[發(fā)明專利]固井沖洗效率的評(píng)價(jià)裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611229757.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN108240185B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱金智;楊謀;李曉春;陳英;彭曉剛;鄧建民;艾正青;張峰;袁中濤;劉忠飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): E21B21/00
• 分類號(hào): E21B21/00;E21B49/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 張洋;黃健

1.一種固井沖洗效率的評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，包括：模擬井筒泥餅形成部件、模擬井筒泥餅沖洗部件、加熱水箱、水泵、質(zhì)量流量計(jì)和加壓裝置；

所述模擬井筒泥餅形成部件包括：第一支座、第一加熱套筒、第一模擬井筒、井筒濾失上蓋、井筒濾失下蓋和巖心/鋼柱；所述第一加熱套筒設(shè)置在所述第一支座上，所述第一模擬井筒設(shè)置在所述第一加熱套筒的內(nèi)部，所述第一模擬井筒的頂端和底端分別與所述井筒濾失上蓋和所述井筒濾失下蓋連接；所述井筒濾失上蓋上設(shè)置有進(jìn)氣孔；所述巖心/鋼柱位于所述第一模擬井筒的內(nèi)部且與所述井筒濾失下蓋連接；

所述第一加熱套筒用于設(shè)定所述巖心/鋼柱的外表面在形成泥餅時(shí)的第一溫度值；

所述加壓裝置與所述進(jìn)氣孔連接；所述加壓裝置用于設(shè)定所述巖心/鋼柱的外表面在形成泥餅時(shí)的第一壓力值；

所述模擬井筒泥餅沖洗部件包括：第二支座、第二加熱套筒、第二模擬井筒、井筒沖洗上蓋、井筒沖洗下蓋和吸附有泥餅的所述巖心/鋼柱；所述第二加熱套筒設(shè)置在所述第二支座上，所述第二模擬井筒設(shè)置在所述第二加熱套筒的內(nèi)部，所述第二模擬井筒的頂端和底端分別與所述井筒沖洗上蓋和所述井筒沖洗下蓋連接；所述井筒沖洗上蓋上設(shè)置有出液口，所述井筒沖洗下蓋上設(shè)置有進(jìn)液口；所述吸附有泥餅的巖心/鋼柱位于所述第二模擬井筒的內(nèi)部且與所述井筒沖洗上蓋連接；

所述水泵的一端與所述質(zhì)量流量計(jì)的入口連接，所述質(zhì)量流量計(jì)的出口通過控制閥與所述進(jìn)液口連接，所述出液口與所述加熱水箱的入口連接，所述加熱水箱的出口與所述水泵的另一端連接；

所述第二加熱套筒用于設(shè)定所述吸附有泥餅的巖心/鋼柱在沖洗時(shí)的第二溫度值；所述加熱水箱用于裝載沖洗液；所述水泵用于將所述沖洗液從所述進(jìn)液口輸入至所述第二模擬井筒中；所述質(zhì)量流量計(jì)用于根據(jù)剪切速率相等原理設(shè)定所述沖洗液的排量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述井筒濾失下蓋包括第一蓋體和夾持器，所述第一蓋體的中心設(shè)置有第一絲扣孔；所述夾持器與所述第一蓋體通過所述第一絲扣孔絲扣連接；

所述夾持器的頂端設(shè)置有凹槽，所述凹槽與所述夾持器的底端通過第二絲扣孔連通；

所述凹槽用于固定所述巖心/鋼柱。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述井筒沖洗上蓋包括第二蓋體和所述夾持器；所述第二蓋體的側(cè)壁上設(shè)置有所述出液口，所述第二蓋體頂端的內(nèi)表面上設(shè)置有連接桿，所述連接桿與所述夾持器通過所述第二絲扣孔絲扣連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述出液口為三個(gè)，相鄰兩個(gè)出液口之間的相位角為120度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述加熱水箱中設(shè)置有攪拌器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述加壓裝置包括氮?dú)馄浚龅獨(dú)馄康某隹谂c所述進(jìn)氣孔通過管線連接，所述管線上設(shè)置有氣體加壓閥和氣體流量控制閥。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述出液口與所述加熱水箱的入口之間、所述加熱水箱的出口與所述水泵之間、所述水泵與所述質(zhì)量流量計(jì)之間均設(shè)置有控制閥。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述井筒濾失上蓋與所述第一模擬井筒之間、所述井筒濾失下蓋與所述第一模擬井筒之間、所述井筒沖洗上蓋與所述第二模擬井筒之間、所述井筒沖洗下蓋與所述第二模擬井筒之間均為絲扣密封連接。

9.一種固井沖洗效率的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，應(yīng)用于權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的固井沖洗效率的評(píng)價(jià)裝置，所述方法包括：

獲取沖洗液的沖洗液性能；

根據(jù)巖心/鋼柱的外徑、試驗(yàn)井的井身數(shù)據(jù)和所述沖洗液性能，獲取所述試驗(yàn)井在井壁/套管壁的剪切速率；

根據(jù)第二模擬井筒的內(nèi)徑、井壁/套管壁的剪切速率，根據(jù)剪切速率相等原理，計(jì)算獲取沖洗液的預(yù)設(shè)排量；

獲取巖心/鋼柱的初始質(zhì)量M3；

將巖心/鋼柱固定在井筒濾失下蓋上，放置在第一模擬井筒的內(nèi)部，通過加壓裝置設(shè)定第一壓力值，通過第一加熱套筒設(shè)定第一溫度值，進(jìn)行第一預(yù)設(shè)時(shí)長的濾失；

濾失結(jié)束后，將吸附有泥餅的巖心/鋼柱從第一模擬井筒中取出，獲取吸附有泥餅的巖心/鋼柱的第一質(zhì)量M1；

通過模擬井筒泥餅沖洗部件、加熱水箱、水泵、質(zhì)量流量計(jì)和控制閥依次連接構(gòu)成的封閉回路，在加熱水箱中添加沖洗液，根據(jù)質(zhì)量流量計(jì)調(diào)節(jié)控制閥，將沖洗液的排量設(shè)置為預(yù)設(shè)排量；

將吸附有泥餅的巖心/鋼柱固定在井筒沖洗上蓋上，放置在第二模擬井筒的內(nèi)部，通過第二加熱套筒設(shè)定第二溫度值，在預(yù)設(shè)排量下進(jìn)行第二預(yù)設(shè)時(shí)長的沖洗；

沖洗結(jié)束后，將巖心/鋼柱從第二模擬井筒中取出，獲取巖心/鋼柱在沖洗后的第二質(zhì)量M2；

根據(jù)公式E＝(M1-M2)/(M1-M3)計(jì)算沖洗效率E。