气井出砂设备研制.docx
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气井出砂设备研制
关于购置“出砂预测研究”所需实验设施的申请
2011年至2015年，青海油田公司承担了国家科技重大专项课题----多层疏松砂岩气藏开发关键技术，研究院承担了其中的“出砂预测研究”项目。
该项目在结合涩北气田的埋藏浅、成岩差、岩心疏松、易出砂，气层多和边水，气水层交错等特点的情况下，需要利用微观薄片可视化模型观察微粒的运移，针对每种粒径的微粒，观察其在不同孔喉结构中的运移特征，通过对流量、出砂量、出砂粒度、流动过程中压力梯度的改变等的测算，深入、细致研究出砂渗流机理，为本课题的工程研究提供基础理论认识。
同时，对涩北疏松砂岩气田开发过程中的出砂可能性及出砂临界生产压差、出砂临界流速进行精确预测，并分析出水及压力衰竭对出砂的影响，为出砂开采的技术应用界限提供定量的理论依据。
为此，需要完成以下设备购置和研制工作：
1、疏松岩心冷冻及加工制备设备的购置；
2、研制针对气-水-砂的微观渗流机理可视化实验装置；
3、研制岩心驱替试验中气、水、砂自动分离和计量装置；
4、研制出砂、出水对气水相渗曲线的改变及临界压差确定测试装置；
5、其它辅助设备
有鉴于此，经与李江涛总地质师、天然气开发项目部李清主任、实验中心相关管理和分析人员以及非标设备生产商共同讨论，在进行了部分天然岩心初步实验后，确认共同研制的特殊岩心分析实验装置能够满足“出砂预测研究”所需实验数据，现申请购置完成“出砂预测研究”研究课题所急需的特殊实验装置。
具体配置如下：
疏松岩心加工所须配置清单及报价
序号
产品名称
规格型号
生产厂家
数量
单位
单价
总价
备注
1
液氮冷冻钻取机
YDZ-2型
海安华达
1
套
50000
50000
脚控开关、旋转液氮式切片机，包括φ25mm的钻头20个,φ38mm的钻头10个,刀片5个,带大功率除尘装置.
2
液氮制取机
YDY-2型（暂定）
进口
1
台
98000
98000
岩心钻切及制片、扫描电镜、微孔表面测定均需液氮
3
冰柜
DW-40W380型
2
台
16000
32000
内部尺寸：
1376*457*625（mm）
4
液氮罐
YDS-100B-200型
上海隆拓
4
个
17500
70000
带压、100L；配套液氮泵2套。
5
微观薄片制备装置
HD-3
海安华达
1
套
35000
35000
微观驱替专用
6
冷冻取心包封装置
WJ-100型
海安华达
1
套
48000
48000
网垫（φ2.37cm）、铝封圈（φ2.37cm）。
7
带格样品盘
海安华达
46
个
500
23000
定制.304材料,有效尺寸：
980*120*120,冰柜和干冰运输箱运输及搬运过程使用,带提手,每箱装四组.16只,每个冰柜预留15只.标有区块,井位,井深…….用户提供,数字用记号笔手工填写.重复使用.
8
空压泵
XG-WWK3型
天津兴国
1
台
11000
11000
无噪音、无油
9
岩心包封套
HD-2.37
海安华达
10000
个
2
20000
锡
10
筛网
HD-2.37
海安华达
20000
个
2
40000
不绣钢304
11
封圈
HD-2.37
海安华达
20000
个
2
40000
铝
12
疏松岩心薄片切割机
HD-3
海安华达
1
台
23000
23000
总价：
49万元（此报价含17%的增值税，包装,运费,一次从取样现场,运输,到实验室钻,切,包封的全过程培训,报价有效期六十天）。
微观驱替实验系统配置清单
序号
子系统
技术指标
单位
数量
单价
合计
备注
1
模型系統
二维模型
规格：
150×120×10mm；工作压力：
5MPa。
套
1
76000
76000
疏松岩心模型
规格：
22×35×3mm；工作压力：
1MPa。
套
1
36000
36000
2
注入系统
微量恒速恒压泵：
压力：
60MPa；流量：
0.005～10ml/min
台
1
150000
150000
活塞容器
ZR-3型；容积：
200ml；压力：
50MPa
只
3
3600
10800
管线、阀门、压帽压环
压力：
60MPa；温度：
室温～150℃
套
1
28000
28000
蒸汽发生器
温度:
室温～350℃
套
1
29000
29000
恒温箱、控制箱、工作台
温度：
室温～150℃
套
1
32000
32000
3
围压、回压及真空系统
围压自动跟踪泵
压力：
60MPa；流量：
0.01～30ml/min
台
1
65000
65000
回压泵
压力：
50MPa；容积：
100ml
台
1
7600
7600
回压阀
压力：
50MPa；控制精度≤0.05MPa。
只
1
6600
6600
传感器及显示仪表（包括压力表）
精度：
0.1%FS（压力表0.4级）
套
2
12000
24000
压力传感器为美国进口
4
计量系统
出口观察窗
內径0.5mm
套
1
25000
25000
气液砂分离干馏仪
包括10根高精度收集管,温度150℃
套
1
89000
89000
智能数字立体视显微镜
sfereoDiscovergv8型，变倍比8:
1,标准观测（10x目镜）下可从10x-80x连续变倍连续变倍,观察角度38度,带摄像出口。
配置1X、2X、0.3X物镜，配大支架，固定底座，0.63X摄像结构。
套
1
430000
430000
四川大学图象信息研究所
5
图像分析系统
专业数字摄像头及采集卡（含SDK）
JAI，高帧率、高分辨率摄像，1024×1024以上，25帧/秒。
套
1
43000
43000
西图微观驱替动态图像分析系统软件
CIAS-SCU-Q3.3，四川大学、成都西图科技有限公司联合研制，信产厅软件产品登记证号：
川DGY-2008-0493，成都市名优产品，目前唯一专业全面系统的微观驱替软件。
套
1
320000
320000
驱油图像采集软件
CIS，驱油过程采集、回放、AVI格式视频生成
套
1
40000
40000
驱油专用光源
和显微镜配合使用，保证光照范围和均匀,且图像光照均匀，便于后期处理分析
套
1
20000
20000
计算机
戴尔商用机990，I5,4G内存，500G硬盘，独立显卡（显存1G），22寸液晶。
台
1
8500
8500
彩色激光打印机
惠普hP2050
台
1
6000
6000
合计
1446500
三层岩心驱替实验系统配置清单
序号
子系统
名称
技术指标
单位
数量
单价
合计
备注
1
夹持器系統
岩心夹持器
岩心规格：
φ38×25～80,φ25×25～80
套
3
16500
49500
可并联驱替
2
注入系统
恒速恒压泵：
压力：
60MPa；流量：
0.005～100ml/min
台
2
270000
540000
真空泵用户自备
活塞容器
ZR-3型；容积：
2000ml；压力：
50MPa
只
4
12000
48000
管线、阀门、压帽压环
压力：
60MPa；温度：
室温～150℃
套
1
38000
38000
恒温箱、控制箱、工作台
温度：
室温～100℃
1
42000
42000
围压自动跟踪泵
压力：
60MPa；流量：
0.01～30ml/min
套
3
65000
195000
3
围压、回压及真空系统
回压泵
压力：
60MPa；流量：
0.01～30ml/min
台
3
7600
22800
回压阀
压力：
50MPa；容积：
100ml
台
3
6600
19800
真空系统
真空压力：
6×10-2；抽气速率：
2L/S
只
1
0
传感器及显示仪表（包括压力表）
精度：
0.1%FS（压力表0.4级）
套
7
12000
84000
4
计量系统
出口观察窗
0.5mm
套
3
25000
75000
气体计量装置
气体计量精度：
2%，每套含高、中、低流量三组
套
4
25000
100000
含微观一套
出口计量
赛多利斯220g/0.01g
套
1
0
用户自备
出口专用光源
保证光照范围和均匀,且图像光照均匀，便于后期处理分析
台
3
20000
60000
计算机
戴尔商用机990，I5,4G内存，500G硬盘，独立显卡（显存1G），22寸液晶。
套
1
8500
8500
激光打印机
惠普HP1007
套
1
1200
1200
5
软件
控制采集图像储存
套
1
55000
55000
合计
套
1338800
气井出砂
物理模拟实验装置研制
一、疏松岩心制备实验装置
由于涩北气田岩石疏松，储层取出的岩样有些几乎不成形，纵使成形也因岩心胶结松散很难钻取，给开展室内出砂评价实验研究带来很大困难，为此必须添置一套疏松岩心制备实验装置；该装置采用冰柜先对取出岩样进行冷冻处理，待冷冻岩心达到一定硬度后再进行钻、切加工，在岩心加工过程中继续采用液氮进行冷却，该装置还配备冷冻取心包封装置，将加工好的岩样进行包封处理，确保加工的岩样符合实验要求；钻取岩心直径可根据实际需要配备不同规格的取芯钻头，以适应其它不同实验的需求。
设备主要用途：
疏松岩心钻、切、磨、包封、薄片制备
技术指标：
钻取岩心直径：
Φ25mm、Φ38mm
该装置主要设备包括：
液氮冷冻钻取机、液氮冷冻切片机、冷冻岩心包封装置、小型液氮制取机（120升/天）、疏松岩心薄片切割机等。
二、微观驱替实验系统
考虑到涩北气田的埋藏浅、成岩差、岩心疏松、易出砂，气层多和边水，气水层交错，做好治水、控砂工作，是达到气井高产稳产的关键。
气井出砂不仅影响产量，还将造成开采设备损坏及环境污染；影响出砂的因素包括地质因素、开采因素和完井因素，地质因素是不可控因素，而后两种因素在一定条件下可得到缓解和控制，前提是在室内研究的基础上，制定合理的开采速度和气井工作制度等。
因此，有必要购置一整套气井出砂物理模拟实验装置，包括微观驱替实验观察、检测分析系统和综合岩心驱替实验系统；通过微观驱替实验系统观察分析在不同实验条件下（温度、驱替压力、流量）岩心薄片微粒运移状态，以及气、水在储层的微观渗流机理，从而对不同类型储层岩心的出砂规律进行研究；同时该装置还配备疏松岩心模型，对确实无法钻取的岩样，可根据储层应力条件制备相应的岩样进行室内实验研究。
设备主要用途：
1.通过微观驱替实验观察分析，在不同实验条件下（温度、驱替压力、流量）岩心薄片（包括疏松岩心制备的岩样）的沙粒运移状态；
2.定量分析在不同实验条件下（温度、驱替压力、流量）岩心薄片（包括疏松岩心制备的岩样）的出砂量；
3.通过微观渗流机理分析进行岩心出砂规律研究。
技术指标：
二维模型规格：
22×35×3mm；工作压力：
1MPa。
疏松岩心模型规格：
150×120×10mm；工作压力：
5MPa。
实验流量：
0.005～10ml/min
实验温度：
室温～150℃
微观驱替实验系统示意图
三、综合岩心驱替实验系统
该装置是模拟储层条件进行岩心出砂研究的物理模型，可测定采气或气液同采时岩心的出砂量，通过改变实验条件，测定不同开采条件下岩心的出砂量，从而确定研究对象---气井的出砂临界条件，为制定合理的开采速度提供技术保障；该装置还可模拟多层合采气井在相同开采条件下，分析不同类型储层岩心的出砂量；同时该装置也可用于模拟多层暂堵酸化，评价暂堵剂性能及多层暂堵酸化效果等，为今后开展相关工作提供研究设备。
设备主要用途：
1.分析在不同实验条件下（温度、驱替压力、流量）岩心出砂量；
2.模拟多层合采气井在相同开采条件下，分析不同类型储层岩心的出砂量；
3.气井出砂临界条件测定。
4.改变注入液体后，可进行常规岩心的各种流动试验。
技术指标：
岩心规格：
Φ38mm5-80mm工作压力：
60MPa。
实验流量：
0.005～100ml/min
实验温度：
室温～100℃
岩心驱替实验系统流程图
四、后期实险及研究方向
1、驱替过程中流体变化、出砂过程中岩石电阻率的变化。
2、驱替过程前后（出砂前后）声波的时差发生的变化情况。
3、气井出砂程度的界定，出砂预测的发展方向，从定性到定量，各种方法相辅相成，相互补充。
预测结果的可靠性依赖于对所有方法的研究程度。
4、经过大量试验加研究后，制定本行业中不同井的气井出砂程度的界定标准。
使《气井出砂物理模拟实验》走在同行业的最前列。
5、对微观薄片制备、微观夹持器的加工，申报专利。
五、产品的售后服务、人员培训（海安华达石油仪器有限公司承诺）
1、依托西南石油大学及其它研究机构，从仪器的加工过程、冷冻制备、流程建立到数据分折等，为贵院培训2-3名完全熟练掌握该新技术、新工艺的研究和操作人员。
2、所有新技术、新工艺的仪器，在仪器到贵院安装调试合格后，2年内免费维护。
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