[發明專利]一種可用于誘導裂縫堵漏模擬評價的實驗裝置

在審

• 申請號: 201810974528.7
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN110857943A
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: 劉振東;李公讓;張敬輝;周守菊;李卉;陳健;明玉廣;孫浩玉
• 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;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 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;李勇

本發明提供一種可用于誘導裂縫堵漏模擬評價的實驗裝置，包括高壓氣源、補液池、補液罐、堵漏液罐、堵漏模擬腔、泥漿泵、循環池、計量筒、閥門及管路；其中堵漏模擬腔包括外筒和裂縫模塊，所述裂縫模塊包括筒體、管路接頭、彈舌擋板、彈簧和彈舌片、出口管路和針形螺栓，筒體頂部的管路接頭與外筒上部設有的螺紋開口構成密封連接配合。本發明的特點是可模擬鉆井液循環對形成的堵層進行沖刷，從而評價出堵漏完成后在后續打鉆過程中堵層持續的封堵能力；還可以評價堵漏材料的反向承壓能力；同時，裂縫模塊裂縫大小可以根據壓力大小發生變化，模擬出地層的誘導裂縫變化，進而用于評價堵漏材料對誘導裂縫的堵漏效果。

技術領域

本發明涉及一種石油鉆井用測試儀器領域，具體是一種可用于誘導裂縫堵漏模擬評價的實驗裝置。

背景技術

防漏堵漏室內評價方法是評價鉆井液及防漏堵漏材料效果的重要實驗手段。而該方法主要通過堵漏模擬評價儀器來實現的。多年來，國內大專院校及油田研究機構也一直致力于堵漏模擬評價儀器的研究工作，相繼開發出了多套具有較好評價效果的儀器、裝置。如王中華在《復雜漏失地層堵漏技術現狀及發展方向》（中外能源，2014）一文提到的DL型堵漏試驗儀器和可以模擬漏失地層和堵漏過程的新型堵漏儀。其中，DL-1使用砂床填充，DL-2使用人造巖心。DL-1和DL-2堵漏儀器可較為真實地模擬井下漏失情況，可以直接觀測堵漏效果。通過模擬評價得到的山彈性、剛性和纖維類材料合理搭配，以及粒徑合理分布的復合堵漏材料，可以實現孔隙性、裂縫型漏失的快速有效封堵。又如呂開河在博士論文《鉆井工程中井漏預防與堵漏技術研究與應用》中提到的高溫高壓(HTHP)堵漏模擬實驗裝置。HTHP堵漏模擬實驗裝置可以模擬防漏堵漏劑及鉆井液的動態和靜態堵漏效果，可以評價封堵后巖心或裂縫的承壓能力（工作壓力0～40MPa，工作溫度室溫～180℃，剪切速率0～1000s-1，漏失介質為人造巖心、天然巖心或裂縫模擬塊），實驗結果平行性好，實驗結果對實踐具有指導意義。再如1993 年的行業標準 SY/T5840-93《鉆井用橋接堵漏材料室內試驗方法》是參照API標準制定的，本標準規定了鉆井用橋接堵漏材料所配制的堵漏漿液堵塞不同漏失通道的試驗方法，該標準中的試驗裝置壓力范圍為0~7MPa。這些評價儀器在不同的范圍內體現了較好的模擬評價效果，但在針對某種類型的漏失評價時，還存在一些問題，有改進的空間。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種可用于誘導裂縫堵漏模擬評價的實驗裝置，用于模擬堵漏材料通過架橋作用在地層裂縫形成封堵層的過程，進而根據壓力、漏失量等指標評價出堵漏材料的封堵效果。

為了達到目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種固定裂縫的鉆井液堵漏模擬評價裝置，包括高壓氣源、補液池、補液罐、堵漏液罐、堵漏模擬腔、泥漿泵、循環池、計量筒、閥門及管路；所述堵漏模擬腔包括外筒和裂縫模塊，外筒為封閉的中空筒體，外筒上部設有螺紋開口，外筒底部連接有反向承壓液進口閥門和堵漏液出口閥門；所述裂縫模塊包括筒體，筒體頂部設有管路接頭，筒體內壁沿軸向對稱設置兩組彈舌擋板，兩組彈舌擋板相對端形成裂縫，每組彈舌擋板之間設置彈簧和彈舌片，彈舌片與彈舌擋板構成徑向插接配合，在筒體底部設置出口管路和針形螺栓，筒體頂部的管路接頭與外筒上部設有的螺紋開口構成密封連接配合；其中，高壓氣源、補液池、補液罐、堵漏液罐、裂縫模塊、堵漏模擬腔和計量桶通過管路及閥門連接后構成正向承壓能力測試系統；高壓氣源、補液池、補液罐、反向承壓液進口閥門、堵漏模擬腔和計量桶通過管路及閥門連接后構成反向承壓能測試系統；泥漿泵、堵漏模擬腔、裂縫模塊和循環池通過管路和閥門連接后構成閉環堵層沖刷系統。

上述方案進一步包括：

裂縫模塊的筒體底部引出管上連接有針形螺栓，筒體頂部管路接頭外部設有密封件，筒體中部的裂縫為對應的兩處平行裂縫。

所述堵漏液罐、堵漏模擬腔和循環池外部設置有加熱套和控溫裝置。