本實用新型涉及石油勘探中鉆井液性能評價裝置，特別涉及一種鉆井液封堵性能評價裝置。

背景技術：

井塌、井漏、油氣層保護是制約鉆井工程順利進行的3大技術難題。對于層理、裂隙發(fā)育的地層，為防止地層井塌、漏失，減少對油氣層的損害，要求鉆井液具有較強的封堵性，提高地層承壓能力、穩(wěn)定井壁、防止井漏、保護油氣層的目的。目前，在對鉆井液性能進行評價時，尤其是對鉆井液的防塌封堵性能進行評價的時候，不僅評價的標準缺乏統(tǒng)一性，而且評價方法也非常多，在評價鉆井液的防塌封堵性能的過程中出現(xiàn)了以下問題：

(1)有的測試儀器設計過于復雜，操作不方便。

(2)采用的一些測試方法與現(xiàn)場實際應用存在明顯的差距，即測試數(shù)據(jù)不能反映現(xiàn)場的實際情況，尤其是不能反映鉆井液在井壁實際的封堵性能。

(3)作業(yè)地層的裂縫大小或地層的孔隙率隨著作業(yè)地點的更換或作業(yè)時間的長短發(fā)生變化，為了保證鉆井液具有良好的防塌封堵性能，作業(yè)人員必須能夠根據(jù)地層的差異性對鉆井液進行調整，即要求在測試模擬過程中，力求測試模擬過程接近實際作業(yè)情況，而目前的測試儀器不能滿足該要求。

實用新型名稱鉆井液封堵性能檢測儀，申請?zhí)?01320229813.9，公開了一種通過濾網(wǎng)來提高測試數(shù)據(jù)精確度的鉆井液封堵性能檢測儀，其為作業(yè)人員對現(xiàn)場鉆井液性能的掌握和及時調整提供有力依據(jù)，但是其測試過程未能根據(jù)地層的差異性進行調整，測試效果不理想。

因此，有必要改進現(xiàn)有的裝置，使其能夠針對巖層與鉆井液進行壓力測試傳遞，而且能夠根據(jù)現(xiàn)場的情況對鉆井液進行調整，并且設計簡單、操作方便。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服背景技術中存在的問題，本實用新型提供了一種鉆井液封堵性能評價裝置，克服了上述現(xiàn)有技術的不足，能有效解決現(xiàn)有鉆井液封堵性能測試裝置無法真正模擬現(xiàn)場狀態(tài)，測試數(shù)據(jù)無法準確反映現(xiàn)場實際情況的問題，還能準確測試巖層和鉆井液間的壓力傳遞。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是按照以下技術方案實施的：

一種鉆井液封堵性能評價裝置，包括夾持器1、泥漿循環(huán)系統(tǒng)。

所述夾持器和泥漿循環(huán)系統(tǒng)是本實用新型實現(xiàn)目的的關鍵技術，其中夾持器1包括流體循環(huán)柱塞3、下游測壓柱塞10、巖心膠套1-4、測試巖樣1-5、可自加熱的夾持器釜體1-1，所述流體循環(huán)柱塞3設有流體循環(huán)入口1-7和流體循環(huán)出口1-8，流體循環(huán)入口1-7與上游壓力傳感器5連接，流體循環(huán)出口1-8與泥漿容器7連接；流體循環(huán)柱塞3與測試巖樣1-5之間設有流體循環(huán)室1-2和流體多孔濾芯1-3，所述下游測壓柱塞10上設有測壓傳感器1-6。

所述巖心膠套1-4安裝于所述夾持器釜體1-1中，測試時所述的測試巖樣1-5裝入巖心膠套1-4中，所述的夾持器釜體1-1的左端安裝下游測壓柱塞10，夾持器釜體1-1的右端安裝流體循環(huán)柱塞3，所述的夾持器釜體1-1內(nèi)安裝有加熱管9，加熱管9可對夾持器1加熱，使夾持器1中的測試巖樣穩(wěn)定在指定的溫度，溫度傳感器2設置于夾持器釜體1-1內(nèi)部。

所述的泥漿循環(huán)系統(tǒng)包括泥漿循環(huán)泵8、泥漿容器7及氮氣氣源6，所述的泥漿容器7外部安裝有加熱套，可對泥漿容器7加熱，使泥漿容器7中的泥漿穩(wěn)定在指定的溫度；所述的泥漿循環(huán)泵8的輸出口與上游壓力傳感器5一端連接，泥漿循環(huán)泵8的輸出口與流體循環(huán)柱塞3的流體循環(huán)入口1-7相連，上游壓力傳感器5另一端與泥漿循環(huán)柱塞3的流體循環(huán)入口1-7連接，泥漿循環(huán)柱塞3的流體循環(huán)出口1-8與泥漿容器7連接，泥漿循環(huán)泵8的輸入口與泥漿容器7連接，氮氣氣源6與泥漿容器7連接。

進一步，所述的流體循環(huán)柱塞3的流體循環(huán)出口1-8與泥漿容器7通過流體高壓軟管4相連；所述的泥漿容器7的輸出口與泥漿循環(huán)泵8的輸入口通過流體高壓軟管4相連；所述的泥漿循環(huán)泵8與流體循環(huán)柱塞3的輸入口通過流體高壓軟管4相連。

本實用新型的有益效果：

本實用新型提供的一種鉆井液封堵性能評價裝置能夠真正模擬現(xiàn)場溫度、壓力及鉆井液循環(huán)狀態(tài)，在接近實際作業(yè)情況下進行鉆井液封堵性能評價，還能準確測試巖層和鉆井液間的壓力。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖I；

圖2為本實用新型結構示意圖II。

圖中，1-夾持器、2-溫度傳感器、3-流體循環(huán)柱塞、4-流體高壓軟管、5-上游壓力傳感器、6-氮氣氣源、7-泥漿容器、8-泥漿循環(huán)泵、10-加熱管、9-下游測壓柱塞；

1-1-夾持器釜體、1-2-流體循環(huán)室、1-3-流體多孔濾芯、1-4-巖心膠套、1-5-測試巖樣、1-6-測壓傳感器、1-7-流體循環(huán)入口、1-8-流體循環(huán)出口。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案和有益效果更加清楚，下面將結合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細的說明，以方便技術人員理解。

所述的鉆井液封堵性能評價裝置包括夾持器1、泥漿循環(huán)系統(tǒng)、圍壓控制系統(tǒng)；

夾持器1包括流體循環(huán)柱塞3、下游測壓柱塞10、巖心膠套1-4、測試巖樣1-5、可自加熱的夾持器釜體1-1，所述的流體循環(huán)柱塞3上設有流體循環(huán)入口1-7和流體循環(huán)出口1-8，流體循環(huán)柱塞3與一般柱塞不一樣，特殊在它能模擬井筒內(nèi)鉆井液對井壁的沖刷，因為其設置有流體循環(huán)入口1-7、流體循環(huán)出口1-8，及端面設有流體循環(huán)室1-2及流體多孔濾芯1-3，為保證流體循環(huán)柱塞3具有較長的使用壽命，因此流體循環(huán)柱塞3采用特制的，流體循環(huán)入口1-7與上游壓力傳感器5連接，流體循環(huán)出口1-8與泥漿容器7連接，流體循環(huán)柱塞3與測試巖樣1-5之間設有流體循環(huán)室1-2和流體多孔濾芯1-3，流體循環(huán)室1-2就是鉆井液循環(huán)用腔室，用于模擬鉆井液在井筒內(nèi)的循環(huán)；流體多孔濾芯1-3用于模擬鉆井液與巖心的接觸沖刷，且能提高流體循環(huán)室1-2的承壓能力，所述的下游測壓柱塞10上設有測壓傳感器1-6，測壓傳感器1-6用于測試巖心下游壓力，所述的巖心膠套1-4安裝于所述夾持器釜體1-1中，所述的測試巖樣1-5裝入巖心膠套1-4中，所述的夾持器釜體1-1的左端安裝下游測壓柱塞10，夾持器釜體1-1的右端安裝流體循環(huán)柱塞3，所述的夾持器釜體1-1內(nèi)安裝有加熱管9，加熱管9可對夾持器1加熱，使夾持器1中的測試巖樣1-5穩(wěn)定在指定的溫度，溫度傳感器2設置于夾持器釜體1-1內(nèi)部，夾持器1用于裝載巖心，并且是對巖心進行測試的功能平臺。

所述的泥漿循環(huán)系統(tǒng)包括泥漿循環(huán)泵8、泥漿容器7、氮氣氣源6，所述的泥漿容器7外部安裝有加熱套，加熱套可對泥漿容器7加熱，使泥漿容器7中泥漿穩(wěn)定在指定的溫度，其作用是模擬井下實際溫度，所述的泥漿循環(huán)泵8的輸出口與上游壓力傳感器5一端連接，上游壓力傳感器5的作用是測試巖心上游端流體壓力，泥漿循環(huán)泵8的輸出口與流體循環(huán)柱塞3的流體循環(huán)入口1-7相連，上游壓力傳感器5另一端與泥漿循環(huán)柱塞3的流體循環(huán)入口1-7連接，泥漿循環(huán)柱塞3的流體循環(huán)出口1-8與泥漿容器7連接，泥漿循環(huán)泵8的輸入口與泥漿容器7連接，氮氣氣源6與泥漿容器7連接，所述的泥漿循環(huán)系統(tǒng)可以讓泥漿在整個裝置中循環(huán)。

優(yōu)選的，所述的溫度控制系統(tǒng)由加熱管9及控溫裝置組成，溫度控制裝置可對需要加熱的部分進行加熱，并控制溫度在設定值。

優(yōu)選的，數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)檢測整個鉆井液封堵性能評價裝置采集的數(shù)據(jù)并記錄存盤。

進一步，所述的流體循環(huán)柱塞3的流體循環(huán)出口1-8與泥漿容器7通過流體高壓軟管4相連；所述的泥漿容器7的輸出口與泥漿循環(huán)泵8的輸入口通過流體高壓軟管4相連；所述的泥漿循環(huán)泵8與流體循環(huán)柱塞3的輸入口通過流體高壓軟管4相連，采用流體高壓軟管4作為連接部件是因為流體高壓軟管4能承受高壓，且在金屬管作為被連接件時便于連接。

本實用新型的工作過程：

本實用新型提供的一種鉆井液封堵性能評價裝置通過壓力傳遞進行鉆井液封堵性能評價，可按照如下測試流程操作。

首先需要進行測試巖樣的制備，測試巖樣不僅可以是規(guī)則的柱塞巖樣樣品，也可以是不規(guī)則的巖樣；制備柱塞巖樣樣品可直接在取芯樣品上鉆??；對于取芯較為困難的油田，可利用鉆井過程中的掉塊制備測試巖樣。若掉塊為不規(guī)則巖樣，此時可使用透明膠體將不規(guī)則巖樣固結成一個規(guī)則的柱塞樣品。

然后將制備好的測試巖樣裝入夾持器1中，安裝好左端的下游測壓柱塞10和右端的流體循環(huán)柱塞3；將待評價鉆井液裝入泥漿容器7中，連接好圍壓控制系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)。

對夾持器1施加圍壓，并達到到指定的壓力，打開溫度控制系統(tǒng)對夾持器1及泥漿容器7進行加熱；開啟數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)，監(jiān)測并采集圍壓的壓力大小和溫度的高低，待圍壓及溫度穩(wěn)定在指定的壓力和溫度時，打開氮氣氣源6使泥漿容器7穩(wěn)定在指定的壓力或者實驗所要求的壓力，開啟泥漿循環(huán)泵8，使鉆井液經(jīng)泥漿容器7、泥漿循環(huán)泵8、流體循環(huán)柱塞3循環(huán)，循環(huán)的鉆井液經(jīng)流體循環(huán)室1-2和流體多孔濾芯1-3與測試巖樣1-5充分接觸，模擬鉆井過程鉆井液在井筒中的循環(huán)及鉆井液對井壁的沖刷。

數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)監(jiān)測并采集夾持器1上下游的壓力，夾持器1下游壓力的變化可反映鉆井液的封堵性能。

本實用新型提供的一種鉆井液封堵性能評價裝置能夠真正模擬現(xiàn)場溫度、壓力及鉆井液循環(huán)狀態(tài)，在接近實際作業(yè)情況下進行鉆井液封堵性能評價，還能準確測試巖層和鉆井液間的壓力。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用于說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本實用新型進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種改變，而不偏離本實用新型的保護范圍。