长期导流能力测试装置

长期导流能力测试装置

一、仪器对油田增产的意义

压裂作业是油田生产中对低渗油藏增产改造的主要手段之一。压裂作业的增产效果与支撑裂缝的导流能力密切相关，导流能力取决于裂缝的宽度和裂缝闭合后支撑剂的渗透率。因此，只有对不同来源的支撑剂在压裂作业前进行优选和质量控制，才能保证施工设计，导流能力测量仪是对不同的支撑剂在压裂作业前进行优选和质量控制测试的仪器。

二、仪器基本原理

裂缝导流仪是按照API标准研制的。它可在标准实验条件下评价裂缝支撑剂的导流能力，从而对各种支撑剂进行性能对比，测试方法如下：

1． 用液压机对装有支撑剂的测试室施加不同的闭合压力，使支撑剂处半稳定状态；

2． 对支撑剂层注入试验液，对每一闭合压力下的裂缝宽度、压差等进行计量；

3． 用达西公式计算支撑剂层的渗透率和裂缝导流能力；

4． 重复此过程直到所要求的各种闭合压力和流速都被评估；

5． 将测试室加热到油藏温度，再对支撑剂层进行测试。

三、仪器系统流程

本仪器由以下各部件组成：

1．符合API标准的线性流导流室（径向流导流室）；

2．液压机及压力补偿系统；

3．线性位移传感器；

4. 试验液体驱替系统，包括驱替泵及脉冲压力阻尼器等；

5. 压差计、压力传感器；

6．回压调节系统；

7．天平；

8．加热及温控系统；

9．真空系统；

10．自动控制系统；

11．数据采集与处理系统。

流程如图所示：

四、主要技术指标

1．液体流速范围：0～10mL/min；

2．测试压力：最大10MPa；

3．操作温度：室温～180℃；

4．闭合压力：0～100MPa；

5．支撑剂厚度：0.25～1.27cm；

6. 液体压差：ΔP(0- 6Kpa)、精度0.25%F.S;

7. 气体流量计量程：0-500ml/min  0-3000ml/min

8. 导流能力：0-200?m²_·cm

9. 渗透率: 0-1000?m²

  五、主要技术特点

1．仪器自动采集压差、位移、流量、温度等参数，并能自动进行数据处理，计算不同闭合压力下的导流能力。

2．一种闭合压力的三个流量试验完毕后仪器能自动转到下一个闭合压力，继续实验。

3．闭合压力自动补偿，由于支撑剂变形或其它原因引起闭合压力下降，压力补偿系统能自动补偿，维护闭合压力在一定范围内变化。

4．闭合压力下三种流量自动转换，一种流量测试完毕后仪器自动转换到下一个流量进行测试。

5.手动与自动两种操作功能。

6．可模拟地层条件，采用岩模代替钢板评价支撑剂导流能力

六、组成仪器各系统概述

6.1  平流泵

型号：LB-10C     流量调节范围：0.01～9.99mL/min、工作压力：20MPa、精度：＜±1%，工作电压：220V±10%、50Hz±2Hz、功率消耗：75W。

该泵具有压力测量和过压、欠压保护系统，使泵系统工作安全可靠。工作参数设置采用键盘输入，触摸式按键操作，具有四位数据显示，直观操作方便。与微机通讯接口，利用微机可直接控制泵的运行，在试验过程中按照设定好的程序自动变换测试流量，实现测试过程的自动化。

6.2  压力阻尼器

用于吸受由于泵的压力、波动而引起压差波动。提高压差的测试精度。

6.3  预热器

在要求加温的试验中，为了保证试验在所需的温度下进行，需对注入流体进行预热，确保注入流体与导流室温度等保持一致，该预热器加热功率500W，控温范围：室温～180℃。

6.4 导流室

    仪器使用的导流室严格按API标准规定的线性流导流室生产，支撑剂充层厚度0.25～1.27cm可调,测试面积64.5cm²，最大载荷能力1000KN，工作温度180℃、内部最大压力10MPa、上下活塞、金属板、导流室均采用高强度不锈钢材料制作，有一定的耐蚀能，具有很大的耐压能力，确保在试验压力下不产生塑性变形，导流室滤网采用不锈钢金属粉沫压制而成，厚度3mm，滞留颗粒粒径小于65?m。

6.5  差压传感器

选用DP1300-A-C-2-S₂型差压变送器，其量程6Kpa，精度0.2%F·S。该变送器使用对象为液体或气体。

输出：4～20mADC、电源：24VDC

6.6  真空系统

真空系统用于对导流室、管线内的气体进行排空，确保试验在测试液单向流下进行，保证测试压的稳定。

该系统由一台2XZ-2型旋片式真空泵和一只真空缓冲容器组成。缓冲容器采用透明有机玻璃制作，抽空饱和水时，可一直抽至缓冲容器内有水出现为止。

6.7  天平

选用进口BP3100型精密电子天平。

该天平最大量程3100g，精度0.01g，具有标准接口号计算机相连，可适时采集排出液体量，计算液体流量。

6.8  回压控制系统

用于控制导流室出口压力，该系统主要由顶部加载式回压控制压力调节器组成。当导流室出口压力达到回压阀顶部控制压力时，回压阀自动打开泄压，确保出口压力恒定。控制压力必须用气体控制，以确保控制精度，控制压力值由压力表显示。

6.9  液压机

最大载荷：1000KN、承压板间最大距离：300mm、活塞直径：Φ185mm、最大行程：50mm、功率 0.75KW、电源：380Ac  50Hz 。

6.10  压力补偿系统

由压力补偿泵、压力变送器及控制电路板组成。压力变送器不断测量实际闭合压力值并与设定的闭合值相比较，当闭合压力值低于误差标准时，控制电路将自动启动补偿泵补偿，保持闭合压力的稳定，补偿泵的另一个作用是当闭合压力需要上升至上一级闭合压力时，由补偿泵自动增压并判断。

6.11  位移计

采用5CB-10C型精密数字式位移计，该位移计由差动变送器（LVDT）和电测仪组成。电测仪器由电子测量式线路和数字面板表等组成。

位移测量范围：0～20mm、线性度〈0.05%、分辩率：0.001mm。

传感器对静电感应和电磁场具有较强的抗干扰能力。

6.12 数据采集控制与处理系统

该系统由数据采集和控制卡PCI-1711、通讯转接卡MOSA C104/PCI、端子板PCI-8710、工控机、打印机及控制、采集处理软件组成。

※ 用于自动采集：

1.导流室进出口压差；

2．液体流量；

3．导流室左右位移；

4．导流室进出口温度；

5．补偿泵压力；

※ 用于自动控制

1．平流泵流量自动变换；

2．闭合压力自动变换；

3．闭合压力自动补偿；

※ 用于数据处理

1．导流能力；

2．液体渗透率

3．绘制各采集参数与时间关系曲线。

七、计算公式

导流能力：

液体渗透率：

式中：

Q  — 流量cm³/min；

μ— 精度 mpa.s；

△P— 压差Kpa；