Стенд для исследования процессов кольматации проницаемых пластов Советский патент 1992 года по МПК E21B33/138 E21B47/00 

сл

С

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к исследованию процессов кольматации проницаемых пластов. Цель изобретения - повышение достоверности исследования процесса кольматации. Стенд содержит испытательную камеру 1, кернодержатель (К) 4, узел 12 кольматации, линию нагнетания, линию всасывания, линию сливного сброса и байпасную линию. К 4 выполнен в виде съемного барабана на полом валу 20 и подвижным вокруг собственной оси, сообщающимся с линией нагнетания через регулируемый штуцер. К 4 может быть выполнен съемным в виде секционированной кольцевой кассеты либо в виде сплошной кольцевой кассеты. 4 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности для исследования процессов кольматации проницаемых пластов.

Известен стенд для исследования процессов кольматации проницаемых пластов, содержащий гидравлически связанные между собой испытательную камеру и размещенный в ней кернодержатель, насос линию всасывания, линию нагнетания, линию сливного сброса, байпасную линию и узел кольматации.

Данный стенд не позволяет получить достоверные результаты проводимых исследований вследствие отсутствия подобия процессов кольматации, протекающих на этом стенде и в реальных условиях бурения.

Цель изобретения - повышение достоверности исследования процесса кольматации.

Указанная цель достигается тем, что стенд для исследования процессов кольматации снабжен полым валом, регулируемым штуцером, подводящими каналами,кернодержатель выполнен в виде съемного барабана, установленного на полом валу с возможностью сообщениям линией нагнетания через подводящие каналы, причем полый вал соединен с линией нагнетания через регулируемый штуцер. Съемный барабан может быть выполнен в виде секционированной или сплошной кольцевой кассеты.

Стенд позволяет получить достоверные результаты проводимых исследований ввиду подобия процессов кольматации, протеО

о ю со

кающих на нем и в реальных условиях бурения.

На фиг.1 изображена схема стенда; на фиг.2 - испытательная камера, разрез: на фиг.З и 4 - съемный барабан, разрезы.

Стенд для исследования процессов кольматации проницаемых пластов содержит гидравлически связанные между собой испытательную камеру 1, состоящую из двух взаимоперпендикулярных труб 2 и 3, и размещенный в камере 1 кернодержатель4, насос 5, оборудованный компенсатором б давления и предохранительным клапаном 7, линию 8 всасывания, линию 9 нагнетания, линию 10 сливного сброса, байпасную ли- нию 11, узел 12 кольматации. Для привода насоса 5 используется электродвигатель 13, питающийся от электрошкафа 14.

Узел 12 кольматации перемещается вдоль оси трубы 2 камеры 1 посредством штурвала 15. Труба 2 имеет кольцевую перегородку 16с окном 17 для воздействия на керны в кернодержателе4. Кернодержатель 4 выполнен в виде съемного барабана - секционированной 18 или сплошной 19 кольцевой кассеты. Съемный барабан 18 и 19 устанавливается на полом валу 20 с воз- можн1эстью сообщения с линией 9 нагнета- ния через подводящие каналы 21, причем полый вал 20 соединен с линией нагнетания через регулируемый штуцер 22.

Труба 3 камеры 1 выполнена с фланцами 23 на концах. На одном из фланцев 23 установлены вращающийся превентор 24, ротор 25, который через коробку 26 передач соединен с электроприеодом 27, питающимся от электрошкафа 14. Привод ротора позволяет осуществлять изменение частоты вращения вала 20 с кернодержателем 4. Вращение от ротора 25 передается на квад- рат 28 и далее через вращающийся превентор 24 - чалу 20 с кернодержателем 4. Соединение квадрата 28 с нагнетательной линией 9 осуществляется посредством вертлюга 29. Перемещение кернодержателя 4 вдоль оси трубы камеры 1 осуществляется механизмом 30.

Использованная промывочная жидкость сбрасывается в приемную емкость 31. Параметры процесса кольматации измеряются с помощью системы приборов, вклю- чающей расходомер 32, манометры 33. Перепуск жидкости осуществляется с помощью крана 34 высокого Давления.

Стенд работает следующим образом.

Промывочная жидкость поступает из приемной емкости 31 по линии 8 всасывания в насос 5. При постепенном закрытии крана 34 на байпасной линии 11 расход жидкости на линии 9 нагнетания увеличивается до номинального. Линия 10 с предохранительным клапаном 7 является аварийной.

Жидкость, двигаясь по линии 9 нагнетания, разделяется на два потока: один - через штуцер 22, вертлюг 29, квадрат 28, вращающийся превентор 24 поступает в полый вал 20 (для создания противодавления со стороны скважины); другой поток направляется на узел 12 кольматации и воздействует на керн кернодержателя 4. При этом вал 20 с кернодержателем 4 вращается с заданной частотой и совершает поступательное движение с заданной скоростью вдоль оси трубы 3 камеры 1. Штурвалом 15 регулируется расстояние от уз л а 12 кольматации до поверхности кернов в кернодержа- теле 4. Использованная промывочная жидкость сбрасывается по линии 10 в приемную емкость 31.

На предлагаемом стенде моделируются процессы кольматации, протекающие в реальных условиях бурения: вращательно-по- ступательным движением полого вала 20 с кернодержателем 4 моделируется соответствующее движение устройства для кольматации в скважине с теми же частотой и механической скоростью; кольцевой перегородкой 16-условия растечения кольмати- рующего потока промывочной жидкости в реальной скважине. Съемный барабан в виде секционированной кольцевой кассеты 18 позволяет производить за одну операцию кольматацию многих кернов различной проницаемости, что, естественно, позволяет получить результаты исследований высокой степени достоверности. Использование барабана в виде сплошной кольцевой кассеты 19 позволяет исследовать величину фокального пятна кольматационного воздействия и характера растечения кольматирующего потока на стенке скважины при воздействии на нее. Например, после кольматационной обработки сплошной кольцевой керн в области воздействия кольматирующего потока разрезают по радиусу с малым шагом, определяют с помощью метода микроскопии глубину проникновения частиц кольматанта в керн, по полученным результатам определяют величину фокального пятна, характер растечения кольматирующего потока на стенке скважины.

Формула изобретения

ТТЛ7777 п

,

,Щ ЗГ 3TTJ7 w Ml I VL bi

Риг./

налы, причем полый вал соединен с линией нагнетания через регулируемый штуцер.

18