k, в которой установлены непроницаемые перегородки 5. Перфорированная перегородка 2, стенка распрелелительной камеры 4 и непроницае мые перегородки 5 образуют изолированные друг от друга п олости 6, обес печивающие плоско-радиальное течение потока в модели пласта. Кроме того, перфорированная перегородка 2с сеткой 3 препятствуют попаданию грунта в распределительную камеру k при под готовке пласта. Каждая из изолированных полостей распределительной камеры Ц сообщается с входными трубопроводами 7 через переменные гидравлические сопротивления, например дроссели 8. Дроссели 8служат для подачи исследуемой жидкости в каждую из изолированных полостей 6 распределительной камеры 4 с определенным расходом. Входные тру бопроводы 7 сообщаются с нагнетатель ной линией 9. На нагнетательной лини 9установлено переменное гидравличес кое сопротивление 10, обеспечивающее изменение объемной скорости закачки жидкости в модель пласта. В дне камеры 1 устанавливаются коаксиально имитёторы перфорированно обсадной колонны 11 и фильтра 12. Внутрення полость имитатора фильтра 12 сообщается с выпускным трубопроводом 13. В имитаторе обсадной колон ны 11 выполнены перфорационные отверстия И, снабженные штуцерами 15 имитирующими толщину цементного камня, в которых устанавливаются заслон ки 16 с отверстием. Каждая из заслонок 16 связана тягой 17 с приводом 18 их перемещения, расположенного вне камеры 1 и выполненного, например, в виде винтовой пары. На свобод ную поверхность грунта устанавливает ся диск 19. Между диском 19 и крышкой 20 камеры 1 размещаются упругие элементы 21, посредством которых обеспечивается имитация горного давления. В различных местах камеры 1, а также у перфорационных отверстий штуцеров 15 и в кольцевой полости 22 образованной имитаторами фильтра 12 и обсадной колонны 11 устанавливаются датчики 23 давления. Вся внутренняя поверхность камеры 1 и диска 19. контактирующая с грунтом, выполнена в виде кольцевых ребер 24 определенного профиля, например, треуголь5ного, с острыми углами Ы при вершине. Ребра 24 ориентированы перпендикулярно к направлению возможного про скальзывания фильтрационного 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 сопротивлением 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 песком фракционного состава, близким к фракционному составу исследуемого продуктивного интервала и подвергают ero уплотнению. На грунт устанавливают 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 зависимости от целей эксперимента. При определении влияния плотности перфорации, взаимного распределения и поперечного сечения перфорационных отверстий 14 на работоспособность системы пласт - перфорационные отверстия - фильтр и производительность скважины, эксперимент проводят следующим образом. При заданной плотности перфорации, взаимного расположения и поперечного сечения перфорационных отверстий 14 и заданном давлении замеряют расход прокачиваемой 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 выноса песка. На основании полученных в результате эксперимента данных выбирают оптимальную плотность перфо рации продуктивного интервала скважины, взаимное расположение и поперечное сечение перфорационных отверс тий при которых обеспечивается наибольшая производительность скважины при допустимом выносе песка. Для получения более достоверных результатов, при выявлении изменений происходящих в системе пласт-перфорационные отверстия-фильтр и изменений производительности скважины, при условиях различной npOHHuaeMOctH зон контура питания, эксперимент проводят следующим образом, При заданной плотности перфорации, взаимном расположении и попереч НО1 сечении перфорационных отверстий k и заданном давлении или расхо де прокачиваемой жидкости в нагнетательной линии 9 посредством дроссе-лей 8 регулируется расход рабочей жидкости, подаваемой в изолированные полости 6, контролируется интенсивность выноса песка и расход прокачиваемой жидкости на выходе из выпускного трубопровода 13 Данные, полученные в результате эксперимента, позволяют выбрать более рациональную сетку размещения эксплуатационных и нагнетательных скважин при разработке исследуемого месторождения. Изобретение позволяет получить значительНь1й экономический эффект за счет исключения эксперименталь- ных работ непосредственно в добывающих скважинах, увеличения межремонтного периода рабогы действующего фонда скважин и уменьшение эррозионного износа подземного и наземного оборудования.