[發(fā)明專利]模擬井周裂縫的全尺寸巖心堵漏裝置及其試驗(yàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310420508.6
• 申請(qǐng)日: 2023-04-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116359445A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊旭;李勝富;李皋;李紅濤;張毅;黎洪志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00;G01M99/00
• 代理公司: 四川北新律師事務(wù)所 51366
• 代理人: 安延偉

本發(fā)明公開(kāi)了模擬井周裂縫的全尺寸巖心堵漏裝置及其試驗(yàn)方法，全尺寸巖心裝置，具有中孔結(jié)構(gòu)，模擬井眼結(jié)構(gòu)，且裂縫流動(dòng)空間為環(huán)形流動(dòng)通道，真實(shí)模擬了在井筒條件下堵漏材料徑向流動(dòng)堵漏過(guò)程，巖心采用有機(jī)玻璃材料，利用三維雕刻機(jī)，對(duì)裂縫面進(jìn)行精細(xì)刻畫(huà)，更加真實(shí)的模擬出井周裂縫表面形態(tài)，并且有機(jī)玻璃為透明材料，可對(duì)封堵層實(shí)現(xiàn)可視化觀察，以評(píng)價(jià)裂縫封堵效果，能夠?qū)芰芽p做出更為科學(xué)、準(zhǔn)確的定量化堵漏效果評(píng)價(jià)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣勘探開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及模擬井周裂縫的全尺寸巖心堵漏裝置及其試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

隨著石油技術(shù)不斷發(fā)展，油氣勘探開(kāi)發(fā)朝著深層、超深層方向發(fā)展，深部地層油氣資源勘探開(kāi)發(fā)不可避免的遭遇裂縫性地層，裂縫既是油氣運(yùn)移的主要通道，又是鉆井工程安全控制的關(guān)鍵所在，在鉆井過(guò)程中，鉆遇裂縫型地層會(huì)導(dǎo)致大量的工作液流失，因此，對(duì)井周裂縫進(jìn)行堵漏效果試驗(yàn)評(píng)價(jià)，有助于認(rèn)識(shí)不同的堵漏材料的堵漏機(jī)理，提高現(xiàn)場(chǎng)堵漏作業(yè)的成功率，常見(jiàn)的堵漏評(píng)價(jià)裝置，存在以下幾個(gè)問(wèn)題：一、堵漏儀器使用的全尺寸巖心為一次性使用，不能重復(fù)使用，無(wú)法對(duì)同一裂縫開(kāi)展不同堵漏配方下的堵漏效果評(píng)價(jià)，導(dǎo)致試驗(yàn)可靠性差；二、現(xiàn)有的堵漏測(cè)試裝置無(wú)法模擬井下徑向流動(dòng)條件，進(jìn)而無(wú)法評(píng)價(jià)地層徑向流動(dòng)條件下的堵漏效果；三、現(xiàn)有的堵漏儀使用的裂縫系統(tǒng)為光滑的楔形平板裂縫，與真實(shí)裂縫形態(tài)差異較大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了模擬井周裂縫的全尺寸巖心堵漏裝置及其試驗(yàn)方法，具有方法原理可靠，操作方便，在實(shí)際應(yīng)用中能夠?qū)芰芽p做出更為科學(xué)、準(zhǔn)確的定量化堵漏效果評(píng)價(jià)的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

模擬井周裂縫的全尺寸巖心堵漏裝置，包括柱狀的全尺寸巖心、套接在全尺寸巖心外壁上的圍壓膠囊、設(shè)置在全尺寸巖心軸線方向兩端的軸壓膠囊，所述全尺寸巖心軸線方向一端中心處設(shè)置模擬井眼，所述圍壓膠囊外側(cè)套設(shè)有釜體，所述軸壓膠囊沿著軸線方向背離全尺寸巖心的一端連接密封柱體，所述密封柱體、釜體、圍壓膠囊、軸壓膠囊將全尺寸密封巖心進(jìn)行密封，所述模擬井眼外接工作液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與工作液循環(huán)系統(tǒng)，所述工作液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與工作液循環(huán)系統(tǒng)通過(guò)全尺寸巖心聯(lián)通，所述圍壓膠囊外接圍壓注入系統(tǒng)，所述軸壓膠囊外接軸壓注入系統(tǒng)，所述全尺寸巖心軸線方向遠(yuǎn)離模擬井眼的一端外接工作液漏失系統(tǒng)；

所述全尺寸巖心沿其軸線方向包括依次相連的上部單裂縫構(gòu)件、下部單裂縫構(gòu)件和漏斗裝置，所述上部單裂縫構(gòu)件、下部單裂縫構(gòu)件與漏斗裝置同軸布置，所述模擬井眼設(shè)置在上部單裂縫構(gòu)件內(nèi)并貫穿上部單裂縫構(gòu)件，所述下部單裂縫構(gòu)件為柱狀立方體，所述下部單裂縫構(gòu)件上沿其軸線方向設(shè)置有貫穿下部單裂縫構(gòu)件的流道。

所述上部單裂縫構(gòu)件、下部單裂縫構(gòu)件與漏斗裝置通過(guò)對(duì)稱設(shè)置的螺栓連接。

所述上部單裂縫構(gòu)件面向下部單裂縫構(gòu)件的端面設(shè)置有上凹凸面，所述下部單裂縫構(gòu)件面向上部單裂縫構(gòu)件的端面設(shè)置有下凹凸面，所述上凹凸面與下凹凸面形成裂隙通道。

所述上部單裂縫構(gòu)件、下部單裂縫構(gòu)件與漏斗裝置接觸面處設(shè)置墊片，所述墊片套接在螺栓上。

所述螺栓貫穿上部單裂縫構(gòu)件、下部單裂縫構(gòu)件與漏斗裝置。

所述全尺寸巖心材質(zhì)為有機(jī)玻璃。

堵漏試驗(yàn)方法如下：

S1、組裝全尺寸巖心堵漏裝置，通過(guò)圍壓注入系統(tǒng)與軸壓注入系統(tǒng)調(diào)節(jié)全尺寸巖心的圍壓與軸壓達(dá)到試驗(yàn)預(yù)定值并保持，同時(shí)工作液漏失系統(tǒng)保持常開(kāi)狀態(tài)；

S2、模擬未進(jìn)行堵漏作業(yè)時(shí)工作液漏失過(guò)程，打開(kāi)工作液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與工作液循環(huán)系統(tǒng)，在工作液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中通入無(wú)固相工作液，通過(guò)工作液漏失系統(tǒng)與工作液循環(huán)系統(tǒng)記錄堵漏前的工作液漏失量、循環(huán)液量、循環(huán)速率；