[发明专利]一种模拟套损过程的装置

说明书

本发明提供一种模拟套损过程的装置，包括地层模拟装置地层模拟装置从下到上依次包括：密封垫、由若干层高分子板层叠而成的模拟地层，在模拟底层上设置有聚四氟乙烯管，该聚四氟乙烯管的底部贯穿模拟地层后被密封垫密封；通过给该聚四氟乙烯管内注入可塑性材料来模拟地层的形变情况。本发明能够真实模拟由于地层滑移导致的套管形变情况，同时可根据实验要求可实现不同注水压力、不同地层物性以及不同地层形变对套管形变量规律研究。

技术领域

本发明涉及石油工程领域中，一种模拟套损过程的装置。

背景技术

在油气田开采开发过程中，套损现象时有发生。套损形成的主要原因是在复杂地应力下，上覆岩层及各地层发生不同程度滑移，由此产生的剪切力作用在套管上致使套管变形失效。现有的套损模拟装置通过对模拟套管注水泥、测量套管壁压力分布规律来进行研究，但其模拟方式存在以下缺陷：

1、由于其模拟过程中需要在加注水泥，这就导致模拟套管必将固定于模拟装置中，无法取出套管直接测量得出其形变情况及形变规律；

2、引发套损关键因素为地层滑移，而在现有装置中，无法对地层形变情况进行监测捕捉，这就将套损研究局限于套管上，无法开展地层滑移量与套管形变规律研究。

由于无法对地下套管形变情况进行模拟，现有的研究只能停滞在对其管壁的应力分析，地下套管究竟如何形变，其形变规律如何在模拟研究上仍然处于空白状态，使得套损研究缺少必要的实验支撑。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟套损过程及地层形变量测量的装置，用以模拟套损及地层滑移情况，从而探究套管变形及层间滑移规律。

一种模拟套损过程的装置，包括地层模拟装置地层模拟装置从下到上依次包括：密封垫、由若干层高分子板层叠而成的模拟地层，在模拟地层上设置有聚四氟乙烯管，该聚四氟乙烯管的底部贯穿模拟地层后被密封垫密封；通过给该聚四氟乙烯管内注入可塑性材料来模拟地层的形变情况。

进一步地，如上所述的模拟套损过程的装置，所述地层模拟装置被安装在地层固定装置上，所述地层固定装置内部为腔体结构，在该地层固定装置上设置有注液口；

在地层模拟装置的上方设置有能够检测其横向滑动的若干红外扫描仪和检测其纵向滑动的若干千分表。

进一步地，如上所述的模拟套损过程的装置，所述若干千分表分别安装在千分表固定板上，所述若干千分表和千分表固定板构成地层纵向滑移监测装置，该地层纵向滑移监测装置的两端通过地层固定装置顶部的法兰固定，所述千分表的底部正好顶抵在模拟地层的上表面。

进一步地，如上所述的模拟套损过程的装置，所述若干红外扫描仪固定安装在红外扫描仪固定架上，所述红外扫描仪固定架设置在地层固定装置顶部的法兰上。

进一步地，如上所述的模拟套损过程的装置，在地层固定装置上设置有能够测量其内部液体压力的内压监测仪。

进一步地，如上所述的模拟套损过程的装置，包括水箱，水箱的出口管道上连接有地层压力增压泵, 地层压力增压泵的出口与所述注液口连通。

进一步地，如上所述的模拟套损过程的装置，所述可塑性材料为环氧树脂胶。

有益效果：

1、本发明能够真实模拟由于地层滑移导致的套管形变情况，同时可根据实验要求可实现不同注水压力、不同地层物性以及不同地层形变对套管形变量规律研究；

2、本发明操作流程简单，实验时间较短，在数天内可完成多组数据测量；

3、本发明突破了从单一套管形变分析到真正得出套管形变数据的技术壁垒，为套管强度选型及压裂注水压力设计提供室内支撑。

附图说明

图1是本发明模拟水力压裂下套损过程装置的结构示意图。