一种测定泥页岩吸水扩散系数的试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测定泥页岩吸水扩散系数的试验装置及方法。所述试验装置包括一高压釜；高压釜内设有泥页岩厚壁圆柱筒；泥页岩厚壁圆柱筒的两端密封设置，且泥页岩厚壁圆柱筒的上端口连接入口管线，下端口连接出口管线，入口管线和出口管线的另一端延均伸至高压釜之外，实现钻井液循环；泥页岩厚壁圆柱筒的上端设有轴向应力施加装置。本发明专利技术试验装置可以模拟钻井液的循环流动，因此可以分析滤饼性质对泥页岩吸水特征的影响规律。本发明专利技术吸水扩散系数试验装置可以研究井下温压条件、钻井液性能等因素对泥页岩吸水特性的影响，并能够定量测定吸水扩散系数，有助于优化防塌钻井液性能，防止泥页岩井壁周期性坍塌，对于安全有效钻井具有重要的意义。

A test device and method for determining water absorption and diffusion coefficient of shale

【技术实现步骤摘要】
一种测定泥页岩吸水扩散系数的试验装置及方法
本专利技术涉及一种测定泥页岩吸水扩散系数的试验装置及方法，属于石油钻采领域。
技术介绍
钻井过程中由于泥页岩地层吸水导致的井壁坍塌往往引发起下钻过程中的阻卡或卡钻事故，损失巨大。为防止泥页岩地层的井壁坍塌，需要评价泥页岩在钻井液作用下的吸水扩散系数，并以此为基础优化钻井液性能。泥页岩与钻井液接触，钻井液中的自由水向泥页岩内部运移，泥页岩内部含水量的分布规律受吸水扩散方程的控制，与常规的泥页岩浸泡试验相比，井下条件下泥页岩吸水存在以下区别：1)井壁周围地层吸水主要发生在径向，井壁内部任意一点的含水量随空间位置和井眼钻开时间变化，2)钻井液存在循环，3)井周地层处于高温高压环境。如果能够近似真实地模拟井下条件测量并评价泥页岩的吸水扩散系数，从而以此为基础优化钻井液性能，对于防止泥页岩地层坍塌，保证钻井安全高效钻井具有非常大的意义，但是目前针对泥页岩吸水扩散系数的测量多以简单的浸泡试验代替，只是一种定性评价方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种测定泥页岩吸水扩散系数的试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测定泥页岩吸水扩散系数的试验装置，包括一高压釜；所述高压釜内设有泥页岩厚壁圆柱筒；/n所述泥页岩厚壁圆柱筒的两端密封设置，且所述泥页岩厚壁圆柱筒的上端口连接入口管线，下端口连接出口管线，所述入口管线和所述出口管线的另一端延均伸至所述高压釜之外，实现钻井液的循环；/n所述泥页岩厚壁圆柱筒的上端设有轴向应力施加装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种测定泥页岩吸水扩散系数的试验装置，包括一高压釜；所述高压釜内设有泥页岩厚壁圆柱筒；
所述泥页岩厚壁圆柱筒的两端密封设置，且所述泥页岩厚壁圆柱筒的上端口连接入口管线，下端口连接出口管线，所述入口管线和所述出口管线的另一端延均伸至所述高压釜之外，实现钻井液的循环；
所述泥页岩厚壁圆柱筒的上端设有轴向应力施加装置。


2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述泥页岩厚壁圆柱筒外包覆有密封套。


3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于：所述泥页岩厚壁圆柱筒的两端采用密封块密封，所述密封块外包覆有所述密封套。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的试验装置，其特征在于：所述高压釜内设有热电偶。


5.一种测定泥页岩吸水扩散系数的方法，包括如下步骤：
1)利用权利要求1-4中任一项所述的试验装置中的所述高压釜和所述轴向应力施加装置向所述泥页岩厚壁圆柱筒分别施加围压和轴压；
2)通过所述入口管线向所述泥页岩厚壁圆柱筒内注入钻井液，同时调整所述出口管线上的阀门使所述泥页岩厚壁圆柱筒内的钻井压力为模拟井眼内压力，并保持所述钻井液的循环；
3)试验结束后，释放所述泥页岩厚壁圆柱筒内的压力，取出所述泥页岩厚壁圆柱筒，测量所述泥页岩厚壁圆柱筒的重量，得到所述泥页岩厚壁圆柱筒的含水量增量；
4)对所述泥页岩厚壁圆柱筒进行扩孔，记录扩孔后所述泥页岩厚壁圆柱筒的内径和重量，然后重复步骤1)-3)至少一次；
5)利用有限差分将径向吸水扩散方程离散，并将试...

【专利技术属性】
技术研发人员：许亮斌，刘书杰，袁俊亮，郝希宁，盛磊祥，罗洪斌，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海油研究总院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11