[發(fā)明專利]鉆井液沉降性測(cè)試裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310449206.8
• 申請(qǐng)日: 2013-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104515717A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李海斌;李公讓;吳雄軍;武學(xué)芹;王麗萍;張虹;李波;王忠杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工集團(tuán)公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號(hào): G01N9/36
• 分類號(hào): G01N9/36;G01N11/12
• 代理公司: 東營(yíng)雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆井液沉降性測(cè)試用實(shí)驗(yàn)裝置，尤其是實(shí)驗(yàn)室用模擬不同壓力及溫度下通過(guò)測(cè)定鉆井液密度變化、分析鉆井液沉降性測(cè)試儀器。

背景技術(shù)

隨著石油勘探開(kāi)發(fā)常規(guī)油氣藏日趨衰竭的現(xiàn)狀，目前從勘探開(kāi)發(fā)層位上已轉(zhuǎn)向深井及超深井鉆探，從油氣藏地層巖性上頁(yè)巖油氣的勘探開(kāi)發(fā)已引起世界范圍內(nèi)高度關(guān)注。針對(duì)油氣資源目前勘探趨勢(shì)，在某些深井、超深井的鉆探過(guò)程中不可避免的使用到高密度鉆井液并且要求密度穩(wěn)定；使用油基鉆井液過(guò)程中，因體系切力低的特點(diǎn)，在要求高密度條件下同樣保持密度穩(wěn)定。所以在鉆井（尤其是使用高密度鉆井液）過(guò)程中，判斷鉆井液靜止?fàn)顟B(tài)下密度是否穩(wěn)定、沉降現(xiàn)象是否嚴(yán)重、鉆屑在鉆井液體系中懸浮穩(wěn)定與否等因素關(guān)系到能否實(shí)施安全鉆井。如果鉆井液在靜止?fàn)顟B(tài)下出現(xiàn)密度分層或鉆屑過(guò)度沉降，而現(xiàn)場(chǎng)不具有實(shí)時(shí)測(cè)量與預(yù)判的手段，此種情況下，易導(dǎo)致井眼內(nèi)液柱壓力不確定，井控存在風(fēng)險(xiǎn)；無(wú)法及時(shí)判斷鉆屑堆積情況，導(dǎo)致鉆具下入過(guò)程遇阻；無(wú)法及時(shí)判明井底是否鉆屑堆積或加重材料沉降，易導(dǎo)致開(kāi)泵壓力激動(dòng)過(guò)高，憋漏憋塌地層，致使井下出現(xiàn)復(fù)雜情況，甚至難以完成鉆探任務(wù)。

目前，現(xiàn)場(chǎng)用于測(cè)量鉆井液密度的儀器為簡(jiǎn)易密度計(jì)，少數(shù)實(shí)驗(yàn)室使用的測(cè)量密度裝置雖然能夠模擬井底溫度及壓力條件下測(cè)定鉆井液密度，而能夠模擬測(cè)量分層鉆井液密度的實(shí)驗(yàn)裝置未見(jiàn)諸于文獻(xiàn)，部分試驗(yàn)機(jī)構(gòu)使用自制簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)一定溫度及壓力下的鉆井液密度，不能模擬真實(shí)地層條件（溫度和壓力）下鉆井液密度變化情況及沉降性，所以會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)井下鉆井液密度值的不確定性。

鉆井液與完井液201006期發(fā)表的《生物表面活性劑解水鎖的室內(nèi)研究》一文中論述了一種測(cè)量巖心自吸能力的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置為本發(fā)明團(tuán)隊(duì)的前期研究成果，該文獻(xiàn)所述自吸實(shí)驗(yàn)裝置可以模擬地層溫度，但不能模擬地層壓力；該裝置采用采集巖心質(zhì)量變化的方式評(píng)價(jià)巖心的自吸能力，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在一定的誤差。

西南石油大學(xué)劉靜的碩士論文《川中磨溪?dú)馓镏旅芴妓猁}巖儲(chǔ)層損害機(jī)理研究》一文中論述了一種毛管自吸實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置沒(méi)有巖心加溫加壓系統(tǒng)，不能模擬地層條件進(jìn)行自吸實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，該裝置也是通過(guò)采集巖心質(zhì)量變化的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)巖心的自吸能力，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在一定的誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)目前沒(méi)有模擬井眼條件下測(cè)試鉆井液沉降性的裝置，提供了一種可以進(jìn)行模擬井眼條件下鉆井液沉降性測(cè)試裝置，模擬井眼條件下，鉆井液靜止?fàn)顟B(tài)下密度在井眼內(nèi)的變化情況，同時(shí)也可判斷鉆屑在井眼內(nèi)的沉降狀況，從而對(duì)鉆井液的性能及鉆井施工提供處理措施依據(jù)及借鑒。

本發(fā)明的一種鉆井液沉降性測(cè)試裝置，包括鉆井液容器以及為鉆井液容器加熱的溫控機(jī)構(gòu)、為鉆井液容器加壓的加壓機(jī)構(gòu)，其特征是：鉆井液容器縱向分布有多個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)閥和至少一個(gè)鉆井液容器溫度測(cè)量口。

上述方案進(jìn)一步包括：

所述的溫控機(jī)構(gòu)為包裹在鉆井液容器外部的加熱套和溫度控制儀。

所述的加熱套包括電加熱套或者熱介質(zhì)加熱套。

所述的加壓機(jī)構(gòu)為鉆井液容器頂部的容器內(nèi)活塞和連接在容器內(nèi)活塞上的加壓推力機(jī)構(gòu)。

所述的加壓推力機(jī)構(gòu)包括直接作用在容器內(nèi)活塞液壓油缸或氣動(dòng)缸、直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)，或者是液壓加壓泵通過(guò)液壓油管連通到鉆井液容器密封蓋和容器內(nèi)活塞之間。

所述的容器內(nèi)活塞上設(shè)有活塞緊扣。

本發(fā)明的鉆井液沉降性測(cè)試裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、該鉆井液沉降性測(cè)試裝置具有加溫加壓系統(tǒng)，可通過(guò)不同節(jié)點(diǎn)通過(guò)閥進(jìn)行分段鉆井液密度測(cè)試實(shí)驗(yàn)。

2、該鉆井液沉降性測(cè)試裝置還可進(jìn)行鉆井液靜止?fàn)顟B(tài)下鉆屑在鉆井液內(nèi)沉降程度測(cè)試。

附圖及簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1為一種鉆井液沉降性測(cè)試裝置的示意圖。圖中：1是鉆井液容器、2是非閉合環(huán)式加熱套、3是溫度控制儀、4是活塞緊扣、5是液壓推進(jìn)式活塞（即容器內(nèi)活塞）、6是?4節(jié)點(diǎn)通過(guò)閥、7是溫度計(jì)插孔、8是液壓加壓泵、9是鉆井液容器密封蓋。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述

典型實(shí)施例1

參照附圖1，一種鉆井液沉降性測(cè)試裝置由鉆井液容器1、非閉合環(huán)式加熱套2、溫度控制儀3、活塞緊扣4、液壓推進(jìn)式活塞5、4節(jié)點(diǎn)通過(guò)閥6、溫度計(jì)插孔7、液壓加壓泵8、鉆井液容器密封蓋9組成。

它可模擬不同地層溫度、壓力條件進(jìn)行鉆井液沉降性測(cè)試實(shí)驗(yàn)，操作簡(jiǎn)單方便，準(zhǔn)確率較高，可為鉆井現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中判斷鉆井液靜止?fàn)顟B(tài)下密度變化提供借鑒。