[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2826393C1 - Downhole sand filter testing device - Google Patents

Downhole sand filter testing device Download PDF

Info

Publication number
RU2826393C1
RU2826393C1 RU2023129374A RU2023129374A RU2826393C1 RU 2826393 C1 RU2826393 C1 RU 2826393C1 RU 2023129374 A RU2023129374 A RU 2023129374A RU 2023129374 A RU2023129374 A RU 2023129374A RU 2826393 C1 RU2826393 C1 RU 2826393C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sand
pressure
filter
oil
test cell
Prior art date
Application number
RU2023129374A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Олегович Колодий
Андрей Юрьевич Блинов
Сергей Викторович Родин
Сергей Александрович Титов
Владимир Анатольевич Федотов
Виталий Александрович Назаров
Марат Тохтарович Нухаев
Дмитрий Сергеевич Котов
Василий Алексеевич Кабанов
Максим Борисович Григорьев
Алексей Владимирович Моисеенков
Элина Александровна Антонец
Тимур Наильевич Гафаров
Руслан Геннадиевич Облеков
Роман Николаевич Окишев
Алексей Викторович Дудочкин
Дмитрий Сергеевич Жуков
Александр Геннадьевич Дубок
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Альфа Горизонт"
Общество с ограниченной ответственностью "Сахалинская Энергия"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Альфа Горизонт", Общество с ограниченной ответственностью "Сахалинская Энергия" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Альфа Горизонт"
Application granted granted Critical
Publication of RU2826393C1 publication Critical patent/RU2826393C1/en

Links

Abstract

FIELD: oil industry.
SUBSTANCE: invention relates to sand control equipment. Device includes a main pump for pumping the mixture and creating pressure, connected to the oil-sand mixture preparation unit, a test cell connected to the sand-oil mixture preparation unit with a sand filter sample installed in it for the sand unit sedimentation, pressure and crimping pressure lines connected to the test cell, pressure sensors and pressure gauges, shut-off and control valves, tank for collection of oil-sand mixture passed through sand filter, electronic scales, data collection and control unit, configured to receive data from pressure sensors, electronic scales, control unit of the main pump. Test cell is made with possibility to create squeezing pressure in it by means of piston transmitting pressure to sand unit from hydraulic pump, connected to pneumatic hydraulic accumulator.
EFFECT: higher information content of the test, multi-parameter evaluation of the sand filter.
3 cl, 2 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к оборудованию для нефтедобывающей промышленности, а именно к оборудованию для борьбы с пескопроявлением.The invention relates to equipment for the oil producing industry, namely to equipment for combating sand production.

Уровень техникиState of the art

Скважинные фильтры для удержания песка широко используются в нефтегазовой добыче при операциях в породах, где возможен вынос песка в скважину (скважина с пескопроявлением). Вынос песка из породы в скважину сокращает сроки работы скважинного оборудования, поскольку песок (мелкие частицы) засоряет проточные каналы и способствует эрозии оборудования. Для удержания песка используются песочные фильтры (или противопесочные фильтры) различной конфигурации. Это могут быть щелевые фильтры, проволочные фильтры, фильтры с перфорацией, многослойные фильтры, фильтры с начинкой в виде проппантной набивки. Производительность скважинных фильтров определяют по доле песка, которую фильтры удерживают и от продолжительности работы фильтров (до его забивки фильтратом). Обычно достигается компромисс по этих ключевым характеристикам - мелкоразмерные фильтры лучше удерживают песок, по быстрее засоряются и должны заменятся или проходить очистку. Поэтому скважинные фильтры (или образцы фильтров в виде типичного фрагмента) перед эксплуатацией подвергают тестированию на специальных испытательных стендах с прокачкой суспензии песка через образы (фрагменты) фильтра.Sand retention filters are widely used in oil and gas production operations in formations where sand may be carried into the well (sand well). Sand removal from the formation into the well reduces the service life of well equipment, since sand (small particles) clogs flow channels and contributes to equipment erosion. Sand filters (or anti-sand filters) of various configurations are used to retain sand. These can be slot filters, wire filters, perforated filters, multi-layer filters, filters with proppant packing. The performance of well filters is determined by the proportion of sand that the filters retain and the duration of the filters' operation (before it becomes clogged with filtrate). Usually, a compromise is reached on these key characteristics - small-sized filters retain sand better, but clog faster and must be replaced or cleaned. Therefore, well filters (or filter samples in the form of a typical fragment) are tested before operation on special test stands with pumping of sand suspension through samples (fragments) of the filter.

Для испытания скважинных песочных (или «противопесочных») фильтров применяют различные способы и соответствующие тестирующие устройства.Various methods and appropriate testing devices are used to test borehole sand (or “anti-sand”) filters.

Обычным способом тестирования является способ прокачивания песчаной суспензии (например, 1-5 % песка) в минерализованной воде (то есть имитатора пластовой воды) при постоянной скорости расхода жидкости (Constant Flow Rate Brine Flow Test Method), при котором образец песчаного фильтра (также упоминается в литературе как «купон/coupon») помещается в открытую систему для прокачки песчаной суспензии, и процесс образования песчаной пачки отслеживают с помощью датчиков давления. По мере осаждения песка на фильтре достигается заданная величина разности давления на рабочей ячейке и различные типы фильтров сравниваются по этому параметру.A common testing method is the Constant Flow Rate Brine Flow Test Method, where a sand filter sample (also referred to in the literature as a "coupon") is placed in an open sand pumping system and the formation of the sand pack is monitored using pressure sensors. As the sand settles on the filter, a predetermined pressure difference is achieved across the working cell and different filter types are compared for this parameter.

В патентом документе US 2023129272 описана процедура выбора подходящего песочного фильтра на основе моделирования и оценки времени такого явления как «само-набивка» (auto-packing time), то есть явления разрушения призабойной породы с заполнением затрубного пространства крупными частицами (с образованием песчаной пробки в затрубном простанстве). Такая само-набивка помогает уловить мелкие частицы в скважинной жидкости и это удлиняет срок службы песочного фильтра. Устройство для тестирования образцов фильтра представляет коническую тест-ячейку с датчиком давления. Устройство также позволяет оценить эрозию песчаного фильтра.The patent document US 2023129272 describes a procedure for selecting a suitable sand filter based on modeling and estimating the time of such a phenomenon as "auto-packing time", i.e. the phenomenon of destruction of the bottomhole rock with filling the annular space with large particles (with the formation of a sand plug in the annular space). Such self-packing helps to trap small particles in the wellbore fluid and this extends the service life of the sand filter. The device for testing filter samples is a conical test cell with a pressure sensor. The device also allows you to evaluate the erosion of the sand filter.

В публикации “A Novel Approach to Constant Flow-Rate Sand Retention Testing” (SPE-189515-MS) описан способ тестирования фильтров с применением песка в масле при постоянном перепаде давления (Constant Drawdown Oil-Flow Test, CDOF). В устройстве тестирования поддерживается постоянная разница давлений в рабочей ячейке и изменяется скорость прокачивания суспензии через образец фильтра. По окончании теста взвешивают на электронных весах массу прошедшего песка, а также вычисляют исходную и конечную проницаемость исходного фильтра и фильтра с осажденной песчаной пачкой.A Novel Approach to Constant Flow-Rate Sand Retention Testing (SPE-189515-MS) describes a method for testing filters using sand in oil under a constant pressure difference (Constant Drawdown Oil-Flow Test, CDOF). The test device maintains a constant pressure difference in the working cell and varies the pumping rate of the suspension through the filter sample. At the end of the test, the mass of sand passed through is weighed on an electronic scale, and the initial and final permeabilities of the original filter and the filter with the settled sand pack are calculated.

Вместе с тем, в известных устройствах для испытания песочных фильтров нет возможности провести испытания в условиях, близких к скважинным. В известных устройствах отсутствует возможность приложить обжимное давление (confining pressure/ overburden stress - eng.) к объекту тестирования. В предложенном техническом решении этот недостаток преодолевают путем создания обжимного давления в тестовой ячейке, причем испытания проводят при нескольких уровнях обжимного давления (имитируя различные глубины/ условия для размещения фильтра в скважине).At the same time, the known devices for testing sand filters do not have the ability to conduct tests under conditions close to wellbore conditions. The known devices do not have the ability to apply confining pressure (overburden stress - eng.) to the test object. In the proposed technical solution, this drawback is overcome by creating a confining pressure in the test cell, and the tests are carried out at several levels of confining pressure (simulating different depths/conditions for placing the filter in the well).

Основной целью предлагаемого устройства является повышение информативности испытания и многопараметрической оценки песочного фильтра (ключевые параметры включают проницаемость образца фильтра с песчаной пачкой, остаточную проницаемость фильтра, критерий Ходжа и скин-фактор фильтра с осажденной песчаной пачкой), причем качество оценки образца повышают за счет создания обжимного давления в тестовой ячейке фильтра.The main objective of the proposed device is to increase the information content of testing and multiparametric evaluation of a sand filter (key parameters include the permeability of a filter sample with a sand pack, the residual permeability of the filter, the Hodge criterion and the skin factor of a filter with a deposited sand pack), and the quality of the sample evaluation is increased by creating a clamping pressure in the filter test cell.

Устройство включает блок приготовления масляно-песчаной смеси, которая с помощью насоса подается на тестируемый образец песочного фильтра. Песчаная суспензия поступает на образец фильтра в тестовой ячейке и это вызывает осаждение слоя песка на фильтре. Датчики давления передают данные о давлении в ячейке в блок сбора и управления. Количество прошедшего и уловленного песка находится взвешиванием образцов после остановки испытательного устройства.The device includes a block for preparing an oil-sand mixture, which is fed to the tested sample of the sand filter using a pump. The sand suspension enters the filter sample in the test cell and this causes a layer of sand to settle on the filter. Pressure sensors transmit data on the pressure in the cell to the collection and control block. The amount of sand that has passed and is captured is determined by weighing the samples after the testing device has stopped.

Указанный технический результат достигается тем, что при формировании песчаной пачки в тестовой ячейке создают дополнительное обжимное давление, близкое к скважинному в реальной ситуации при эксплуатации песчаного фильтра. Для этого образец нагружают с помощью поршня, передающего давление на песчаную пачку от гидравлического насоса и пневмогидроаккумулятора (гаситель пульсаций давления).The specified technical result is achieved by creating additional clamping pressure close to the well pressure in a real situation during operation of a sand filter during the formation of a sand pack in a test cell. For this purpose, the sample is loaded using a piston that transmits pressure to the sand pack from a hydraulic pump and a pneumatic hydraulic accumulator (pressure pulsation damper).

Описание фигурDescription of figures

На фиг 1. представлена схема устройства тестирования образца песочного фильтра.Fig. 1 shows a diagram of a device for testing a sand filter sample.

Насос 3, забирая рабочий флюид (например, техническое масло) из резервуара 1, прокачивает его по главной напорной линии через тестируемый образце (купон), установленный в тестовой ячейке 10. Демпфер 6 снижает пульсации давления в напорной линии. Для поддержания заданного давления на входе в тестовая ячейку 10 насос 3 способен автоматически менять обороты (расход) посредством включения через частотный преобразователь. Система оборудована датчиками давления 9, 11, 19, передающими информацию через блок сбора данных и управления 26 и имеет манометры 7 и 20 для контроля над потоками в устройстве. Запорный вентиль 12, расположенный под тестовой ячейкой 10, позволяет перекрывать поток рабочего флюида, для смены ёмкостей на электронных весах 13, предназначенных для определения накопленного объёма и расхода флюида. Для подачи масло-песчаной смеси (далее МПС) на тестируемый образец, компоненты смеси (песок и вязкая жидкость) предварительно загружается в емкость 14 подготовки МПС, а при открытии вентиля 16 смесь (суспензия песка в вязком флюиде) подаётся в тестовую ячейку 10, формируя со временем на образце фильтра песчаную пачку. Ячейка 10 представляет собой полую трубу с коническим заужением в нижней части, отсутствием выступов и ступеней внутри, для полного выхода смеси. Смотровое окно 17 позволяет визуально наблюдать движение частиц МПС до полного осаждения.Pump 3, taking the working fluid (for example, technical oil) from the reservoir 1, pumps it along the main pressure line through the tested sample (coupon), installed in the test cell 10. Damper 6 reduces pressure pulsations in the pressure line. In order to maintain a given pressure at the inlet to the test cell 10, pump 3 is capable of automatically changing the speed (flow rate) by switching on via a frequency converter. The system is equipped with pressure sensors 9, 11, 19, transmitting information via the data collection and control unit 26 and has pressure gauges 7 and 20 for monitoring the flows in the device. Shut-off valve 12, located under the test cell 10, allows to shut off the flow of the working fluid, to change the containers on the electronic scales 13, intended for determining the accumulated volume and flow rate of the fluid. To feed the oil-sand mixture (hereinafter referred to as OSM) to the test sample, the mixture components (sand and viscous liquid) are pre-loaded into the OSM preparation tank 14, and when the valve 16 is opened, the mixture (sand suspension in viscous fluid) is fed into the test cell 10, eventually forming a sand pack on the filter sample. Cell 10 is a hollow tube with a conical narrowing at the bottom, no protrusions or steps inside, for the complete exit of the mixture. The viewing window 17 allows visual observation of the movement of OSM particles until complete sedimentation.

После формирования песчаной пачки необходимо её осевое сжатие (имитация обжимного/горного давления), для чего служит поршень (не показан) тестовой ячейки 10, передающий давление гидравлической жидкости от гидравлического насоса 21 через пневмогидроаккумулятор 22, что предохраняет песчаную пачку от превышения давления при ее создании, а также компенсирующего падение давления при усадке песчаной пачки. Давление в пневмогидроаккумуляторе 22 нагнетают пневматическим насосом 25 и давление контролируется с помощью манометра 23.After the sand pack is formed, it must be axially compressed (simulating compression/rock pressure), which is done by means of a piston (not shown) of the test cell 10, which transmits the hydraulic fluid pressure from the hydraulic pump 21 through the pneumatic hydraulic accumulator 22, which protects the sand pack from excess pressure during its formation, and also compensates for the pressure drop during the shrinkage of the sand pack. The pressure in the pneumatic hydraulic accumulator 22 is pumped by a pneumatic pump 25 and the pressure is controlled by a pressure gauge 23.

Устройство также снабжено датчиками давления 9, 11, 19 и имеет блок сбора данных и управления 26, которое использует специальное программное обеспечение для вычисления и хранения ключевых параметров испытуемого песчаного фильтра. Передача данных и управляющих сигналов изображена на фигуре в виде пунктирных линий, Сплошные линии показывают перемещение флюидов по устройству. Устройство также оборудовано запорными и контрольными вентилями 2, 5, 8, 15, 16, 24, предохранительным клапаном 4 и сбросовым вентилем 12 для организации подачи жидкости в гидравлической системе. Совокупность вентилей, манометров в дальнейшем обозначена для краткости как запорно-управляющая арматура.The device is also equipped with pressure sensors 9, 11, 19 and has a data collection and control unit 26, which uses special software for calculating and storing key parameters of the tested sand filter. The transmission of data and control signals is shown in the figure as dotted lines, solid lines show the movement of fluids along the device. The device is also equipped with shut-off and control valves 2, 5, 8, 15, 16, 24, a safety valve 4 and a relief valve 12 for organizing the supply of liquid in the hydraulic system. The set of valves, pressure gauges is further designated for brevity as shut-off and control valves.

На фиг. 2 показана тестовая ячейка 10, которая представляет собой цилиндр 30, внутри которого вертикально двигается полый шток 27, имеющий в нижней части поршень со сквозными каналами, для выхода рабочей жидкости и масляно-песчаной смеси. Для удержания штока, а также для подачи обжимного давления в надпоршневое пространство используется верхняя гайка 28 с набором уплотнений. В нижней части ячейки, герметично к её корпусу, устанавливается тестируемый образец (в специальной обечайке) 32, который удерживается в нужном положении нижней гайкой 31. Сверху ячейки через полый шток 27 заводится напорная линия, а через боковое отверстие верхней гайки 28 вводится обжимная линия 29 (создает обжимное давление). Обжимная линия 29 питается от насоса 21 и гидроаккумулятора 22 через манометр 20 и запорный вентиль 18 (см. фиг. 1).Fig. 2 shows a test cell 10, which is a cylinder 30 , inside which a hollow rod 27 moves vertically, having a piston with through channels in the lower part for the outlet of the working fluid and the oil-sand mixture. To hold the rod, as well as to supply the crimping pressure to the above-piston space, an upper nut 28 with a set of seals is used. In the lower part of the cell, hermetically to its body, the tested sample (in a special shell) 32 is installed, which is held in the desired position by the lower nut 31. From above the cell through the hollow rod 27, a pressure line is introduced, and through the side opening of the upper nut 28, a crimping line 29 is introduced (creates crimping pressure). The crimping line 29 is fed from the pump 21 and the hydraulic accumulator 22 through the pressure gauge 20 and the shut-off valve 18 (see Fig. 1).

Все данные, получаемые от датчиков давления, показания электронных весов при взвешивании прошедшего песка, блока управления насоса, собираются контролером блока сбора данных и управления 26 для вычисления нескольких оценочных параметров с использованием специального программного обеспечения.All data received from pressure sensors, readings from electronic scales when weighing the sand that has passed through, and the pump control unit are collected by the controller of the data collection and control unit 26 to calculate several evaluation parameters using special software.

Порядок работы устройства для тестирования песчаных фильтров.Operating procedure of the sand filter testing device.

Устройство тестирования песчаных фильтров включает блок приготовления масляно-песчаной смеси, которая с помощью насоса через демпфер подается на тестируемый образец песочного фильтра.The sand filter testing device includes a unit for preparing an oil-sand mixture, which is fed via a pump through a damper to the sand filter sample being tested.

В рамках данного изобретения, масляная жидкость выбирают из соображений улучшенной дисперсии частиц песка в жидкости. Вместо технического масла возможно использовать смеси органических растворителей, водно-полимерные растворы и другие флюиды, которые создают дисперсию частиц песка во время тестирования.In the context of this invention, the oil fluid is selected for the purpose of improved dispersion of sand particles in the fluid. Instead of technical oil, it is possible to use mixtures of organic solvents, water-polymer solutions and other fluids that create a dispersion of sand particles during testing.

При включении основного насоса 3 рабочий флюид поступает в тестовую ячейку 10. Разница давлений на тестовой ячейке создает поток суспензии и вызывает осаждение слоя более крупной фракции песка на фильтре (образование песчаной пачки на фильтре). При этом через обжимную линию 29 через верхнюю гайку 28 создается обжимное давление, которое имитирует реальное полное давление вышележащих пород. При тестировании образца в тестовой ячейке 10 происходит запись истории давления и сохранение истории в блоке управления 26. Прошедшая песчано-масляная смесь (ПМС) собирается в емкости и после фильтрации вычисляют массу прошедших частиц (критерий Ходжа). Также с помощью оптических методов (например, лазерный гранулометрический анализ) в дальнейшем измеряют максимальный размер произведенных частиц песка (фракция частиц d10).When the main pump 3 is switched on, the working fluid enters the test cell 10. The pressure difference in the test cell creates a suspension flow and causes sedimentation of a layer of a larger sand fraction on the filter (formation of a sand pack on the filter). In this case, through the crimping line 29 through the upper nut 28, a crimping pressure is created, which imitates the real total pressure of the overlying rocks. When testing a sample in the test cell 10, the pressure history is recorded and the history is saved in the control unit 26. The passed sand-oil mixture (SOM) is collected in a container and after filtration, the mass of the passed particles is calculated (Hodge criterion). Also, using optical methods (for example, laser granulometric analysis), the maximum size of the produced sand particles (particle fraction d10) is subsequently measured.

Через заданный промежуток времени на образце песчаного фильтра накапливается песчаная пачка, проницаемость фильтра понижается, и прокачка рабочего флюида (песчано-масляной смеси) прекращается. После разгерметизации ячейки 10 через сбросовый вентиль 12 из тестовой ячейки извлекают образец песчаного фильтра и производят взвешивание загрязненного фильтра для определения массы осажденных на фильтре частиц.After a specified period of time, a sand pack accumulates on the sand filter sample, the filter permeability decreases, and the pumping of the working fluid (sand-oil mixture) stops. After depressurization of cell 10, a sand filter sample is removed from the test cell through the discharge valve 12 and the contaminated filter is weighed to determine the mass of particles deposited on the filter.

Полученные данные вводят в блок сбора данных и управления 26 и вычисляют параметры для многофакторной оценки песчаного фильтра: это критерий Ходжа, проницаемость фильтра с песчаной пачкой, остаточная проницаемость фильтра, максимальный размер произведенных частиц, скин-фактор фильтра с песчаной пачкой.The obtained data are entered into the data collection and control unit 26 and the parameters for the multifactorial assessment of the sand filter are calculated: this is the Hodge criterion, the permeability of the filter with a sand pack, the residual permeability of the filter, the maximum size of the produced particles, the skin factor of the filter with a sand pack.

Далее повторяют эту процедуру для других образцов песчаного фильтра и выбирают те фильтры с параметрами, которые удовлетворяют ограничительным критериям из таблицы 1.This procedure is then repeated for other sand filter samples and those filters with parameters that satisfy the restrictive criteria from Table 1 are selected.

ПримерExample

Устройство тестирования с описанной конфигурацией позволяет комплексно оценить применимость фильтра к конкретной скважине с имеющимся керном породы (источник песка) и при заданной величине обжимного давления. Совокупность оценочных параметров и приведена в таблице 1.The testing device with the described configuration allows for a comprehensive assessment of the filter's applicability to a specific well with an existing rock core (sand source) and at a given value of the confining pressure. The set of evaluation parameters is given in Table 1.

Таблица 1.Table 1.

ПараметрParameter Описание параметраParameter Description Рекомендуемая величина параметраRecommended parameter value Критерий Ходжа Hodge criterion Полная масса частиц песка, прошедших через фильтр The total mass of sand particles that passed through the filter Не более 0,41 г с образца диаметром 30 мм (или 0,12 lb/ft2)Not more than 0.41 g from a sample with a diameter of 30 mm (or 0.12 lb/ft2) Проницаемость фильтра с песчаной пачкойPermeability of a filter with a sand pack Проницаемость образца после формирования песчаной пачкиPermeability of the sample after the formation of the sand pack -- Остаточная проницаемость фильтра Residual permeability of the filter Проницаемость образца после снятия песчаной пачки Permeability of the sample after removal of the sand pack Не менее 50% Not less than 50% Максимальный размер произведенных частиц Maximum size of particles produced Размер частиц, проходящих через фильтр (фракция d10) Particle size passing through the filter (fraction d10) Не более 50 мкм Not more than 50 microns Скин-фактор фильтра с песчаной пачкой Skin factor of a filter with a sand pack Оценка отношения проницаемости кольматированного фильтра с проницаемостью в пласте Evaluation of the ratio of the permeability of the colmatated filter to the permeability in the formation Менее 1 (<+1) Less than 1 (<+1)

При этом скин-фактор системы фильтр + песчаная пачка описывается формулойIn this case, the skin factor of the filter + sand pack system is described by the formula

где kr - проницаемость пласта, kg - проницаемость фильтра, rw - радиус открытого ствола скважины, H - высота фильтра, ris = rw - H. Скин-фактор Sg по критериям выбора образцов фильтра должен быть меньше + 1.where k r is the formation permeability, k g is the filter permeability, r w is the radius of the open wellbore, H is the filter height, r is = r w - H. The skin factor S g according to the criteria for selecting filter samples should be less than + 1.

Проницаемость фильтра вычисляется по формуле Дарси:The filter permeability is calculated using Darcy's formula:

где K - проницаемость (mD), μ - вязкость (сП), L - высота фильтрующей части (см), Q - скорость объемного потока (см3/сек), ΔP - перепад давления (атм), A - площадь образца (см2).where K is the permeability (mD), μ is the viscosity (cP), L is the height of the filter part (cm), Q is the volumetric flow rate ( cm3 /sec), ΔP is the pressure drop (atm), A is the sample area ( cm2 ).

В таблице 2 приведены оценочные параметры при испытании многослойного фильтра. Испытания производились при четырех уровнях обжимного давления (confining pressure).Table 2 shows the evaluation parameters for testing the multilayer filter. The tests were carried out at four levels of confining pressure.

Таблица 2.Table 2.

Обжимное давление, атмCrimping pressure, atm Проницаемость исходного фильтра, мДPermeability of the original filter, mD Проницаемость грязного фильтра, мДPermeability of dirty filter, mD Проницаемость фильтра с пачкой, мДPermeability of filter with pack, mD Скин-факторSkin factor 00 200750200750 141151141151 1100011000 0,030.03 27,627.6 200750200750 141151141151 90439043 0,0370.037 55,255.2 200750200750 141151141151 51135113 0,0630.063 82,782.7 200750200750 141151141151 20812081 0,1480.148

Как видно из приведенных табличных данных, отсутствие в ячейке обжимного давления (то есть как в известных устройствах тестирования фильтров) приводит к искажению оценочных параметров (в частности, скин-фактора и проницаемости фильтра с пачкой), что может привести к ошибочному выбору типа песчаного фильтра, а это отрицательно скажется на дебите скважины и на исправности оборудования (особенно насосов).As can be seen from the table data provided, the absence of a clamping pressure in the cell (i.e., as in known filter testing devices) leads to a distortion of the estimated parameters (in particular, the skin factor and permeability of the filter with a pack), which can lead to an erroneous choice of the type of sand filter, and this will negatively affect the well flow rate and the serviceability of the equipment (especially pumps).

Таблица 3.Table 3.

ПараметрParameter Результаты теста
фильтра 1
Test results
filters 1
Результаты теста
фильтра 2
Test results
filters 2
Критерий ХоджаHodge criterion 0,01 г0.01 g 0,017 г0.017 g Проницаемость фильтра с песчаной пачкойPermeability of a filter with a sand pack 26,2 мД26.2 mD 19,1 мД19.1 mD Остаточная проницаемость фильтраResidual permeability of the filter 49 %49% 80 %80% Максимальный размер произведенных частицMaximum size of particles produced 150 мкм150 microns 35 мкм35 microns Скин-фактор фильтра с песчаной пачкойSkin factor of a filter with a sand pack 0,1540.154 0,1950.195

Как видно из таблицы 3 (оценка двух типов песочного фильтра по нескольким параметрам), описанное устройство позволяет оценить пригодность песочного фильтра при конкретных скважинных условиях. В данном случае, фильтр 2 успешно прошёл испытания по всем указанным критериям, в свою очередь, фильтр 1 испытания провалил: неудовлетворительный результат получен по двум параметрам (остаточная проницаемость фильтра и максимальный размер произведенных частиц).As can be seen from Table 3 (evaluation of two types of sand filter by several parameters), the described device allows to evaluate the suitability of a sand filter under specific well conditions. In this case, filter 2 successfully passed the tests by all the specified criteria, while filter 1 failed the tests: an unsatisfactory result was obtained by two parameters (residual permeability of the filter and the maximum size of the produced particles).

Предшествующее описание было представлено в виде вариантов осуществления. Специалисты в области техники, к которой относится настоящее изобретение, поймут, что модификации и изменения в описанных структурах могут быть реализованы на практике без существенного отклонения от принципа и объема настоящего изобретения. Соответственно, приведенное выше описание не следует рассматривать как относящееся только к конкретным структурам, описанным и показанным на прилагаемых чертежах, а следует рассматривать в соответствии с приведенными пунктами формулы изобретения.The foregoing description has been presented in the form of embodiments. Those skilled in the art to which the present invention pertains will appreciate that modifications and changes in the described structures may be practiced without substantially departing from the principle and scope of the present invention. Accordingly, the above description should not be considered as referring only to the specific structures described and shown in the accompanying drawings, but should be considered in accordance with the appended claims.

Claims (3)

1. Устройство для испытания скважинного песочного фильтра по нескольким параметрам, включающее основной насос для прокачки смеси и создания давления, соединенный с блоком подготовки масляно-песчаной смеси, соединенную с блоком подготовки песчано-масляной смеси тестовую ячейку с установленным в ней образцом песочного фильтра для осаждения песчаной пачки, напорную и обжимную линии давления, подключенные к тестовой ячейке, датчики давления и манометры, запорно-управляющую арматуру, емкость для сбора прошедшей через песочный фильтр масляно-песчаной смеси, электронные весы, блок сбора данных и управления, выполненный с возможностью получения данных от датчиков давления, электронных весов, блока управления основного насоса, при этом тестовая ячейка выполнена с возможностью создания в ней обжимного давления с помощью поршня, передающего давление на песчаную пачку от гидравлического насоса, соединенного с пневмогидроаккумулятором.1. A device for testing a borehole sand filter for several parameters, including a main pump for pumping a mixture and creating pressure, connected to a unit for preparing an oil-sand mixture, a test cell connected to the unit for preparing the sand-oil mixture with a sample of the sand filter installed in it for settling a sand pack, pressure and crimping lines connected to the test cell, pressure sensors and pressure gauges, shut-off and control valves, a container for collecting the oil-sand mixture that has passed through the sand filter, electronic scales, a data collection and control unit configured to receive data from the pressure sensors, the electronic scales, the main pump control unit, wherein the test cell is configured to create a crimping pressure in it using a piston that transmits pressure to the sand pack from a hydraulic pump connected to a pneumatic hydraulic accumulator. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тестовая ячейка включает корпус ячейки в виде трубы с коническим заужением в нижней части, нижнюю гайку для размещения образца песочного фильтра и верхнюю гайку для подачи нагнетательного и обжимного давления.2. The device according to item 1, characterized in that the test cell includes a cell body in the form of a pipe with a conical narrowing in the lower part, a lower nut for placing a sample of the sand filter, and an upper nut for supplying injection and clamping pressure. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок сбора данных и управления выполнен с возможностью вычисления проницаемости образца фильтра с песчаной пачкой, остаточной проницаемости фильтра, критерия Ходжа и скин-фактора фильтра с осажденной песчаной пачкой.3. The device according to item 1, characterized in that the data collection and control unit is designed with the possibility of calculating the permeability of a filter sample with a sand pack, the residual permeability of the filter, the Hodge criterion, and the skin factor of the filter with a deposited sand pack.
RU2023129374A 2023-11-14 Downhole sand filter testing device RU2826393C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2826393C1 true RU2826393C1 (en) 2024-09-09

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1188553A1 (en) * 1982-01-14 1985-10-30 Ярославский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Моторный Завод Method of determining filter permeability
RU2016118449A (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М.Губкина" TEST BENCH FOR RESEARCH OF ANTI-SANDY FILTERS USED IN THE PRODUCTION OF HYDROCARBON RAW MATERIALS
RU2687690C1 (en) * 2018-07-10 2019-05-15 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Test bench for filters of downhole pumping units
RU2755101C1 (en) * 2020-11-11 2021-09-13 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Method for evaluating effectiveness of downhole filters used in sagd-wells during operation of fields with high-viscosity oil, and stand for its implementation
US20230129272A1 (en) * 2021-10-25 2023-04-27 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Sand screen selection

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1188553A1 (en) * 1982-01-14 1985-10-30 Ярославский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Моторный Завод Method of determining filter permeability
RU2016118449A (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М.Губкина" TEST BENCH FOR RESEARCH OF ANTI-SANDY FILTERS USED IN THE PRODUCTION OF HYDROCARBON RAW MATERIALS
RU2687690C1 (en) * 2018-07-10 2019-05-15 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Test bench for filters of downhole pumping units
RU2755101C1 (en) * 2020-11-11 2021-09-13 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Method for evaluating effectiveness of downhole filters used in sagd-wells during operation of fields with high-viscosity oil, and stand for its implementation
US20230129272A1 (en) * 2021-10-25 2023-04-27 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Sand screen selection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8312920B2 (en) Method and apparatus for automated fluid loss measurements of drilling fluids
US7900504B2 (en) High pressure fracture tester
US9714565B2 (en) Slot tester
US7373812B2 (en) Apparatus for sampling and logging on all producing zones of a well
US5303775A (en) Method and apparatus for acquiring and processing subsurface samples of connate fluid
US7155967B2 (en) Formation testing apparatus and method
CN105067464B (en) Sand-proof pipe erosion rate experimental provision
CN1374511A (en) Sample room with dead volumn washing
US20100133204A1 (en) Reusable filters for fluid loss measurements of drilling fluids
US12110791B2 (en) Downhole tool with filtration device
US20100199757A1 (en) Apparatus and method for testing reservoir drilling fluids for drilling unconsolidated tar sands
CN105298457A (en) Method for analyzing matching of displacement viscoelastic particle oil-displacing agent and formation pore throat
EP0646215B1 (en) Method and apparatus for pressure, volume, and temperature measurement and characterization of subsurface formations
RU2826393C1 (en) Downhole sand filter testing device
Wong et al. Permeability reduction in Qishn sandstone specimens due to particle suspension injection
FR2836953A1 (en) FORMATION TEST APPARATUS FOR A PRE-TEST USING PULSE FLUID FLOW CONTROL
CN116556937A (en) Coal-bed gas well exploitation evaluation system and evaluation method
Iscan et al. Correlation of criteria for perforation and pore plugging by particles
CN111094697A (en) Improvements in or relating to injection wells
US20200158619A1 (en) Fracture pressure transmission test apparatus with flowback module
Feia et al. An experimental setup with radial injection for investigation of transport and deposition of suspended particles in porous media
US20180356323A1 (en) Real time on location crush and conductivity testing