支撐劑導流能力測試儀

壓裂作業(yè)是油田生產(chǎn)中對低滲油藏增產(chǎn)改造的主要手段。壓裂作業(yè)的增產(chǎn)效果與支撐裂縫的導流能力密切相關(guān)，導流能力取決于裂縫的寬度和裂縫閉合后支撐劑的滲透率。因此，只有對不同來(lái)源的支撐劑在壓裂作業(yè)進(jìn)行優(yōu)選和質(zhì)量控制，才能保證佳的施工設計，導流能力測量?jì)x是對不同的支撐劑在壓裂作業(yè)進(jìn)行優(yōu)選和質(zhì)量控制測試的儀器，也可對工作液（壓裂液）對裂縫導流能力傷害情況作出評價(jià)。

二、儀器基本原理

裂縫導流儀是按照API標準研制的。它可在標準實(shí)驗條件下模擬井下壓力、溫度評價(jià)裂縫支撐劑對不同壓力液的導流能力，從而對各種支撐劑壓裂液進(jìn)行性能對比，測試方法如下：

1．用液壓機對裝有支撐劑的測試室施加不同的閉合壓力，使支撐劑處半穩定狀態(tài)。

2．對支撐劑層注入試驗液，通過(guò)各種傳感器和計算機定時(shí)采，對每一閉合壓力下的裂縫寬度、壓差等進(jìn)行計量。

3．用達西公式計算支撐劑層的滲透率和裂縫導流能力，對壓力液對導流能力的傷害作出評價(jià)。

4．重復此過(guò)程直到所要求的各種閉合壓力和流速都被評估；

5．將測試室加熱到油藏溫度，再對支撐劑層進(jìn)行測試。

三、儀器系統流程

本儀器由以下各部件組成：

1．符合API標準的線(xiàn)性流導流室（徑向流導流室）；測試面積64.5cm²,支撐劑上、下端可加巖模，附拆卸工具。

2．液壓機及壓力補償系統；

3．線(xiàn)性位移傳感器；

4. 試驗液體驅替系統，包括驅替泵及儲液容器等；

5. 壓差計、壓力傳感器；

6．回壓調節系統；

7．天平；

8．加熱及溫控系統；

9．真空系統；

10．自動(dòng)控制系統；

11．數據采集與處理系統。。

流程如圖所示（附后）：

四、主 要技術(shù)指標

1．液體流速范圍：0.01～20mL/min

2．測試壓力：大10MPa

3．操作溫度：室溫～200℃；±1℃

4．閉合壓力：0～120MPa；

5．支撐劑厚度：0.25～1.27cm；

6. 液體壓差：ΔP(0-10Kpa)，精度0.25%F.S；

7．氣體巖心壓力：P₁（0－100Kpa）、巖后壓力：P₂（0－100Kpa）、

8. 氣體流量計量程：0-500ml/min  0-30000ml/min

9. 導流能力：0-1200µm²_·cm

10. 滲透率: 0-3000µm²

11．位移：±20㎜，準確度±0.003㎜

12.工作流體：油、氣、水、壓裂液等。

五、主要技術(shù)特點(diǎn)

1．儀器自動(dòng)采集壓差、位移、流量、溫度等參數，并能自動(dòng)進(jìn)行數據處理，計算不同閉合壓力下的導流能力。

2．一種閉合壓力的三個(gè)流量試驗完畢后儀器能自動(dòng)轉到下一個(gè)閉合壓力，繼續實(shí)驗。

3．閉合壓力自動(dòng)補償，由于支撐劑變形或其它原因引起閉合壓力下降，壓力補償系統能自動(dòng)補償，維護閉合壓力在一定范圍內變化。

4．閉合壓力下三種流量自動(dòng)轉換，一種流量測試完畢后儀器自動(dòng)轉換到下一個(gè)流量進(jìn)行測試。

5.手動(dòng)與自動(dòng)兩種操作功能。

6．可模擬地層條件，采用巖模代替鋼板評價(jià)支撐劑導流能力

六、組成儀器各系統概述

6.1  無(wú)脈流柱塞泵

型號：NP－KX-1020     

流量調節范圍：0.01～20mL/min、工作壓力：20MPa、精度：＜±1%，工作電壓：220V±10%、50Hz±2Hz、功率消耗：75W。

與微機通訊接口，利用微機可直接控制泵的運行，在試驗過(guò)程中按照設定好的程序自動(dòng)變換測試流量，實(shí)現測試過(guò)程的自動(dòng)化。

6.2  壓力阻尼器

用于吸受由于泵的壓力波動(dòng)而引起壓差波動(dòng)。提高壓差的測試精度。

6.3  預熱器

在要求加溫的試驗中，為了保證試驗在所需的溫度下進(jìn)行，需對注入流體進(jìn)行預熱，確保注入流體與導流室溫度等保持一致，該預熱器加熱功率500W，控溫范圍：室溫～180℃。

6.4 導流室

    儀器使用的導流室嚴格按API標準規定的線(xiàn)性流導流室生產(chǎn)，支撐劑充層厚度0.25～1.27cm可調,測試面積64.5cm²，大載荷能力1200KN，工作溫度200℃、內部大壓力10MPa、上下活塞、金屬板、導流室均采用高強度不銹鋼材料制作，有一定的耐蝕能，具有很大的耐壓能力，確保在試驗壓力下不產(chǎn)生塑性變形，導流室濾網(wǎng)采用不銹鋼金屬粉沫壓制而成，厚度3mm，滯留顆粒粒徑小于65µm。

6.5  差壓傳感器

選用DP1300-A-C-2-S₂型差壓變送器，其量程10Kpa，精度0.2%F·S。該變送器使用對象為液體或氣體。

輸出：4～20mADC、電源：24VDC

6.6  真空系統

真空系統用于對導流室、管線(xiàn)內的氣體進(jìn)行排空，確保試驗在測試液?jiǎn)蜗蛄飨逻M(jìn)行，保證測試壓的穩定。

該系統由一臺2XZ-2型旋片式真空泵和一只真空緩沖容器組成。緩沖容器采用透明有機玻璃制作，抽空飽和水時(shí)，可一直抽至緩沖容器內有水出現為止。

6.7  天平

選用進(jìn)口BS4202S型精密電子天平。

該天平大量程4200g，精度0.01g，具有標準接口號計算機相連，可適時(shí)采集排出液體量，計算液體流量。

6.8  回壓控制系統

用于控制導流室出口壓力，該系統主要由頂部加載式回壓控制閥和調壓閥等組成。當導流室出口壓力達到回壓閥頂部控制壓力時(shí)，回壓閥自動(dòng)打開(kāi)泄壓，確保出口壓力恒定�？刂茐毫Ρ仨氂脷怏w控制，以確�？刂凭�度，控制壓力值由壓力表顯示。

6.9  液壓機

大載荷：1000KN、承壓板間大距離：300mm、活塞直徑：Φ185mm、大行程：50mm、功率 0.75KW、電源：380Ac  50Hz 。加載速度：3.54MPa/min。

6.10  壓力補償系統

由壓力補償泵、壓力變送器及控制電路板組成。壓力變送器不斷測量實(shí)際閉合壓力值并與設定的閉合值相比較，當閉合壓力值低于誤差標準時(shí)，控制電路將自動(dòng)啟動(dòng)補償泵補償，保持閉合壓力的穩定，補償泵的另一個(gè)作用是當閉合壓力需要上升至上一閉合壓力時(shí)，由補償泵自動(dòng)增壓并判斷。

6.11  位移計

采用GA-10（5CB－10C）型精密數字式位移計，該位移計由差動(dòng)變送器（LVDT）和電測儀組成。電測儀器由電子測量式線(xiàn)路和數字面板表等組成。

位移測量范圍：0～20mm、線(xiàn)性度〈0.05%、分辯率：0.003mm。

傳感器對靜電感應和電磁場(chǎng)具有較強的抗干擾能力。

6.12氣測滲透率調壓系統

用于氣測導流時(shí)氣體壓力的調節。

6.13選用D07型氣體質(zhì)量流量計

用于精確測量氣體流量，該流量計具有不因溫度或壓力的波動(dòng)而失準，重復性好，精度高，響應時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)。

重復精度：±0.2%F.S，準確度：±1%F.S，量程：500mL/min、3000mL/min.

6．14 壓力變送器

    用于氣體滲透測量時(shí)導流室進(jìn)口壓差的測定，選用DG1300型，精度：0.1%F.S，量程：100Kpa，輸出：4～20mA,電壓：24VDC。

6.15 數據采集控制與處理系統

該系統由通訊轉接卡PCI－8340 、通訊轉接卡MOSA C168/PCI，計算機、打印機及控制、采集處理軟件組成。

※ 用于自動(dòng)采集：

1.導流室進(jìn)出口壓差；

2．液體流量；

3．導流室左右位移；

4．導流室進(jìn)出口溫度；

5．補償泵壓力；

6.氣體流量

※ 用于自動(dòng)控制

1．平流泵流量自動(dòng)變換；

2．閉合壓力自動(dòng)變換；

3．閉合壓力自動(dòng)補償；

※ 用于數據處理

1．導流能力；

2．液體滲透率

3．繪制各采集參數與時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)。

※軟  件

全中文界面、操作靈活、方便友好。能在Windows2000/XP下運行。輸入和提示使用對話(huà)框，具有提示、自檢、報警、錯誤操作處理、流程示意圖等功能。能完成支撐劑原始數據和環(huán)境參數的輸入，并與采集的各種參數計算結果，并以磁盤(pán)文件形式長(cháng)期保存�？呻S意打出測試報告或相應曲線(xiàn)——各種數據（包括：溫度、壓力、流量、位移、滲透率、導流能力）的表格，不同流體在不同閉合壓力、壓差、溫度、流量等條件下與裂縫導流能力的關(guān)系曲線(xiàn)，不同流體在不同閉合壓力、壓差、溫度、流量等

更新時(shí)間：2024/8/19 17:44:49

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