[發明專利]深水氣侵模擬實驗裝置及氣侵判斷方法

在審

• 申請號: 202111549646.1
• 申請日: 2021-12-17
• 公開（公告）號: CN114109357A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 徐東升;楊進;趙宇航;陳柯錦;朱春霖;馬闊;林方堅;賈舒;柏森林;楊鎧嵽;韓增成;溫志良
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B21/00;E21B21/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 陳燁;錢能

1.一種深水氣侵模擬實驗裝置，其特征在于，包括：

容納池，用于容納鉆井液；

注入管匯，其一端伸入所述容納池中；所述注入管匯中設置有注液流量檢測件；

循環泵，設置在所述注入管匯中，用于將所述容納池中的鉆井液向外泵出提供動力；

模擬鉆桿，所述模擬鉆桿的上端與所述注入管匯相連通；

模擬隔水管，所述模擬隔水管套設在所述模擬鉆桿的外部，所述模擬鉆桿與所述模擬隔水管之間形成第一環形間隙；

模擬井筒，所述模擬井筒套設在所述模擬鉆桿的外部，所述模擬井筒上端與所述模擬隔水管的下端密封連接，所述模擬井筒與所述模擬鉆桿之間形成第二環形間隙，所述模擬隔水管、模擬井筒中至少一個能沿著軸向改變長度；

流量檢測組件，至少包括：設置在靠近所述模擬隔水管下端和靠近所述模擬井筒下端的流量計；

氣體管匯，所述氣體管匯的一端與所述模擬鉆桿的下端相連通，另一端連接有氣源，所述氣體管匯設置有開關閥和氣體流量檢測件。

2.如權利要求1所述的深水氣侵模擬實驗裝置，其特征在于，所述模擬隔水管包括相套接的第一模擬子隔水管和第二模擬子隔水管，所述第一模擬子隔水管和所述第二模擬子隔水管沿著軸向的重疊位置設置有第一密封件，所述第一密封件上設置有第一固定件，所述第一模擬子隔水管與所述第二模擬子隔水管能沿著軸向相對移動。

3.如權利要求1所述的深水氣侵模擬實驗裝置，其特征在于，所述模擬井筒包括相套接的第一模擬子井筒和第二模擬子井筒，所述第一模擬子井筒和所述第二模擬子井筒沿著軸向的重疊位置設置有第二密封件，所述第二密封件上設置有第二固定件，所述第一模擬子井筒與所述第二模擬子井筒能沿著軸向相對移動。

4.如權利要求1所述的深水氣侵模擬實驗裝置，其特征在于，所述模擬隔水管的管壁呈波紋狀，形成可伸縮管。

5.如權利要求1所述的深水氣侵模擬實驗裝置，其特征在于，所述模擬隔水管、所述模擬井筒由透明材質制成，所述深水氣侵模擬實驗裝置還包括：圖像獲取設備，與所述圖像獲取設備電性連接的控制器。

6.如權利要求1所述的深水氣侵模擬實驗裝置，其特征在于，所述深水氣侵模擬實驗裝置還包括返出管匯，所述模擬隔水管靠近上端處設置有出口，所述返出管匯的一端連接至所述出口，另一端連接至所述容納池；所述返出管匯中還設置有氣液分離裝置。

7.如權利要求1所述的深水氣侵模擬實驗裝置，其特征在于，所述流量檢測組件包括用于監測模擬隔水管下端的第一超聲波檢測件、用于監測模擬隔水管上端的第二超聲波檢測件、用于監測注入管匯流量的第三超聲波檢測件、用于監測模擬井筒上端的第四超聲波檢測件，用于監測模擬井筒下端的第五超聲波檢測件，所述氣體流量檢測件為設置在氣體管匯中的第六超聲波檢測件。

8.一種利用權利要求7所述的深水氣侵模擬實驗裝置的氣侵判斷方法，其特征在于，所述方法包括：

調節好井深與隔水管長度，打開鉆井液循環泵，使整個管路與深水氣侵模擬實驗充滿鉆井液；

待循環穩定后，記錄第三超聲波流量計的數據，打開開關閥，監測第六超聲波流量計，釋放a L的氣體，然后關閉開關閥；

監測第一超聲波流量計、第二超聲波流量計、第四超聲波流量計和第五超聲波流量計的數據；

基于所述超聲波流量計的流量判斷總溢流量是否大于或等于預設值，當滿足條件時，判斷在預定時長內，總溢流量是否大于或等于預設值，如果判斷結果為是，則判斷出目前已經出現氣侵，需要關井。