一种模拟储层条件射孔孔道效能评价装置的制作方法

本技术涉及石油开采射孔测试，具体是一种模拟储层条件射孔孔道效能评价装置与方法。

背景技术：

1、射孔过程中聚能射孔弹爆炸形成的高能金属射流穿透套管和砂岩地层，形成联系储层与井筒的孔眼通道。爆炸形成的压力载荷挤压碎裂孔道周围的岩石骨架和颗粒，在孔道周围形成复杂的破碎和压实区，造成砂岩的孔隙度和渗透率损伤，导致油气井产能大幅下降。正确认识和评价射孔后的孔道效能，对于产品的优化设计以及提高油气井产量具有重要意义。

2、射孔孔道效能是孔道穿深、孔径、孔道形态及射孔后岩石靶流动效率的综合表征。目前，国内外油气井射孔弹研制单位和使用单位普遍采用钢靶和混凝土靶进行射孔检测和评价，这种检测方法主要衡量在地面条件下孔深、孔径等参数。常温/无压力条件与井筒环境的差异等使射孔孔深、孔径数据脱离现实，对射孔完井效果和储层产能的评价缺乏客观性。

3、目前，对射孔弹孔道效能的评价尚未有较为准确的装置和方法。因此，研究模拟储层条件下对射孔孔道效能评价具有重大的意义。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种模拟储层条件射孔孔道效能评价装置，以解决背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种模拟储层条件射孔孔道效能评价装置，包括耐温耐压容器、井筒模拟装置、储层模拟装置和压力腔体分隔装置，所述井筒模拟装置位于耐温耐压容器上半部，所述储层模拟装置与井筒模拟装置相连，所述压力腔体分隔装置安装在耐温耐压容器底部；储层模拟装置安装在耐温耐压容器中间，储层模拟装置与耐温耐压容器之间为围压空间；耐温耐压容器、井筒模拟装置、储层模拟装置和压力腔体分隔装置围成三个可独立调节的压力腔，且压力腔通过上下共四个接口调节压力和传输数据。

4、在上述技术方案的基础上，本实用新型还提供以下可选技术方案：

5、在一种可选方案中：所述耐温耐压容器包括上端压帽和筒体，上端压帽与筒体通过螺纹连接。

6、在一种可选方案中：所述压力腔体分隔装置上具有密封面，密封面通过公制螺纹扣型与筒体下段相连，保证筒体的密封性；压力腔体分隔装置上设置有施加围压介质的围压压力介质孔、施加孔隙压力介质的孔隙压力介质孔以及孔隙压力缓冲腔。

7、在一种可选方案中：所述储层模拟装置包括中间连接盖板、柱状岩石靶、靶套、靶体底座、下连接头和连接螺杆组成。所述靶体底座上有第一通孔，第一通孔与下连接头通过螺纹相连，下连接头为孔隙压力介质孔的加压通道，同时支撑起整个储层模拟装置，使储层模拟装置与筒体分隔开，形成围压压力腔体；下连接头上装有密封圈，保证孔隙腔体的密封性。

8、在一种可选方案中：所述的井筒模拟装置包括枪头、井筒部及单元枪；所述枪头上设置密封点火插针、温度传感器接口和井筒压力介质口；所述枪头同时对井筒模拟装置起到密封的作用；所述井筒部内设置加热元件；所述单元枪安装在井筒内部，单元枪由枪头、枪体、起爆传爆序列、射孔弹和射孔弹固定舱组成，其中，雷管通过炮线与密封点火插针连接形成完整的起爆线路；枪头与枪体通过螺纹连接，射孔弹固定舱上装配有密封圈并与枪体下端相连；单元枪与井筒部内壁之间形成模拟井筒空间。

9、在一种可选方案中：所述中间连接盖板是模拟实际套管结构和固井方式重要装置，中间连接盖板中部设置有两个第二通孔，两个第二通孔分为位于下部的小孔和位于上部的大孔，其中，小孔用于装配模拟水泥环，大孔用于装配模拟套管片；所述中间连接盖板既是井筒的底部密封装置，同时起到连接井筒模拟装置和储层模拟装置的作用。

10、还提供了一种模拟储层条件射孔孔道效能评价方法，包括模拟储层射孔试验和流动效率测试两个部分，具体包括以下步骤：

11、步骤1：根据实际储层条件选用具体岩性的岩心，并设置对应的温度，围压、孔隙压力和井筒压力条件进行模拟储层射孔试验；

12、其中，模拟储层射孔试验的具体步骤包括：根据实际储层岩性选取制作柱状岩石靶安装在储层模拟装置中；将射孔弹和起爆传爆序列连接好后装入单元枪内，并通过枪头与井筒部螺纹连接；根据实际储层温度条件通过加热元件进行加热到预定值；根据实际储层压力条件通过井筒压力介质、围压压力介质口和孔隙压力介质口进行加压到预定值，待到孔隙压力表得压力值达到预孔隙压力稳定不下降后，说明岩心孔隙内流体饱和并达到预定孔隙压力；通过起爆装置对射孔弹进行起爆完成模拟储层温度压力条件下得射孔试验。

13、步骤2：在模拟储层射孔试验后，将围压腔体、孔隙压力腔体和井筒压力腔体内的压力卸掉；

14、步骤3：在孔隙压力介质口上装上流量计；

15、步骤4：设置实际地层条件下的温度；

16、步骤5：通过井筒模拟装置在井筒压力介质口进行加压，该压力为模拟储层的设计驱替压力；

17、所述驱替压力为根据实际储层地层压力与井底压力的差值计算获得，如式1所示。

18、pdrive＝pe-pwell  (式1)

19、式中，pdrive为驱替压力，mpa；pe为地层压力，mpa；pwell为井筒压力，mpa。

20、步骤6：通过筒体下端围压压力介质口进行加压，该压力为模拟储层岩石受到的有效应力；

21、所述有效应力为储层上覆岩石压力和储层孔隙压力差值。

22、

23、式中peff为有效应力，mpa；为上覆岩石压力，mpa；ppore为孔隙压力，mpa。

24、步骤7：通过流量计记录岩心流量与时间的数据。

25、所述步骤3-步骤7也可在模拟储层射孔试验前对岩心进行流动效率测试，从而通过对比射孔前后的流动效率进行射孔效能的评价。

26、步骤8：将射孔后的岩心提出，利用工业ct扫描对岩心进行全尺寸的扫描，确定射孔孔道的深度、孔径以及孔道的清洁程度，并结合流动效率测试结果进行射孔效能的综合评价。

27、相较于现有技术，本实用新型的有益效果如下：

28、本实用新型提供的模拟储层条件射孔孔道效能评价装置，通过简易的机械结构设计，实现了模拟实际储层耐温耐压条件，其中，上腔体模拟储层井筒压力和井筒温度，储层模拟装置内形成孔隙压力腔体模拟岩心孔隙压力，耐温耐压容器内部形成围压空间模拟上覆岩石压力，三个压力腔室可独立调节，且在射孔试验后重新调整加压介质和压力进行岩心射孔后的流动性测试。有效克服了现有技术中模拟储层条件单一或不充分，装置功能单一的不足。

29、本实用新型提出的装置有效解决在地面条件下模拟实际储层温度和复杂的压力条件下得射孔试验以及岩心流动效率测试，且操作简单、实用性强。

技术特征：

1.一种模拟储层条件射孔孔道效能评价装置，包括耐温耐压容器、井筒模拟装置、储层模拟装置和压力腔体分隔装置，其特征在于，所述井筒模拟装置位于耐温耐压容器上半部，所述储层模拟装置与井筒模拟装置相连，所述压力腔体分隔装置安装在耐温耐压容器底部；储层模拟装置安装在耐温耐压容器中间，储层模拟装置与耐温耐压容器之间为围压空间；耐温耐压容器、井筒模拟装置、储层模拟装置和压力腔体分隔装置围成三个可独立调节的压力腔，且压力腔通过上下共四个接口调节压力和传输数据；

2.根据权利要求1所述的模拟储层条件射孔孔道效能评价装置，其特征在于，所述储层模拟装置包括中间连接盖板、柱状岩石靶、靶套、靶体底座、下连接头和连接螺杆组成；所述靶体底座上有第一通孔，第一通孔与下连接头通过螺纹相连，下连接头为孔隙压力介质孔的加压通道，靶体底座用于支撑起整个储层模拟装置，使储层模拟装置与筒体分隔开，形成围压压力腔体；下连接头上装有密封圈。

3.根据权利要求2所述的模拟储层条件射孔孔道效能评价装置，其特征在于，所述的井筒模拟装置包括枪头、井筒部及单元枪；所述枪头上设置密封点火插针、温度传感器接口和井筒压力介质口；所述井筒部内设置加热元件；所述单元枪安装在井筒内部，单元枪由枪头、枪体、起爆传爆序列、射孔弹和射孔弹固定舱组成，其中，雷管通过炮线与密封点火插针连接形成完整的起爆线路；枪头与枪体通过螺纹连接，射孔弹固定舱上装配有密封圈并与枪体下端相连；单元枪与井筒部内壁之间形成模拟井筒空间。

4.根据权利要求1所述的模拟储层条件射孔孔道效能评价装置，其特征在于，中间连接盖板中部设置有两个第二通孔，两个第二通孔分为位于下部的小孔和位于上部的大孔，其中，小孔用于装配模拟水泥环，大孔用于装配模拟套管片。

技术总结
本技术公开了一种模拟储层条件射孔孔道效能评价装置，涉及石油开采射孔测试技术领域，该装置包括耐温耐压容器、井筒模拟装置，储层模拟装置，压力腔体分隔装置；所述井筒模拟装置位于耐温耐压容器上半部，所述储层模拟装置与井筒模拟装置通过螺杆连接，所述压力腔体分隔装置位于耐温耐压容器底部。储层模拟装置安装在耐温耐压容器中间，储层模拟装置与耐温耐压容器之间为围压空间。该装置有效解决了常规射孔试验结果与实际井下结果差异大的问题，实现了模拟油藏实际条件射孔及流动效率测试，进而对射孔孔道效能与增产效果进行综合评价，从而对产品与射孔完井工艺优化进行指导。

技术研发人员：林立明,李必红,李尚杰,鲁坤,王峰,王喜,蒙春学,杨翕智,王浩,田斌,张医奎,李奥威,杨佳乐,柳茜茜,陈政
受保护的技术使用者：物华能源科技有限公司
技术研发日：20221107
技术公布日：2024/1/13