一種模擬全尺寸井壁穩(wěn)定的評價方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模擬全尺寸井壁穩(wěn)定的評價方法，利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器對巖心施加實驗所要求的圍壓、孔隙壓力、水平壓力、上覆巖層壓力泥漿循環(huán)壓力和鉆井液循環(huán)介質，并通過井徑測量儀（19）測量在實驗的過程中巖心井眼的擴徑情況，通過地層滑行波聲速測試系統(tǒng)，測量在實驗過程中不同循環(huán)介質下經鉆井液的浸泡后井壁處巖樣聲波特性變化，通過井壁可視與成像系統(tǒng)直接觀察經過鉆井液井壁浸泡后井眼實際變化情況。本發(fā)明的有益效果是：能夠更加真實地模擬井下高溫高壓環(huán)境，能夠動態(tài)評價井壁穩(wěn)定情況，可改變井筒循環(huán)介質，評價不同鉆井方式下井壁穩(wěn)定情況，有助于優(yōu)選鉆井方式與鉆井液體系，具備較大的實用性，便于推廣。
【專利說明】一種模擬全尺寸井壁穩(wěn)定的評價方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣田勘探開發(fā)中模擬研究井壁穩(wěn)定實驗評價方法【技術領域】，特別是一種模擬全尺寸井壁穩(wěn)定的評價方法。
【背景技術】
[0002]井壁失穩(wěn)問題是油氣田勘探開發(fā)過程中普遍存在并一直困擾石油工業(yè)界的一個大問題。井壁不穩(wěn)定嚴重影響著鉆井的速度，質量以及成本，據保守的估計，井壁失穩(wěn)每年約會給世界石油工業(yè)造成5?6億美元的損失，并且由于井壁失穩(wěn)導致鉆井液浸入到儲層中，污染了儲層，給油氣田的開采帶來不利的影響，這個嚴重制約了勘探開發(fā)的進程。因此，維持井壁穩(wěn)定是石油工作者勘探開發(fā)油氣田過程中普遍關注的問題，并且是世界石油界始終致力于攻關的重要內容。
[0003]影響井壁穩(wěn)定的因素很多，其中包括地層巖性以及粘土礦物類型，構造應力，地層壓力，液柱壓力，地層溫度，鉆井液浸泡和沖刷等。因此在研究井壁穩(wěn)定問題時不能簡單的將其看成純力學或化學問題，必須從力學、物理和化學方面綜合考慮。
[0004]目前，石油界已經從力學、物理和化學方面開展了井壁穩(wěn)定的綜合研究。根據總吸附量水法，等效孔隙壓力法以及總水勢彈性增量理論，已經研制了泥頁巖高溫高壓井壁穩(wěn)定性水化/力學耦合模擬實驗裝置、新型高溫高壓井壁穩(wěn)定性模擬實驗裝置、高溫高壓井壁穩(wěn)定性測試儀、模擬地層條件井壁穩(wěn)定評價裝置以及高溫高壓泥頁巖井壁穩(wěn)定性評價裝置等儀器。但是這些儀器，無法模擬真實地層高溫高壓井下力學環(huán)境，不能綜合評價不同鉆井方式對井壁穩(wěn)定的影響，無法進行鉆井液性能、巖石聲波特性與地層滲透性綜合評價，測量參數有限，并且不能直觀的反應井壁失穩(wěn)后的情況。因此研制出一種能夠真實的反應巖石在井底環(huán)境下以及不同循環(huán)介質條件下的鉆井液對井壁穩(wěn)定的影響的室內評價裝置具有重要意義，以滿足油氣田勘探開發(fā)安全經濟進行的需要。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種基于全直徑尺寸巖心模擬地層環(huán)境以及不同井筒循環(huán)介質等工況條件下井壁穩(wěn)定的模擬全尺寸井壁穩(wěn)定的評價方法。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現:一種模擬全尺寸井壁穩(wěn)定的評價方法，它包括以下步驟:
51、利用所研究的實驗巖樣獲取實驗所需的空心巖心；
52、將所制得的空心巖心安放在全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中；
53、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的圍壓調節(jié)系統(tǒng)給巖心施加所要求的圍壓；
54、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的孔隙壓力系統(tǒng)給巖心施加所要求的孔隙壓力；
55、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的真三軸穩(wěn)壓系統(tǒng)，給巖心施加實驗所要求的水平壓力；
56、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的上覆壓力控制系統(tǒng)，給巖心施加實驗所要求的上覆巖層壓力；
57、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的高壓泥漿循環(huán)系統(tǒng)，給巖心循環(huán)實驗所需要的壓力和鉆井液循環(huán)介質；
58、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的井徑測量儀，測量在實驗的過程中巖心井眼的擴徑情況；
59、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的地層滑行波聲速測試系統(tǒng)，測量在實驗過程中不同循環(huán)介質下經鉆井液的浸泡后井壁處巖樣聲波特性變化；
S10、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的井壁可視與成像系統(tǒng)，直接觀察經過鉆井液井壁浸泡后井眼實際變化情況。
[0007]通過步驟S8、S9和SlO可以獲得不同鉆井方式條件下井徑大小、井壁處聲波的特性以及井壁成像數據。
[0008]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明采用的全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器具有較高的壓力溫度性能指標，通過本方法能夠更加真實地模擬井下高溫高壓環(huán)境，可模擬井下真實環(huán)境，力口載上覆地層壓力、圍壓、孔隙壓力和液柱壓力以及控制地層溫度，同時其鉆井液循環(huán)系統(tǒng)是按照井筒結構進行設計，能夠動態(tài)評價井壁穩(wěn)定情況，可改變井筒循環(huán)介質，模擬在氣體鉆井、霧化鉆井、泡沫鉆井及常規(guī)水基鉆井等鉆井方式下不同位置點井徑的變化，評價不同鉆井方式下井壁穩(wěn)定情況，選擇合理的鉆井方式，優(yōu)化鉆井液性能，有助于優(yōu)選鉆井方式與鉆井液體系，同時引入三維氣液兩相滲透率測試和地層滑行波聲波速度測試系統(tǒng)，能夠綜合評價近井壁地層滲透性和巖石聲波特性，研究不同鉆井方式條件下近井壁地帶巖石聲波特性變化，同時配備了可視化動態(tài)分析系統(tǒng)，利用激光束測試不同位置點井眼形狀，實現井壁成像，能夠更加直觀的觀測井徑變化和井壁壓裂垮塌情況，具備較大的實用性，便于推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明采用的全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器的結構示意圖
圖中，1-獨立電動液壓泵，2-液壓泵壓力顯示器，3-上覆壓力顯示器，4-泵壓加壓手閥，5-泵壓泄壓手閥，6-上軸壓活塞，7-下軸壓活塞，8-上柱塞，9-下柱塞，10-左上聲波探頭，11-右上聲波探頭，12-左下聲波探頭，13-右下聲波探頭，14-上高溫高壓透明觀察片，15-下高溫高壓透明觀察片，16-上高溫高壓變焦內窺鏡，17-下高溫高壓變焦內窺鏡，18-密封橡膠套，19-井徑測量儀，20-左上機械移動臂，21-右上機械移動臂，22-左下機械移動臂，23-右下機械移動臂，24-左上加熱器，25-右上加熱器，26-左下加熱器，27-右下加熱器，28-高溫高壓釜體，29-圍壓入口，30-圍壓獨立電動液壓泵，31-圍壓加壓閥，32-圍壓液壓泵顯示器，33-圍壓顯示器，34-圍壓液壓泄壓閥，35-鉆井液壓力入口，36-鉆井液壓力出口，37-上泥漿循環(huán)手閥，38-下泥漿循環(huán)手閥，39-泥漿循環(huán)泵，40-左機械移動調節(jié)器，41-右機械移動調節(jié)器，42-水平壓力電動液壓泵，43-水平壓力顯示器A，44-水平壓力加壓閥，45-水平壓力顯示器B，46-水平壓力泄壓閥，47-氮氣瓶，48-低壓氣源壓力表，49-氣體過濾器，50-氣體增壓機，51-高壓容器，52-排水閥，53-回壓控壓手閥，54-氣驅手閥，55-高壓回壓器，56-孔壓入口，57-孔壓出口，58-孔隙壓力滲透層。
【具體實施方式】[0010]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的描述，本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述:
一種模擬全尺寸井壁穩(wěn)定的評價方法，它包括以下步驟:
51、利用所研究的實驗巖樣獲取實驗所需的空心巖心；
52、將所制得的空心巖心安放在全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中；
53、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的圍壓調節(jié)系統(tǒng)給巖心施加所要求的圍壓；
54、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的孔隙壓力系統(tǒng)給巖心施加所要求的孔隙壓力；
55、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的真三軸穩(wěn)壓系統(tǒng)，給巖心施加實驗所要求的水平壓力；
56、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的上覆壓力控制系統(tǒng)，給巖心施加實驗所要求的上覆巖層壓力；
57、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的高壓泥漿循環(huán)系統(tǒng)，給巖心循環(huán)實驗所需要的壓力和鉆井液循環(huán)介質；
58、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的井徑測量儀(19)，測量在實驗的過程中巖心井眼的擴徑情況；
59、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的地層滑行波聲速測試系統(tǒng)，測量在實驗過程中不同循環(huán)介質下經鉆井液的浸泡后井壁處巖樣聲波特性變化；
S10、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的井壁可視與成像系統(tǒng)，直接觀察經過鉆井液井壁浸泡后井眼實際變化情況。
[0011]通過步驟S8、S9和SlO可以獲得不同鉆井方式條件下井徑大小，井壁處聲波的特性以及井壁成像數據，通過這些參數可以綜合的評價處井壁穩(wěn)定情況。
[0012]如圖1所示，所述的全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器，它包括套裝于巖心外部的筒形的密封橡膠套18，巖心和密封橡膠套18之間設置有孔隙壓力滲透層58，巖心周圍通過孔隙壓力滲透層58與密封橡膠套18接觸，巖心的內部布置有井徑測量儀19，密封橡膠套18的兩端分別安裝有密封所述密封橡膠套18端口的上軸壓活塞6和下軸壓活塞7，上軸壓活塞6和下軸壓活塞7上均設置有連通密封橡膠套18內部空間的通孔，上軸壓活塞6的通孔內通過螺紋安裝有上柱塞8，下軸壓活塞7的通孔內通過螺紋安裝有下柱塞9，上柱塞8和下柱塞9上均設置有連通密封橡膠套18內部空間的通孔，上柱塞8的通孔內安裝有上高溫高壓變焦內窺鏡16，下柱塞9的通孔內安裝有下高溫高壓變焦內窺鏡17，上軸壓活塞6壓緊巖心的上表面，且上軸壓活塞6底部與巖心的上表面之間設置有上高溫高壓透明觀察片14，下軸壓活塞7壓緊巖心的下表面，且上軸壓活塞6頂部與巖心的下表面之間設置有下高溫高壓透明觀察片15，上高壓透明觀察片、下高壓透明觀察片、上高溫高壓變焦內窺鏡16和下高溫高壓變焦內窺鏡17構成井壁可視與成像系統(tǒng)，能夠直接觀察出井眼擴徑、縮徑等情況，上柱塞8的底部鑲嵌有左上聲波探頭10和右上聲波探頭11，下柱塞9的頂部鑲嵌有左下聲波探頭12和右下聲波探頭13，左上聲波探頭10、右上聲波探頭11、左下聲波探頭12和右下聲波探頭13構成地層滑行波聲速測試系統(tǒng)，可以測量鉆井液循環(huán)過程中近井壁地帶巖石聲波特性變化，密封橡膠套18的外部套裝有高溫高壓釜體28，密封橡膠套18與高溫高壓釜體28之間形成密封的圍壓腔，高溫高壓釜體28內部安裝有真三軸穩(wěn)壓系統(tǒng)，高溫高壓釜體28上設置有連通圍壓腔的圍壓入口 29，圍壓入口 29通過高壓管線連接圍壓調節(jié)系統(tǒng)，上軸壓活塞6上設置有從上部連通巖心內部的鉆井液壓力入口 35，下軸壓活塞7上設置有從下部連通巖心內部的鉆井液壓力出口 36，鉆井液壓力入口 35和鉆井液壓力出口 36分別通過高壓管線連接高壓泥漿循環(huán)系統(tǒng)，上軸壓活塞6上設置有從上部連通孔隙壓力滲透層58的孔壓入口 56，下軸壓活塞7上設置有從下部連通孔隙壓力滲透層58的孔壓出口57，孔壓入口 56和孔壓出口 57分別通過高壓管線連接孔隙壓力系統(tǒng)，上軸壓活塞6通過高壓管線連接上覆壓力控制系統(tǒng)。
[0013]所述的高溫高壓釜體28中鑲嵌有左上加熱器24、右上加熱器25、左下加熱器26和右下加熱器27，左上加熱器24、右上加熱器25、左下加熱器26和右下加熱器27分別位于巖心的左上部、右上部、左下部和右下部。鑲嵌有左上加熱器24、右上加熱器25、左下加熱器26和右下加熱器27的高溫高壓釜體28構成釜體加熱控溫系統(tǒng)，加熱功率較高，能夠提供150°C的高溫環(huán)境，并且控溫準確，確保本裝置處于恒溫工作環(huán)境。
[0014]所述的真三軸穩(wěn)壓系統(tǒng)包括左上機械移動臂20、右上機械移動臂21、左下機械移動臂22和右下機械移動臂23，左上機械移動臂20、右上機械移動臂21、左下機械移動臂22和右下機械移動臂23分別安裝于高溫高壓釜體28內部的左上部、右上部、左下部和右下部。真三軸穩(wěn)壓系統(tǒng)能夠保證機械部分的同步、勻速移動。
[0015]所述的左上機械移動臂20、右上機械移動臂21、左下機械移動臂22和右下機械移動臂23分別通過高壓管線連接水平壓力液壓系統(tǒng)，所述的水平壓力液壓系統(tǒng)包括水平壓力電動液壓泵42、水平壓力顯示器A43、水平壓力加壓閥44、水平壓力顯示器B45和水平壓力泄壓閥46，水平壓力電動液壓泵42的輸出管線依次連接水平壓力顯示器A43、水平壓力加壓閥44、泄壓管線、左側高壓管線和右側高壓管線，泄壓管線上安裝有水平壓力顯示器B45和水平壓力泄壓閥46，左側高壓管線依次連接左上機械移動臂20和左下機械移動臂22，右側高壓管線依次連接右上機械移動臂21和右下機械移動臂23，左側高壓管線上安裝有左機械移動調節(jié)器40，右側高壓管線上安裝有右機械移動調節(jié)器41。
[0016]所述的上覆壓力控制系統(tǒng)包括獨立電動液壓泵1、液壓泵壓力顯示器2、泵壓加壓手閥4、上覆壓力顯示器3和泵壓泄壓手閥5，獨立電動液壓泵I的輸出管線依次連接液壓泵壓力顯示器2、泵壓加壓手閥4、泄壓管線和上軸壓活塞6，泄壓管線上安裝有上覆壓力顯示器3和泵壓泄壓手閥5。所述的上覆壓力控制系統(tǒng)能夠提供高達151MPa的上覆巖層壓力。
[0017]所述的圍壓調節(jié)系統(tǒng)包括圍壓獨立電動液壓泵30、圍壓液壓泵顯示器32、圍壓加壓閥31、圍壓顯示器33和圍壓液壓泄壓閥34，圍壓獨立電動液壓泵30的輸出管線依次連接圍壓液壓泵顯示器32、圍壓加壓閥31、泄壓管線和圍壓入口 29，泄壓管線上安裝有圍壓顯示器33和圍壓液壓泄壓閥34。圍壓調節(jié)系統(tǒng)能夠提供90MPa的圍壓。
[0018]所述的高壓泥漿循環(huán)系統(tǒng)包括泥漿循環(huán)泵39、上泥漿循環(huán)手閥37和下泥漿循環(huán)手閥38，泥漿循環(huán)泵39的輸出管線依次連接上泥漿循環(huán)手閥37和鉆井液壓力入口 35，鉆井液壓力出口 36通過管線依次連接下泥漿循環(huán)手閥38和泥漿循環(huán)泵39。高壓泥漿循環(huán)系統(tǒng)能夠提供60MPa的液柱壓力，并且在實驗的過程中可以保證鉆井液的循環(huán)。
[0019]所述的孔隙壓力系統(tǒng)包括氮氣瓶47、低壓氣源壓力表48、氣體過濾器49、氣體增壓機50、高壓容器51、氣驅手閥54、回壓控壓手閥53和高壓回壓器55，高壓容器51底部連接有排水閥52，氮氣瓶47通過管線依次連接低壓氣源壓力表48、氣體過濾器49、氣體增壓機50和高壓容器51，高壓容器51頂部分為兩個支路，所述兩個支路中的一個支路依次連接氣驅手閥54和孔壓入口 56，另一支路依次連接回壓控壓手閥53、高壓回壓器55和孔壓出口 57。孔隙壓力系統(tǒng)可以精確的提供60MPa的孔隙壓力。
[0020]所述獨立電動液壓泵I采用200MPa獨立電動液壓泵，所述液壓泵壓力顯示器2采用200MPa液壓泵壓力顯示器，所述泵壓加壓手閥4采用200MPa泵壓加壓手閥，所述泵壓泄壓手閥5采用200MPa泵壓泄壓手閥，所述圍壓獨立電動液壓泵30采用200MPa圍壓獨立電動液壓泵，所述圍壓加壓閥31采用200MPa圍壓加壓閥，所述圍壓液壓泵顯示器32采用200MPa圍壓液壓泵顯示器，所述圍壓顯示器33采用200MPa圍壓顯示器，所述圍壓液壓泄壓閥34采用200MPa圍壓液壓泄壓閥，所述泥漿循環(huán)泵39采用60MPa泥漿循環(huán)泵，所述水平壓力電動液壓泵42采用200MPa水平壓力電動液壓泵，所述水平壓力加壓閥44采用200MPa水平壓力加壓閥，所述水平壓力顯示器B45采用200MPa水平壓力顯示器，所述水平壓力泄壓閥46采用200MPa水平壓力泄壓閥，所述氣體增壓機50采用60MPa氣體增壓機，所述高壓容器51采用2L/60MPa高壓容器。
[0021 ] 在控制上覆壓力的過程中，通過獨立電動液壓泵11和液壓泵壓力顯示器2提供初始壓力，然后通過泵壓加壓手閥4和上覆壓力顯示器3精確控制模擬器的上覆壓力，其控制精度可以達到0.1MPa ;在控制水平壓力的過程中，通過水平壓力電動液壓泵42和水平壓力顯示器提供初始壓力，然后再通過水平壓力加壓閥44和水平壓力顯示器控制左上機械移動臂20、右上機械移動臂21、左下機械移動臂22、右下機械移動臂23，保證機械部分的同步、勻速移動，提供穩(wěn)定的真三軸環(huán)境；在控制液柱壓力的過程中，通過上泥漿循環(huán)手閥37和泥漿循環(huán)泵39提供液柱壓力，并通過下泥漿循環(huán)手閥38保證鉆井液在模擬器中一直處于循環(huán)狀態(tài)；在控制孔隙壓力的過程中，氮氣瓶47、低壓氣源壓力表48和氣體過濾器49提供氣源，然后通過氣體增壓機50和高壓容器51控制模擬器所需要的孔隙壓力，通過氣驅手閥54向模擬器提供壓力，通過高壓回壓器55、排水閥52和回壓控壓手閥53進行泄壓；在控制圍壓的過程中，通過圍壓獨立電動液壓泵30和圍壓液壓泵顯示器32提供初始壓力，然后再通過圍壓加壓閥31和圍壓顯示器33控制圍壓，利用圍壓液壓泄壓閥34進行泄壓；地層溫度是直接通過左上加熱器24、右上加熱器25、左下加熱器26和右下加熱器27直接給高溫高壓釜體28加熱。
[0022]本發(fā)明實現評價不同鉆井方式井壁穩(wěn)定的具體方法是:通過改變泥漿循環(huán)泵39腔室內的循環(huán)介質，在循環(huán)的過程中打開上泥漿循環(huán)手閥37，通過高壓管線將不同的循環(huán)介質通過鉆井液壓力入口 35輸送到巖心內，然后將鉆井液壓力出口 36通過高壓管線與下泥漿循環(huán)手閥38連接，打開下泥漿循環(huán)手閥38，即可實現實驗過程中泥漿的循環(huán)，此外在循環(huán)鉆井液的過程中，通過井徑測量儀19測量巖心內不同位置點處的井徑大小，從而反應出在不同的循環(huán)介質條件下井壁穩(wěn)定情況，優(yōu)化鉆井方式。
[0023]本發(fā)明實現研究不同鉆井方式條件下近井壁地帶巖石聲波特性變化的具體方法是:通過鑲嵌在上柱塞8中的左上聲波探頭10和右上聲波探頭11發(fā)射聲波信號，發(fā)射出的聲波信號沿著井壁滑行，通過鑲嵌在下柱塞9中的左下聲波探頭12和右下聲波探頭13接收信號，從而通過接收到的信號判斷出在不同鉆井方式條件下近井壁地帶巖石聲波特性。
[0024]本發(fā)明實現井壁可視與成像的具體方法是:通過安裝在下柱塞9內的下高溫高壓變焦內窺鏡17發(fā)射激光束，然后通過安裝在上柱塞8內的上高溫高壓變焦內窺鏡16觀察井眼擴徑和縮徑情況，從而實現井眼形狀成像。[0025]進一步的，模擬全尺寸井壁穩(wěn)定的評價方法，包括以下幾個步驟:
51、利用所研究的實驗巖樣獲取實驗所需的空心巖心；
52、將所制得的空心巖心安放在全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中；
53、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的圍壓調節(jié)系統(tǒng)給巖心施加所要求的圍壓，在施加的過程中應該逐漸加大，防止巖心突然受到較大的力而產生破壞；
54、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的孔隙壓力系統(tǒng)給巖心施加所要求的孔隙壓力，在施加的過程中應該逐漸加大，防止巖心突然受到較大的力而產生破壞；
55、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的真三軸穩(wěn)壓系統(tǒng)，給巖心施加實驗所要求的水平壓力，該系統(tǒng)是通過水平方向的機械臂進行，由于在施加水平應力之前已經給巖心周圍施加了圍壓，因此該水平壓力的大小應該是圍壓和機械臂所施加力的大小之和；
56、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的上覆壓力控制系統(tǒng)，給巖心施加實驗所要求的上覆巖層壓力，在施加的過程中應該先采用位移控制，待軸壓活塞與巖心接觸后再采用力的控制，從而精確控制軸壓的大小，施加的過程中應該逐漸加大軸壓，防止巖心突然受力而發(fā)生破壞；
57、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的高壓泥漿循環(huán)系統(tǒng)，給實驗循環(huán)所需要的壓力和鉆井液循環(huán)介質，在循環(huán)鉆井液的過程中應該控制鉆井液的循環(huán)速度；
58、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的井徑測量儀19，測量在實驗的過程中巖心井眼的擴徑情況，如果在步驟S7中采用的空氣作為循環(huán)介質，則可以通過激光束進行測量；
59、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的地層滑行波聲速測試系統(tǒng)，測量在實驗過程中不同循環(huán)介質下經鉆井液的浸泡后井壁處巖樣聲波特性變化，發(fā)射后的聲波沿著巖心壁傳播，通過該傳播可以判斷出不同鉆井液在井壁處形成的泥餅情況以及判斷泥漿的進入情況；
S10、利用一種模擬全尺寸井壁穩(wěn)定的評價方法中的井壁可視與成像系統(tǒng)，直接觀察經過鉆井液井壁浸泡后井眼實際變化情況。
[0026]本專利與現有技術相比，具有的優(yōu)點是:本發(fā)明采用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器具有較高的壓力溫度性能指標，通過本發(fā)明能夠更加真實地模擬井下高溫高壓環(huán)境，可模擬井下真實環(huán)境，加載上覆地層壓力、圍壓、孔隙壓力和液柱壓力以及控制地層溫度，同時其鉆井液循環(huán)系統(tǒng)是按照井筒結構進行設計，能夠動態(tài)評價井壁穩(wěn)定情況，可改變井筒循環(huán)介質，模擬在氣體鉆井、霧化鉆井、泡沫鉆井及常規(guī)水基鉆井等鉆井方式下不同位置點井徑的變化，評價不同鉆井方式下井壁穩(wěn)定情況，選擇合理的鉆井方式，優(yōu)化鉆井液性能，有助于優(yōu)選鉆井方式與鉆井液體系，同時引入三維氣液兩相滲透率測試和地層滑行波聲波速度測試系統(tǒng)，能夠綜合評價近井壁地層滲透性和巖石聲波特性，研究不同鉆井方式條件下近井壁地帶巖石聲波特性變化，同時配備了可視化動態(tài)分析系統(tǒng)，利用激光束測試不同位置點井眼形狀，實現井壁成像，能夠更加直觀的觀測井徑變化和井壁壓裂垮塌情況。具備較大的實用性，便于推廣。
【權利要求】
1.一種模擬全尺寸井壁穩(wěn)定的評價方法，其特征在于:它包括以下步驟: 51、利用所研究的實驗巖樣獲取實驗所需的空心巖心； 52、將所制得的空心巖心安放在全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中； 53、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的圍壓調節(jié)系統(tǒng)給巖心施加所要求的圍壓； 54、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的孔隙壓力系統(tǒng)給巖心施加所要求的孔隙壓力； 55、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的真三軸穩(wěn)壓系統(tǒng)，給巖心施加實驗所要求的水平壓力； 56、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的上覆壓力控制系統(tǒng)，給巖心施加實驗所要求的上覆巖層壓力； 57、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的高壓泥漿循環(huán)系統(tǒng)，給巖心循環(huán)實驗所需要的壓力和鉆井液循環(huán)介質； 58、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的井徑測量儀(19)，測量在實驗的過程中巖心井眼的擴徑情況； 59、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的地層滑行波聲速測試系統(tǒng)，測量在實驗過程中不同循環(huán)介質下經鉆井液的浸泡后井壁處巖樣聲波特性變化； S10、利用全尺寸井壁穩(wěn)定模擬器中的井壁可視與成像系統(tǒng)，直接觀察經過鉆井液井壁浸泡后井眼實際變化情況。
2.根據權利要求1所述的一種模擬全尺寸井壁穩(wěn)定的評價方法，其特征在于:通過步驟S8、S9和SlO可以獲得不同鉆井方式條件下井徑大小、井壁處聲波的特性以及井壁成像數據。
【文檔編號】E21B49/00GK103758513SQ201410012192
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權日:2014年1月10日
【發(fā)明者】孟英峰, 李皋, 陳一健, 蔣祖軍, 劉厚彬, 徐力群 申請人:西南石油大學