模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于石油工程領(lǐng)域，具體地，涉及一種模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法；模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)裝置包括第一高壓氮?dú)馄?、第一循環(huán)筒、漏失實(shí)驗(yàn)筒、第二循環(huán)筒、第二高壓氮?dú)馄?、伺服控制注入泵；第一高壓氮?dú)馄颗c第一循環(huán)筒底端相連；第五高壓管線的兩端分別與第一循環(huán)筒上端和巖心夾持器上端連接；伺服控制注入泵與漏失實(shí)驗(yàn)筒下端相接；第二高壓氮?dú)馄颗c第二循環(huán)筒底端相連；第四高壓管線的兩端分別與第二循環(huán)筒上端和巖心夾持器上端連接。本發(fā)明可真實(shí)模擬原始地應(yīng)力狀態(tài)下鉆井液在不同巖性巖心端面的正循環(huán)和反循環(huán)動(dòng)態(tài)堵漏過(guò)程，可模擬巖心尺寸大，實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)誤差小，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用更具指導(dǎo)性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油工程領(lǐng)域，具體地，涉及一種模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法，用于石油鉆井過(guò)程中鉆遇易漏地層時(shí)的漏失壓力預(yù)測(cè)與相應(yīng)堵漏劑堵漏效果評(píng)價(jià)。
【背景技術(shù)】
[0002]油氣鉆井過(guò)程中的井漏問(wèn)題一直是困擾國(guó)內(nèi)外石油勘探、開(kāi)發(fā)的重大工程技術(shù)難題，至今未能完全解決。丼壁漏失不僅會(huì)引起卡鉆、井噴、坍塌等一系列復(fù)雜情況，增加了鉆井成本，而且也為后期的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了極大的困難。隨著油田的深入開(kāi)發(fā)，深井、超深井以及復(fù)雜井的增多，使丼漏問(wèn)題異常突出。
[0003]近年來(lái)，人們逐步嘗試通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)的方法進(jìn)行鉆井液漏失與堵漏效果評(píng)價(jià)，但試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際鉆井過(guò)程中井壁鉆井液的動(dòng)態(tài)漏失有很大誤差。例如，申請(qǐng)?zhí)枮?00910167764.9的發(fā)明專(zhuān)利公布的模擬裂縫堵漏試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法以及申請(qǐng)?zhí)枮?01210023152.4的發(fā)明專(zhuān)利公布的高溫高壓鉆井液漏失動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)儀均采用了不銹鋼鋼板來(lái)模擬裂縫，不能用于實(shí)際巖心的模擬，且只模擬鉆井液從井筒向地層的靜態(tài)漏失，忽略了鉆井液本身在井筒中的流動(dòng)；又如，申請(qǐng)?zhí)枮?01220295161.4的實(shí)用新型專(zhuān)利公布的一種鉆井液漏失用高溫高壓堵漏試驗(yàn)裝置，雖然增加了循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鉆井液對(duì)堵層的沖刷，但無(wú)法進(jìn)行反循環(huán)沖刷；另外，以上三種裝置均未能實(shí)現(xiàn)應(yīng)力狀態(tài)下的鉆井液動(dòng)態(tài)漏失，不能很好地模擬鉆井過(guò)程中的漏失現(xiàn)象。
[0004]為此，亟須研制出能真實(shí)反應(yīng)地層應(yīng)力狀態(tài)和鉆井液流動(dòng)狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)裝置，為鉆井過(guò)程中的漏失壓力預(yù)測(cè)以及堵漏措施制定提供一定的依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)裝置及方法，以更加真實(shí)地模擬裂縫性地層在原始條件下的漏失情況，以及相應(yīng)的堵漏措施的實(shí)施效果。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)裝置，包括:第一高壓氮?dú)馄?、第一循環(huán)筒、漏失實(shí)驗(yàn)筒、巖心夾持器、第二循環(huán)筒、第二高壓氮?dú)馄俊⑺欧刂谱⑷氡?；巖心夾持器置于漏失實(shí)驗(yàn)筒內(nèi)；
所述第一高壓氮?dú)馄客ㄟ^(guò)第一高壓管線與第一循環(huán)筒底端相連，第一高壓管線上設(shè)置第一減壓閥；第一高壓氮?dú)馄績(jī)?nèi)裝有高壓氮?dú)?，第一循環(huán)筒內(nèi)設(shè)有第一活塞，所述第一循環(huán)筒的底部設(shè)有第一閥門(mén)，第一循環(huán)筒的頂部安裝有第一壓力表；
第五高壓管線的一端與第一循環(huán)筒的上端相連、另一端穿過(guò)漏失實(shí)驗(yàn)筒的上端與巖心夾持器的上端連接，第五高壓管線上設(shè)有第二閥門(mén)；
第二高壓管線的一端與巖心夾持器的底端相連、另一端穿過(guò)漏失實(shí)驗(yàn)筒的下端與燒杯相連，第二高壓管線上設(shè)有第六閥門(mén)；
所述漏失實(shí)驗(yàn)筒下端通過(guò)第六高壓管線與伺服控制注入泵相接，第六管線上設(shè)有第三閥門(mén)，所述伺服控制注入泵與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連并由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制；
所述第二高壓氮?dú)馄客ㄟ^(guò)第三高壓管線與第二循環(huán)筒底端相連，第三高壓管線上設(shè)置第二減壓閥，第二高壓氮?dú)馄績(jī)?nèi)裝有高壓氮?dú)猓诙h(huán)筒內(nèi)設(shè)有第二活塞；
所述第二循環(huán)筒的底部設(shè)有第五閥門(mén)，第二循環(huán)筒的頂部安裝有第三壓力表；
第四高壓管線的一端與第二循環(huán)筒的上端相連、另一端穿過(guò)漏失實(shí)驗(yàn)筒的上端與巖心夾持器的上端連接，第四高壓管線上設(shè)有第四閥門(mén)。
[0007]模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)方法，利用上述的實(shí)驗(yàn)裝置，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)、準(zhǔn)備鉆井液、堵漏劑和待實(shí)驗(yàn)的巖心；
(2)、將待實(shí)驗(yàn)的巖心安裝在巖心夾持器上，并置于漏失實(shí)驗(yàn)筒中，打開(kāi)第三閥門(mén)，利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)逐步給漏失實(shí)驗(yàn)筒內(nèi)施加巖心的圍壓，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)保持穩(wěn)定不變；
(3)、鉆井液動(dòng)態(tài)堵漏實(shí)驗(yàn)
①在第一循環(huán)筒內(nèi)加滿設(shè)定堵漏劑體系的鉆井液，進(jìn)行正循環(huán)；打開(kāi)第一減壓閥、第二閥門(mén)、第四閥門(mén)、第二減壓閥；第一閥門(mén)、第五閥門(mén)均處于關(guān)閉狀態(tài)，逐步調(diào)節(jié)第一減壓閥和第二減壓閥的壓力，使第一壓力表指示的壓力高于第三壓力表指示的壓力0.5MPa，保證鉆井液在巖心端面的流動(dòng)，期間可以通過(guò)調(diào)節(jié)第五閥門(mén)放空氣體來(lái)降低第二循環(huán)筒中的壓力；打開(kāi)第六閥門(mén)，觀察燒杯內(nèi)鉆井液的流出情況，記錄漏失量和漏失時(shí)間；
②當(dāng)?shù)诹y門(mén)出口鉆井液流量明顯降低時(shí)，關(guān)閉第一減壓閥和第二減壓閥，進(jìn)行反循環(huán)；打開(kāi)第一閥門(mén)放空第一循環(huán)筒內(nèi)的氣體，關(guān)閉第一閥門(mén)；打開(kāi)第一減壓閥、第二減壓閥；第一閥門(mén)、第五閥門(mén)均處于關(guān)閉狀態(tài)，逐步調(diào)節(jié)第二減壓閥和第一減壓閥的壓力，使第三壓力表指示的壓力高于第一壓力表指示的壓力0.5MPa，保證鉆井液在巖心端面的流動(dòng)，期間可以通過(guò)調(diào)節(jié)第一閥門(mén)放空氣體來(lái)降低第一循環(huán)筒中的壓力；觀察燒杯內(nèi)鉆井液的流出情況，記錄漏失量和漏失時(shí)間，分析堵漏效果；
(4)、堵漏成功后，關(guān)閉第一減壓閥、第二閥門(mén)、第一閥門(mén)、第五閥門(mén)；打開(kāi)第二減壓閥，第四閥門(mén)，逐步增加第二循環(huán)筒內(nèi)的壓力，進(jìn)行鉆井液穿透實(shí)驗(yàn)，獲得相應(yīng)的承壓能力；
(5)、鉆井液芽透實(shí)驗(yàn)完成后，先卸壓，然后取出巖心，實(shí)驗(yàn)完畢。
[0008]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下的有益效果:
(I)、本發(fā)明以實(shí)際巖心為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，可模擬不同巖性地層的漏失情況，評(píng)價(jià)堵漏材料的堵漏效果，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用更具指導(dǎo)性。
[0009](2)、增加了鉆井液在巖心端面的循環(huán)系統(tǒng)，克服了以往研究中的僅能實(shí)現(xiàn)單向漏失與堵漏的弊端，實(shí)現(xiàn)了鉆井液在巖心端面的正循環(huán)和反循環(huán)動(dòng)態(tài)堵漏，可真實(shí)模擬實(shí)際鉆井過(guò)程中鉆井液在地下的漏失與堵漏情況。
[0010](3)、鉆井液的漏失與堵漏是在較高的圍壓下進(jìn)行的，可較真實(shí)地模擬原始地層應(yīng)力狀態(tài)下鉆井過(guò)程中鉆井液的漏失與堵漏情況。
[0011](4)、可模擬巖心尺寸大，最大可實(shí)驗(yàn)巖心尺寸為直徑100mm，高100mm，實(shí)驗(yàn)方法
簡(jiǎn)單，操作方便，實(shí)驗(yàn)誤差小?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖；
圖2為漏失實(shí)驗(yàn)筒內(nèi)巖心夾持器示意圖；
圖3為巖心夾持器上端蓋底端面剖面圖；
圖4為巖心夾持器下端蓋上端面剖面圖；
圖中，1、第一高壓氮?dú)馄浚?、第一減壓閥，3、第一高壓管線，4、第一循環(huán)筒，40、第一活塞,5、第一閥門(mén)，7、第一壓力表,8、第二閥門(mén),9、漏失實(shí)驗(yàn)筒,10、巖心夾持器,11、第三閥門(mén)，12、伺服控制注入泵，13、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，14、第六閥門(mén)，15、燒杯，17、第二高壓管線，18、第四閥門(mén)，19、第三壓力表，21、第二循環(huán)筒，41、第二活塞，22、第五閥門(mén)，23、第三高壓管線，24、第二減壓閥，25、第二高壓氮?dú)馄浚?6、第四高壓管線，27、第五高壓管線，28、第六高壓管線,29、巖心夾持器上端蓋,30、巖心夾持器下端蓋,31、巖心,32、膠套。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)裝置，包括:第一高壓氮?dú)馄?、第一循環(huán)筒4、漏失實(shí)驗(yàn)筒9、巖心夾持器10、第二循環(huán)筒21、第二高壓氮?dú)馄?5、伺服控制注入泵12 ;巖心夾持器10置于漏失實(shí)驗(yàn)筒9內(nèi)。
[0014]所述第一高壓氮?dú)馄縄通過(guò)第一高壓管線3與第一循環(huán)筒4底端相連，第一高壓管線3上設(shè)置第一減壓閥2 ;第一高壓氮?dú)馄縄內(nèi)裝有高壓氮?dú)猓糜诮o第一循環(huán)筒4內(nèi)的鉆井液提供壓力；第一循環(huán)筒4內(nèi)設(shè)有第一活塞40，第一活塞40用于實(shí)現(xiàn)對(duì)上端的鉆井液和下端的高壓氮?dú)獾母綦x，并將下端的高壓氮?dú)獾膲毫鬟f給上端的鉆井液；第一減壓閥2用于控制第一高壓氮?dú)馄縄的輸出壓力；所述第一循環(huán)筒4的底部設(shè)有第一閥門(mén)5，第一閥門(mén)5用于放空或調(diào)節(jié)第一循環(huán)筒4內(nèi)的壓力；第一循環(huán)筒4的頂部安裝有第一壓力表7，用于指示第一循環(huán)筒4中的鉆井液壓力。
[0015]第五高壓管線27的一端與第一循環(huán)筒4的上端相連、另一端穿過(guò)漏失實(shí)驗(yàn)筒9的上端與巖心夾持器10的上端連接，第五高壓管線27上設(shè)有第二閥門(mén)8，第二閥門(mén)8用于控制漏失實(shí)驗(yàn)筒9中鉆井液的進(jìn)出。
[0016]第二高壓管線17的一端與巖心夾持器10的底端相連、另一端穿過(guò)漏失實(shí)驗(yàn)筒9的下端與燒杯15相連，第二高壓管線17上設(shè)有第六閥門(mén)14 ;第六閥門(mén)14用于控制鉆井液的流出，燒杯15用來(lái)計(jì)量穿透后漏失的鉆井液。
[0017]所述漏失實(shí)驗(yàn)筒9下端通過(guò)第六高壓管線28與伺服控制注入泵12相接，第六管線28上設(shè)有第三閥門(mén)11，第三閥門(mén)11用于控制圍壓液體的進(jìn)出；所述伺服控制注入泵12與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)13相連并由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)13控制，伺服控制注入泵12經(jīng)第六高壓管線28給漏失實(shí)驗(yàn)筒9內(nèi)巖心施加圍壓。
[0018]所述第二高壓氮?dú)馄?5通過(guò)第三高壓管線23與第二循環(huán)筒21底端相連，第三高壓管線23上設(shè)置第二減壓閥24 ;第二高壓氮?dú)馄?5內(nèi)裝有高壓氮?dú)猓糜诮o第二循環(huán)筒21內(nèi)的鉆井液提供壓力；第二循環(huán)筒21內(nèi)設(shè)有第二活塞41，第二活塞41用于實(shí)現(xiàn)對(duì)上端的鉆井液和下端的高壓氮?dú)獾母綦x，并將底端高壓氮?dú)獾膲毫鬟f給上端的鉆井液；第二減壓閥24用于控制第二高壓氮?dú)馄?5的輸出壓力； 所述第二循環(huán)筒21的底部設(shè)有第五閥門(mén)22，第五閥門(mén)22用于放空或調(diào)節(jié)第二循環(huán)筒21內(nèi)的壓力；第二循環(huán)筒21的頂部安裝有第三壓力表19，用于指示第二循環(huán)筒21中的鉆井液壓力；
第四高壓管線26的一端與第二循環(huán)筒21的上端相連、另一端穿過(guò)漏失實(shí)驗(yàn)筒9的上端與巖心夾持器10的上端連接，第四高壓管線26上設(shè)有第四閥門(mén)18，第四閥門(mén)18用于控制漏失實(shí)驗(yàn)筒9中鉆井液的進(jìn)出。
[0019]如圖2所示，所述巖心夾持器10，包括:巖心夾持器上端蓋29、巖心夾持器下端蓋30和膠套32，巖心31夾在巖心夾持器上端蓋29和巖心夾持器下端蓋30之間，并用膠套32密封，夾緊巖心并防止圍壓液體的滲入。如圖3、圖4所示，巖心夾持器上端蓋29的下端面和巖心夾持器下端蓋30的上端面分別設(shè)有凹槽，便于鉆井液的流動(dòng)；第四高壓管線26和第五高壓管線27分別與巖心夾持器上端蓋29相連，第二高壓管線17與巖心夾持器下端蓋30相連。
[0020]如圖3所示，巖心夾持器上端蓋29底端面剖面上帶有凹槽，便于鉆井液在巖心入口端面的流動(dòng)；
如圖4所示，巖心夾持器下端蓋30上端面剖面上帶有凹槽，便于鉆井液在巖心出口端面的流動(dòng)；
正循環(huán)時(shí)，第一減壓閥2、第二閥門(mén)8、第四閥門(mén)18、第二減壓閥24、第三閥門(mén)11均處于打開(kāi)狀態(tài)，第一閥門(mén)5、第五閥門(mén)22均處于關(guān)閉狀態(tài)；由第一高壓氮?dú)馄縄給內(nèi)置第一活塞40的第二循環(huán)筒21內(nèi)的鉆井液加壓后，鉆井液經(jīng)第五高壓管線27流入漏失實(shí)驗(yàn)筒9內(nèi)，鉆井液在巖心夾持器10上端面循環(huán)后經(jīng)第四高壓管線26流入第二循環(huán)筒21內(nèi)；第二高壓氮?dú)馄?5通過(guò)第二減壓閥24、第三高壓管線23給第二循環(huán)筒21提供壓力，目的是保持第一循環(huán)筒4和第二循環(huán)筒21之間的壓差穩(wěn)定；由伺服控制注入泵12經(jīng)第三閥門(mén)11給漏失實(shí)驗(yàn)筒9施加圍壓。
[0021]反循環(huán)時(shí)，第一減壓閥2、第二閥門(mén)8、第四閥門(mén)18、第二減壓閥24、第三閥門(mén)11均處于打開(kāi)狀態(tài)，第一閥門(mén)5、第五閥門(mén)22均處于關(guān)閉狀態(tài)；由第二高壓氮?dú)馄?5給內(nèi)置第二活塞41的第二循環(huán)筒21內(nèi)的鉆井液加壓后，鉆井液經(jīng)第四高壓管線26流入漏失實(shí)驗(yàn)筒9內(nèi)，鉆井液在巖心夾持器10上端面循環(huán)后經(jīng)第五高壓管線27流入第一循環(huán)筒4內(nèi)；第一高壓氮?dú)馄縄通過(guò)第一減壓閥2、第一高壓管線3給第一循環(huán)筒4提供壓力，目的是保持第二循環(huán)筒21和第一循環(huán)筒4之間的壓差穩(wěn)定；由伺服控制注入泵12經(jīng)第三閥門(mén)11給漏失實(shí)驗(yàn)筒9施加圍壓。
[0022]模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏實(shí)驗(yàn)的方法，利用上述實(shí)驗(yàn)裝置，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)、準(zhǔn)備鉆井液、堵漏劑和待實(shí)驗(yàn)的巖心；
(2)、將待實(shí)驗(yàn)的巖心31安裝在巖心夾持器10上，并置于漏失實(shí)驗(yàn)筒9中，打開(kāi)第三閥門(mén)11，利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)13逐步給漏失實(shí)驗(yàn)筒9內(nèi)施加巖心的圍壓，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)保持穩(wěn)定不變，；
(3)、鉆井液動(dòng)態(tài)堵漏實(shí)驗(yàn)
①在第一循環(huán)筒4內(nèi)加滿設(shè)定堵漏劑體系的鉆井液，進(jìn)行正循環(huán)；打開(kāi)第一減壓閥2、第二閥門(mén)8、第四閥門(mén)18、第二減壓閥24;第一閥門(mén)5、第五閥門(mén)22均處于關(guān)閉狀態(tài)，逐步調(diào)節(jié)第一減壓閥5和第二減壓閥24的壓力，使第一壓力表7指示的壓力高于第三壓力表19指示的壓力0.5MPa，保證鉆井液在巖心端面的流動(dòng)，期間可以通過(guò)調(diào)節(jié)第五閥門(mén)22放空氣體來(lái)降低第二循環(huán)筒21中的壓力；打開(kāi)第六閥門(mén)14，觀察燒杯15內(nèi)鉆井液的流出情況，記錄漏失量和漏失時(shí)間。
[0023]②當(dāng)?shù)诹y門(mén)14出口鉆井液流量明顯降低時(shí)，關(guān)閉第一減壓閥2和第二減壓閥24，進(jìn)行反循環(huán)；打開(kāi)第一閥門(mén)5放空第一循環(huán)筒4內(nèi)的氣體，關(guān)閉第一閥門(mén)5 ;打開(kāi)第一減壓閥2、第二減壓閥24 ;第一閥門(mén)5、第五閥門(mén)22均處于關(guān)閉狀態(tài)，逐步調(diào)節(jié)第二減壓閥24和第一減壓閥2的壓力，使第三壓力表19指示的壓力高于第一壓力表7指示的壓力
0.5MPa，保證鉆井液在巖心端面的流動(dòng)，期間可以通過(guò)調(diào)節(jié)第一閥門(mén)5放空氣體來(lái)降低第一循環(huán)筒4中的壓力；觀察燒杯15內(nèi)鉆井液的流出情況，記錄漏失量和漏失時(shí)間，分析堵漏效果。
[0024](4)、堵漏成功后，關(guān)閉第一減壓閥2、第二閥門(mén)8、第一閥門(mén)5、第五閥門(mén)22 ;打開(kāi)第二減壓閥24，第四閥門(mén)18，逐步增加第二循環(huán)筒21內(nèi)的壓力，進(jìn)行鉆井液穿透實(shí)驗(yàn)，獲得相應(yīng)的承壓能力。
[0025](5)、鉆井液穿透實(shí)驗(yàn)完成后，先卸壓，然后取出巖心，實(shí)驗(yàn)完畢。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)裝置，包括:第一高壓氮?dú)馄?、第一循環(huán)筒、漏失實(shí)驗(yàn)筒、巖心夾持器、第二循環(huán)筒、第二高壓氮?dú)馄?、伺服控制注入泵；巖心夾持器置于漏失實(shí)驗(yàn)筒內(nèi)；其特征在于: 所述第一高壓氮?dú)馄客ㄟ^(guò)第一高壓管線與第一循環(huán)筒底端相連，第一高壓管線上設(shè)置第一減壓閥；第一高壓氮?dú)馄績(jī)?nèi)裝有高壓氮?dú)?，第一循環(huán)筒內(nèi)設(shè)有第一活塞，所述第一循環(huán)筒的底部設(shè)有第一閥門(mén)，第一循環(huán)筒的頂部安裝有第一壓力表； 第五高壓管線的一端與第一循環(huán)筒的上端相連、另一端穿過(guò)漏失實(shí)驗(yàn)筒的上端與巖心夾持器的上端連接，第五高壓管線上設(shè)有第二閥門(mén)； 第二高壓管線的一端與巖心夾持器的底端相連、另一端穿過(guò)漏失實(shí)驗(yàn)筒的下端與與燒杯相連，第二高壓管線上設(shè)有第六閥門(mén)； 所述漏失實(shí)驗(yàn)筒下端通過(guò)第六高壓管線與伺服控制注入泵相接，第六管線上設(shè)有第三閥門(mén)，所述伺服控制注入泵與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連并由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制； 所述第二高壓氮?dú)馄客ㄟ^(guò)第三高壓管線與第二循環(huán)筒底端相連，第三高壓管線上設(shè)置第二減壓閥，第二高壓氮?dú)馄績(jī)?nèi)裝有高壓氮?dú)?，第二循環(huán)筒內(nèi)設(shè)有第二活塞； 所述第二循環(huán)筒的底部設(shè)有第五閥門(mén)，第二循環(huán)筒的頂部安裝有第三壓力表； 第四高壓管線的一端與第二循環(huán)筒的上端相連、另一端穿過(guò)漏失實(shí)驗(yàn)筒的上端與巖心夾持器的上端連接，第四高壓管線上設(shè)有第四閥門(mén)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述巖心夾持器，包括:巖心夾持器上端蓋、巖心夾持器下端蓋和膠套，巖心夾在巖心夾持器上端蓋和巖心夾持器下端蓋之間，并用膠套密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:巖心夾持器上端蓋的下端面和巖心夾持器下端蓋的上端面分別設(shè)有凹槽，第四高壓管線和第五高壓管線分別與巖心夾持器上端蓋相連，第二高壓管線與巖心夾持器下端蓋相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:正循環(huán)時(shí)，第一減壓閥、第二閥門(mén)、第四閥門(mén)、第二減壓閥、第三閥門(mén)均處于打開(kāi)狀態(tài)，第一閥門(mén)、第五閥門(mén)均處于關(guān)閉狀態(tài)；由第一高壓氮?dú)馄拷o內(nèi)置第一活塞的第二循環(huán)筒內(nèi)的鉆井液加壓后，鉆井液經(jīng)第五高壓管線流入漏失實(shí)驗(yàn)筒內(nèi)，鉆井液在巖心夾持器上端面循環(huán)后經(jīng)第四高壓管線流入第二循環(huán)筒內(nèi)；第二高壓氮?dú)馄客ㄟ^(guò)第二減壓閥、第三高壓管線給第二循環(huán)筒提供壓力，目的是保持第一循環(huán)筒和第二循環(huán)筒之間的壓差穩(wěn)定；由伺服控制注入泵經(jīng)第三閥門(mén)給漏失實(shí)驗(yàn)筒施加圍壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:反循環(huán)時(shí)，第一減壓閥、第二閥門(mén)、第四閥門(mén)、第二減壓閥、第三閥門(mén)均處于打開(kāi)狀態(tài)，第一閥門(mén)、第五閥門(mén)均處于關(guān)閉狀態(tài)；由第二高壓氮?dú)馄拷o內(nèi)置第二活塞的第二循環(huán)筒內(nèi)的鉆井液加壓后，鉆井液經(jīng)第四高壓管線流入漏失實(shí)驗(yàn)筒內(nèi)，鉆井液在巖心夾持器上端面循環(huán)后經(jīng)第五高壓管線流入第一循環(huán)筒內(nèi)；第一高壓氮?dú)馄客ㄟ^(guò)第一減壓閥、第一高壓管線給第一循環(huán)筒提供壓力，保持第二循環(huán)筒和第一循環(huán)筒之間的壓差穩(wěn)定；由伺服控制注入泵經(jīng)第三閥門(mén)給漏失實(shí)驗(yàn)筒施加圍壓。
6.一種模擬鉆井液動(dòng)態(tài)漏失與堵漏的實(shí)驗(yàn)方法，利用權(quán)利要求1-5的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)、準(zhǔn)備鉆井液、堵漏劑和待實(shí)驗(yàn)的巖心； (2)、將待實(shí)驗(yàn)的巖心安裝在巖心夾持器上，并置于漏失實(shí)驗(yàn)筒中，打開(kāi)第三閥門(mén)，利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)逐步給漏失實(shí)驗(yàn)筒內(nèi)施加巖心的圍壓，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)保持穩(wěn)定不變； (3)、鉆井液動(dòng)態(tài)堵漏實(shí)驗(yàn) ①在第一循環(huán)筒內(nèi)加滿設(shè)定堵漏劑體系的鉆井液，進(jìn)行正循環(huán)；打開(kāi)第一減壓閥、第二閥門(mén)、第四閥門(mén)、第二減壓閥；第一閥門(mén)、第五閥門(mén)均處于關(guān)閉狀態(tài)，逐步調(diào)節(jié)第一減壓閥和第二減壓閥的壓力，使第一壓力表指示的壓力高于第三壓力表指示的壓力0.5MPa，保證鉆井液在巖心端面的流動(dòng)，期間可以通過(guò)調(diào)節(jié)第五閥門(mén)放空氣體來(lái)降低第二循環(huán)筒中的壓力；打開(kāi)第六閥門(mén)，觀察燒杯內(nèi)鉆井液的流出情況，記錄漏失量和漏失時(shí)間； ②當(dāng)?shù)诹y門(mén)出口鉆井液流量明顯降低時(shí)，關(guān)閉第一減壓閥和第二減壓閥，進(jìn)行反循環(huán)；打開(kāi)第一閥門(mén)放空第一循環(huán)筒內(nèi)的氣體，關(guān)閉第一閥門(mén)；打開(kāi)第一減壓閥、第二減壓閥；第一閥門(mén)、第 五閥門(mén)均處于關(guān)閉狀態(tài)，逐步調(diào)節(jié)第二減壓閥和第一減壓閥的壓力，使第三壓力表指示的壓力高于第一壓力表指示的壓力0.5MPa，保證鉆井液在巖心端面的流動(dòng)，期間可以通過(guò)調(diào)節(jié)第一閥門(mén)放空氣體來(lái)降低第一循環(huán)筒中的壓力；觀察燒杯內(nèi)鉆井液的流出情況，記錄漏失量和漏失時(shí)間，分析堵漏效果； (4)、堵漏成功后，關(guān)閉第一減壓閥、第二閥門(mén)、第一閥門(mén)、第五閥門(mén)；打開(kāi)第二減壓閥，第四閥門(mén)，逐步增加第二循環(huán)筒內(nèi)的壓力，進(jìn)行鉆井液穿透實(shí)驗(yàn)，獲得相應(yīng)的承壓能力； (5)、鉆井液芽透實(shí)驗(yàn)完成后，先卸壓，然后取出巖心，實(shí)驗(yàn)完畢。
【文檔編號(hào)】E21B33/13GK103953332SQ201410204947
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】韓忠英, 程遠(yuǎn)方, 常鑫, 鄧文彪, 徐鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)