您现在的位置:首页 >> 最新动态 >> 实验室动态 >> 内容

PSCCL实验室完成新一轮固体控制实验系统建设

发布者:PSCCL  发布时间:2022-12-31 15:16:01

2022年以来,高效开采(防砂)完井实验室完成2套实验系统的升级改造和 3套实验系统的新增建设,使得实验室在不同类型地质能源储层的固体控制与流固管理领域具备了更为全面的实验条件,全面支撑实验室承担的各类科研项目的顺利实施。

完成更新换代的两套实验系统分别为“大尺度非均质储层砂液产出模拟与开采完井综合模拟平台”和储气库/注水井/地热交替注采出砂与控砂模拟实验平台”。新增建设的套实验装备分别为中高渗储层压裂充填固体颗粒返吐控制实验系统”、中高渗储层真三轴压裂充填模拟实验系统”和“海上充填施工管柱冲蚀流动综合模拟评价实验系统”。

 

升级改造:大尺度非均质储层砂液产出模拟与开采完井综合模拟平台(专利 ZL202010233182.2

水平井砂水协同产出与控制及开采完井多功能实验系统能够实施水平井非均匀出水剖面及其动态演化模拟、出砂剖面及其动态演化模拟、砂水协同产出剖面及其动态演化模拟、循环砾石充填防砂过程模拟、管外地层挤压充填防砂施工过程模拟、控水控砂筛管性能测试、控砂控水水平井综合流动模拟多种实验模拟。

该实验系统能够模拟长井段水平井砂水产出剖面的非均质性及其动态演化过程,以及模拟储层非均质性对砾石充填作业、防砂后的储层渗流阻力、控砂控水筛管综合性能的综合影响。考虑上述综合影响的实验模拟非常有助于模拟长井段水平井的非均匀砂水产出剖面及其变化规律,找准确水平井出砂出水高流速位置,使防砂控水有的放矢,提供水平井控砂控水效果;基于实验模拟的结果拟合有助于得到更加准确的数学模拟计算结果,对于提高水平井流动阻力预测、砾石充填效果预测、控水防砂与开采完井参数优化结果具有直接帮助。

该实验系统完成关于水平井砾石充填、出砂出水剖面模拟、控砂控水与砂水协同控制评价综合实验模拟,具体试验功能包括:

(1)非均质储层水平井出液(水)剖面及其动态演化模拟实验
(2)非均质储层水平井出砂模拟与出砂剖面及其动态演化模拟实验
(3)非均质储层砂液协同产出规律(剖面及其动态演化)模拟实验
(4)长井段水平井生产径向入流和变质量流动耦合综合模拟实验
(5)水平井控水筛管控水性能测试实验
(6)水平井控砂筛管综合防砂性能测试实验
(7)水平井筛管砂水协同控制模拟及性能测试实验
(8)水平井管内循环砾石充填过程模拟实验
(9)水平井管外地层挤压充填模拟实验
(10)水平井管外挤压-管内循环一体化充填模拟实验
(11)其它相关的实验测试与模拟

■ 升级改造:储气库/注水/地热大尺度交替生产出砂模拟平台

针对储气库、注水井、地热注采井,建设岩心级、可视化小尺度、中尺度、大尺度出砂过程模拟实验系统,目前正在陆续建设完善中。该系统能够模拟储气库、注水井、地热注采井的注入和生产过程中的出砂和防砂过程,揭示出砂机理,优化控砂参数。




■ 新增建设:中高渗储层压裂充填固体颗粒返吐控制实验系统

为契合实验室研究领域向压裂增产控砂领域扩展延伸的需求提供综合实验平台支撑,,建设实验系统用于模拟中高渗储层压裂防砂后裂缝充填带、塑性挤压充填带、非充填地层等不同区域的支撑剂和地层砂粒返吐机理、规律以及控制优化。该系统具备压裂充填防砂性能测试功能,用于模拟压裂充填防砂后地层流体携带地层砂对裂缝内充填层侵入、堵塞、挡砂过程,利用流量、压差、导流能力随时间的变化和堵塞动态变化数据评价充填层的综合挡砂效果。

实验系统能够满足压裂增产控砂工程作业和生产过程实验模拟,并满足未来功能扩展和更新需求。总体功能满足全部压裂增产控砂工程作业和生产过程实验模拟,具体要求能够实施如下模拟实验:

 (1) 压裂增产控砂作业后充填砾石的返吐过程模拟实验;

 (2) 地层流体携带地层砂对裂缝内充填层侵入、堵塞、挡砂过程模拟实验;

 (3) 不同裂缝参数(缝宽、裂缝角度、闭合应力)综合性能评价实验;

 (4) 不同类型充填砾石综合性能评价实验;

 (5) 裂缝支撑剂返吐控制模拟实验;

 (6) 其它相关的实验测试与模拟。


 

■ 新增建设:中高渗储层真三轴压裂充填模拟实验系统

该系统模拟疏松砂岩储层水力压裂、压后支撑剂注入以及压裂充填井生产过程,研究疏松砂岩储层裂缝生成与延伸机理及规律,裂缝内支撑剂注入充填规律以及压后生产过程中的地层砂/支撑剂产出机理及规律。具备如下功能特点:

 (1) 针对模拟岩心,同时实现三轴应力加载和通过模拟井筒高压注入流体和支撑剂(固体颗粒材料)的模拟;确保高压泵注条件下黏性流体和支撑剂的安全注入;

 (2) 实现对模拟岩心反向注入模拟,即流体从岩心流入模拟井筒的过程,以模拟压裂充填井生产过程。

 (3) 主体单元能够容纳不同尺寸的正方体岩心,满足最大尺寸20cm的岩心的测试; 

 (4) 三轴载荷装置最大加载量达20-30MPa;

 (5) 装置操作要简便,模拟岩心放入/取出操作的方便性。



具体功能包括:

 (1) 弱胶结储层出砂亏空形态模拟实验

 (2) 弱胶结疏松岩石破坏模式(塑性挤压、破裂)模拟实验

 (3) 弱胶结储层挤压充填/压裂充填/复合充填形态模拟

 (4) 弱胶结储层充填作业-投产充填砾石-地层砂界面形成-失稳-运移过程模拟

 

■ 新增建设:充填施工管柱冲蚀流动综合模拟评价实验系统

该系统用于多层充填防砂工具冲蚀流动评价研究,能够实现多层充填防砂工具冲蚀流动模拟评价研究:

 (1)能够实现不同角度、不同流速与不同砂比等情况下的单孔侧面冲蚀实验评价,揭示不同金属材料冲蚀损坏机理与规律

 (2)能够模拟不同条件下混砂液在充填工具中的沉积情况,观察沉积形态与沉积量,为解决管内沉积造成上提管柱困难提供思路

 (3)能够模拟混砂液在充填工具管内环空的正反循环流动,测试摩阻,形成正反循环摩阻预测计算方法


 

高效开采(防砂)完井实验室续建设形成系统完备的出砂、防砂、携砂、增产、安全评价实验系统近20台套,面积约300余平方米,能够完成出砂、防砂、携砂、开采方面的机理及规律模拟实验。实验室与中国石油集团工程技术研究有限公司共建CPOE-UPC完井防砂联合实验室,与中海油田服务有限公司(中海油服,COSL)共建海洋石油工程联合研究院防砂完井联合实验室,是中海油服COSL-UPC联合研究院的5个联合实验室之一 。


欢迎扫码关注高效开采(防砂)完井实验室微信公众号。

 

 

维护:高效开采(防砂)完井实验室 | 电话:0532-86981910 | 邮箱:dongcy@upc.edu.cn

中国石油大学(华东)高效开采(防砂)完井实验室·山东省青岛市黄岛区长江西路66号

鲁ICP备05021531号-8 鲁公网安备 37021002000537号