一种基于DTS的压裂水平井温度剖面模拟装置论文和设计-李海涛

全文摘要

本实用新型公开了一种基于DTS的压裂水平井温度剖面模拟装置，涉及油气开采技术领域，包括依次连接的原料气瓶、增压压缩机、冷却器、缓冲罐、循环压缩机、稳压罐、加热器、压力控制阀、岩心夹持器、模拟井筒，模拟井筒出口与冷却器入口连接，形成一个循环回路，岩心夹持器并联设置多个，模拟井筒为软管，本装置还包括DTS系统，用于测量模拟井筒中的温度分布，本实用新型将模拟井筒出口气体循环至循环压缩机继续使用，节约了原料气，同时模拟井筒出口气体压力本身相对较高，循环压缩机压比较低、增压负荷较小，有利于节能，此外，将部分气体在循环压缩机出入口循环，增大了加热器的加热负荷，有利于温度的稳定控制。

主设计要求

1.一种基于DTS的压裂水平井温度剖面模拟装置，包括依次连接的原料气瓶、增压压缩机、循环压缩机、稳压罐、加热器、压力控制阀、岩心夹持器、模拟井筒，所述岩心夹持器并联设置有多个且其出口均设置有流量传感器，岩心夹持器出入口均分别与差压传感器连接，所述模拟井筒为软管，所述岩心夹持器出口管线分别与模拟井筒的轴向的不同部位连接；本装置还包括DTS系统，其包括一端分别与激光光源、信号接收器连接的感温光纤连接，感温光纤的另一端伸入模拟井筒内部并在该伸入的端口处与模拟井筒密封连接，其特征在于，所述模拟井筒出口与循环压缩机入口连接，所述循环压缩机入口还连接有冷却器和缓冲罐，缓冲罐上连接有泄压管线，加热器出口与循环压缩机入口连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种基于DTS的压裂水平井温度剖面模拟装置，其特征在于，所述缓冲罐的气体泄压管线与原料气瓶连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及油气开采技术领域，具体涉及一种基于DTS的压裂水平井温度剖面模拟装置。

背景技术

压裂是进行低渗油气储层增产的重要方法。对于压裂水平井而言，压裂所形成的人工裂缝是向井筒产气的主要通道,随地层流体流入井筒，储层热量也随着流体向井筒散失，在水平井筒中，由于人工裂缝处产量占据主导，裂缝之间的产量少，而这种产量间的差异造成了压裂水平井产出剖面的差异，从而导致水平井温度剖面不同，高产量裂缝处的温度会低于裂缝之间的水平井筒的温度。因此可以根据压裂水平井的温度剖面来分析产量以及裂缝参数。

当前这方面的模拟装置已经出现，如中国专利CN 109653741A，其提供了一种基于DTS的压裂水平井温度剖面模拟实验装置及方法，其采用并列设置的多个岩心夹持器夹持不同渗透率的岩心模拟非均质地层，采用绕管降压法制备模拟井筒，模拟井筒中插入DTS测量温度分布，实现了对压裂水平井温度剖面的模拟，但是本装置在使用中仍存在几个问题，一是本驱替实验时间较长，而驱替气体驱替后一直放空，存在较大的资源浪费，同时此装置增压机压缩比高，能耗大；二是本装置采用加热炉对气体进行加热，由于实验室驱替其气量小，尤其是驱替压力、压差低时，气体流量极低，加热器的负荷难以实现如此精度的调整，温度很难稳定。因此本实验装置存在操作困难、资源浪费等问题。

实用新型内容

鉴于以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种基于DTS的压裂水平井温度剖面模拟装置，其将模拟井筒出口的气体循环至循环压缩机继续使用，节约原料气，同时降压压缩机压缩比，降低压缩机负荷，节约了能源，通过将部分气体再循环压缩机出入口循环，增大了加热器的加热负荷，有利于温度的稳定控制。

本实用新型采用以下技术方案为：

一种基于DTS的压裂水平井温度剖面模拟装置，包括依次连接的原料气瓶、增压压缩机、循环压缩机、稳压罐、加热器、压力控制阀、岩心夹持器、模拟井筒，岩心夹持器有多个并联设置，每个岩心夹持器出入口分别与差压传感器连接，每个岩心夹持器出口均设置有流量传感器，模拟井筒为软管，岩心夹持器出口管线分别与模拟井筒轴向的不同部位连接，通过绕管法可增大各段的流动阻力，从而模拟不同的水平压裂井段(模拟井筒采用较细的轻质软管，绕管的优势在于绕管增加了模拟水平井段的长度从而模拟出压降，同时节省了空间)，本装置还包括DTS系统，其包括激光光源、信号接收器和感温光纤，感温光纤的一端分别与激光光源、信号接收器连接，其中激光光源用于向感温光纤中输入信号，信号接收器用于从感温光纤中接收信号，感温光纤的另一端伸入模拟井筒内部并在该伸入的端口处与模拟井筒密封连接。模拟井筒出口与循环压缩机入口连接，用于将驱替气体循环至循环压缩机再次利用；循环压缩机入口还连接有冷却器用于对循环机入口气体降温，避免从模拟井筒循环回或从增压压缩机增压来的气体温度过高导致设备损坏，同时温度降低也可以降低压缩机的压缩负荷；循环压缩机入口还设置有缓冲罐，用于平稳入口压力，缓冲罐上连接有泄压管线，缓冲罐压力决定模拟井筒出口的压力，稳压罐压力由与其连接的泄压管线以及增压压缩机送入的气体共同决定；加热器出口与循环压缩机入口连接，用于部分气体回流增大加热器的气体流动流量，便于温度控制。

优选的，所述缓冲罐的气体泄压管线与原料气瓶连接，泄压排放的气体可以回收入原料气瓶，进一步节约了原料气体。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型将模拟井筒出口气体循环至循环压缩机继续使用节约了原料气，同时模拟井筒出口气体压力本身相对较高，这样整个气体回路中压降较小，循环压缩机压比较低、增压负荷较小，有利于节能，将部分气体再循环压缩机出入口循环，增大了加热器的加热负荷，有利于温度的稳定控制。

附图说明

图1为本实用新型整体示意图；

图中，1、原料气瓶；2、增压压缩机；3、冷却器；4、缓冲罐；5、循环压缩机；6、稳压罐；7、加热器；8、压力控制阀；9、岩心夹持器；10、模拟井筒；11、差压传感器；12、流量传感器；13、激光光源；14、信号接收器；15、感温光纤。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例：

一种基于DTS的压裂水平井温度剖面模拟装置，包括依次连接的原料气瓶1、增压压缩机2、冷却器3、缓冲罐4、循环压缩机5、稳压罐6、加热器7、压力控制阀8、岩心夹持器9、模拟井筒10，模拟井筒10出口与冷却器3入口连接，从而建立一个气体循环回路，岩心夹持器9有多个并联设置，每个岩心夹持器9出入口分别与差压传感器11连接，每个岩心夹持器9出口均设置有流量传感器12，模拟井筒10为软管，岩心夹持器9出口管线分别与模拟井筒10轴向的不同部位连接，通过绕管法(将软管盘旋缠绕)可增大各段的流动阻力，从而模拟不同的水平压裂井段，本装置还包括DTS系统，其包括激光光源13、信号接收器14和感温光纤15，感温光纤15的一端分别与激光光源13、信号接收器14连接，其中激光光源13用于向感温光纤15中输入信号，信号接收器14用于从感温光纤15中接收信号，感温光纤15的另一端伸入模拟井筒10内部并在该伸入的端口处与模拟井筒10密封连接；缓冲罐4上连接有泄压管线，该泄压管线与原料气瓶1连接，泄压排放的气体可以回收入原料气瓶1，进一步节约了原料气体；加热器7出口还与冷却器3入口连接，用于部分气体回流至循环压缩机5入口，以便增大加热器7的气体流动流量，便于温度控制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

设计图

一种基于DTS的压裂水平井温度剖面模拟装置论文和设计

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