[發明專利]蓄能液氣泡鉆井液發生裝置及流變性能測試裝置及方法

在審

• 申請號: 201410573240.0
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104330293A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 都振川;王群力;郭保雨;王旭東;施進;邱維清;蔣莉;嚴波;王寶田;何興華;王俊;蔡勇
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工程技術公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N11/04
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術領域

本發明涉及一種石油開采鉆井輔助裝置，特別涉及一種蓄能液氣泡鉆井液發生裝置及流變性能測試裝置及方法。

背景技術

????泡沫及微泡沫鉆井液具有靜液柱壓力低、濾失小、攜巖性好、廣泛用于低壓、漏失及水敏性地層的鉆井，特別是一些老油田的衰竭儲集層以及海洋范圍內的低壓易漏地層。

《鉆井液與完井液》雜志2007年5月第24卷第3期刊登了一篇題為《高性能欠平衡泡沫鉆井液體系的研究》的資料，利用AGS-8、AGS-10與茶皂素復配得到高性能泡沫鉆井液的起泡劑構建了微泡沫鉆井液體系。其配方為：0.5%?AGSS?(AGS-8:AGS-10:茶皂素=?4:6:5)+?2.0%黏土+?0.3%?FA367-?ΙΙ。

《長江大學學報(?自科版)?理工卷》雜志2007年6?月第4卷第2期刊登了一篇題為《飽和鹽水泡沫鉆井液體系研究應用》的資料，利用飽和鹽水作為基液構建了一種流變性和儲層保護性較好的泡沫鉆井液體系，其配方為：6%膨潤土+0.05%Na₂CO₃+0.6%HTV-II+0.8%LV-CMC+1%SPNH+2%SMP+1.5%XCS-II+

36%NaCl+0.2%XC-ZQP+0.2%XC-FQP。

中國專利CN101148579A公布了一種抗高溫可循環微泡沫鉆井液或完井液技術，其抗溫能力達到200℃。中國專利CN101643641B和中國專利CN101649192A分別公布了一種微泡沫鉆井液配方，并且簡化了配制工藝，增強了微泡沫的穩定性，保護油氣層效果好。

上述技術的缺點是涉及的泡沫及微泡沫鉆井液都是在常壓下發泡，然后注入到鉆井液中，混配之后的泡沫鉆井液進入到環空鉆井液中，在環空高壓力帶的作用下，泡沫體積會被壓縮，導致鉆井液密度增加、靜液柱壓力上升，在鉆遇低壓易漏地層時很難起到防漏、堵漏的作用。

此外，常用的泡沫流變性評價方法是在常溫、常壓下測量的，與實際鉆井液的工作環境相差較遠，不符合高壓力場泡沫制取工藝也不能完全反應泡沫的基本特性。因此，模擬井下的高溫高壓環境來測試泡沫的流變性能對于現場應用具有重要的指導意義。

《石油工業計算機應用》雜志2005年12月第13卷第4期刊登了一篇題為《高溫高壓下泡沫鉆井液流變性實驗分析》的資料，設計了一套模擬高壓高壓環境的泡沫流變性測試裝置。上述技術的缺點是：1、雖然是在高溫、高壓條件下對泡沫流變性能展開測試，但是其發泡過程卻是在常壓下進行的，同樣存在泡沫體積縮小，密度增加的問題；2、該方法只是評價了泡沫在高溫高壓下的流變性能，并沒有混配鉆井液，不能反映泡沫或微泡沫鉆井液在高溫高壓下的流變特性。

《石油與天然氣化工》雜志2008年6月第37卷第3期刊登了一篇題為《高溫高壓下DP-4泡沫性能實驗研究》的資料，《科學技術與工程》雜志2013年1月第13?卷第3?期刊登了一篇題為《高壓下泡沫性能參數的研究》的資料，這兩篇資料介紹了一種在高壓條件下起泡劑性能的評價方法。上述技術的缺陷是：1、該方法能夠滿足高壓下發泡的條件，但是僅僅評價了起泡體積和泡沫半衰期，沒有涉及泡沫流變性能；2、該方法同樣沒有涉及混配鉆井液之后，泡沫或微泡沫鉆井液的性能。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種蓄能液氣泡鉆井液發生裝置及流變性能測試裝置及方法，能夠在高壓下發泡并且在高溫、高壓條件下評價蓄能液氣泡鉆井液的流變性能。

其技術方案是包括增壓小車（1）、氣體容器（2）、第一平流泵（3）、第二平流泵（4）、表面活性劑容器（5）、泡沫發生器（6）、第三平流泵（7）、鉆井液巖粉容器（8）、混合器（9）、管式測量系統（10）、活塞容器（11）、液體背壓閥（12），所述的泡沫發生器（6）的輸入端通過管線連接氣體容器（2）和表面活性劑容器（5），所述的氣體容器（2）的底部設有第一平流泵（3），且氣體容器（2）連接增壓小車（1），增壓小車（1）產生帶壓氣體，并在壓力作用下進入氣體容器（2），通過第一平流泵（3）進入泡沫發生器（6）；所述的表面活性劑容器（5）的底部連接第二平流泵（4），將表面活性劑容器（5）中的發泡劑注入泡沫發生器（6）；