[发明专利]一种双层套管射孔模拟实验装置及方法

说明书

本发明涉及一种双层套管射孔模拟实验装置及方法，所述装置包括双层套管，包括外层套管以及套设在所述外层套管内的内层套管，所述外层套管的底端封堵，所述内层套管和外层套管之间形成有间隙，所述间隙内填充有水泥浆，所述内层套管的顶部插设有堵头，所述堵头上开设有打压孔眼；混凝土靶，沿着包裹在所述双层套管的外侧；射孔器和射孔弹，所述射孔器插设在所述内层套管内中央位置处，所述射孔器的导爆索从所述堵头的顶部延伸出去，所述射孔弹呈相位角放置于所述射孔器内。本发明通过优选高温高压工况射孔抢和射孔弹，模拟双层套管、固井水泥以及地层射孔过程，建立了双层套管射孔穿透与否的临界判据，提供试验数据支撑。

技术领域

本发明涉及油气井采油领域，特别涉及一种双层套管射孔模拟试验装置及方法。

背景技术

射孔是指利用火药或水力等能量射穿套管、水泥环和井壁附近地层，建立地层和井筒之间流体流动通道的一项技术，是油气田完井工程的重要组成部分和试油工艺的关键环节，一般用于套管井，也可用于裸眼井。随着油气勘探开发难度的增加，射孔工艺技术的要求也越来越高。根据油气藏的地质特征、流体特性、油气井类型等因素，选择合理的射孔工艺和优化射孔参数，对增加产能、减少修井补射孔作业及提高油气田开发生产效益有重大作用。

针对深层海洋油气资源高效钻采过程井筒选用悬挂尾管方式进行完井，油层套管和上部套管不可避免的出现重合，射孔过程中需要射穿双层套管，但是现有技术对双层套管能否射穿，射孔抢和射孔弹如何选取，目前未见研究。CN109209274B一种双层套管定向射孔辅助开窗方法，给出了油层套管射孔过程中侧向开窗方法，未涉及双层套管射孔模拟及评价。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种双层套管射孔模拟实验装置及方法，通过优选高温高压工况射孔抢和射孔弹，模拟双层套管、固井水泥以及地层射孔过程，建立了双层套管射孔穿透与否的临界判据，为工程试验提供试验数据支撑。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种双层套管射孔模拟实验装置，包括：

双层套管，主要由外层套管以及套设在所述外层套管内的内层套管组成，所述外层套管的底端封堵，所述内层套管和外层套管之间形成有间隙，所述间隙内填充有用于固井的水泥浆，所述内层套管的顶部插设有堵头，所述堵头上开设有打压孔眼，用于所述内层套管内的加压；

混凝土靶，包裹在所述双层套管的外侧；

射孔器和射孔弹，所述射孔器插设在所述内层套管内中央位置处，所述射孔器的导爆索从所述堵头的顶部延伸出去，所述射孔弹呈相位角放置于所述射孔器内。

进一步地，所述混凝土靶沿着圆周方向包裹在所述外层套管的外侧，所述混凝土靶的直径大于等于1.5m。

进一步地，所述混凝土靶的外侧壁上缠绕有加热带。

进一步地，所述外层套管的底部固定并通过金属板进行封堵，内层套管的底部与所述金属板之间通过焊接支架固定连接，所述焊接支架的底端与所述金属板之间形成通道，所述通道连通所述间隙与所述内层套管。

进一步地，所述支架设置有多个，多个所述支架间隔设置，且一端连接所述内层套管的底部，另一端连接所述金属板，相邻的两个所述支架之间形成所述通道。

进一步地，所述射孔器的上方设有防护板，所述防护板的顶部覆盖有防护沙袋。

进一步地，所述试验装置还包括液压泵以及与所述液压泵连接的高压油管，所述高压油管的一端与所述液压泵的连接，另一端穿过所述堵头与所述内层套管内连通。

一种双层套管射孔模拟实验方法，基于所述的双层套管射孔模拟实验装置，包括步骤：

确定油气井储层温度和压力极值情况，根据所述温度和压力极值情况选择适用的高温高压工况射孔器和射孔弹，将射孔抢和射孔弹装入至所述内层套管内；