一种研究钻完井液沿井周地层渗透规律的装置制造方法及图纸

一种研究钻完井液沿井周地层渗透规律的装置，包括驱替反应系统、第一中间容器罐、第二中间容器罐、气/液增压注入系统和废液收集系统，所述驱替反应系统设有第一进液端、第一出液端和第一进气端，其用于进行放置试验岩心，所述第一中间容器罐和所述第二中间容器罐均为内部中空的圆柱体结构，所述第一中间容器罐上设有第一进气口和第一出液口，所述第二中间容器罐上设有第二进气口和第二出液口，所述第一出液口和所述第二出液口均与所述驱替反应系统的第一进液端连接，其用于向所述驱替反应系统内输送工作液，所述第一中间容器罐用于盛装钻井液，所述第二中间容器罐用于盛装完井液。

【技术实现步骤摘要】
一种研究钻完井液沿井周地层渗透规律的装置
本技术涉及油气藏开发领域，尤其涉及一种研究钻完井液沿井周地层渗透规律的装置。
技术介绍
石油天然气是一种资源潜力巨大的清洁新能源，广泛分布于陆地和大陆边缘海底地层的多孔介质中，受到了世界上越来越多国家的青睐。然而在石油天然气的勘探开发过程中，井下外来工作液往往会渗透侵入井周地层，不可避免的造成储层伤害，而如何确定钻完井液在井周的规律和伤害程度一直是一个难题。钻完井液在井周地层发生渗透是一个非常复杂的物理过程，也一直是油气储层伤害尺度预估和评价的重点和难点。通常钻完井液在井周地层渗透贯穿在整个油气储层开发过程，包括钻井、洗井、注水泥浆固井、水力压裂、修井操作等各阶段都时有发生。当外来流体，尤其是钻井液、洗井液和固井水泥浆滤液为代表的外来工作流体进入井周地层时，固相颗粒很容易填堵部分油气渗流通道，进而造成地层水饱和度改变以及渗透率降低等储层伤害。钻完井液在地层的渗透距离通常取决于井下流体液柱压力与原始地层压力之间正向驱动压差、地层物性参数、流体流变特性、钻完井条件以及浸泡时间等诸多因素。因此，研究钻完井液在井周地层中的渗透规律，以此来预测井下工作流体对储层的伤害范围，进一步评价储层伤害程度，对油气储层合理开发具有重要意义。井下工作流体渗透侵入天然油气储层会对油气开采造成难以估量的损失，油气开采前，储层中的油气水、岩石的骨架应力和孔隙水压力都各自保持着自己多向平衡状态；而当每个油气储层被钻开时，随着外界对地层的扰动和天然储层环境的改变，原始的天然地层就被破坏，各点的应力状态也随之改变，同时钻完井液的液柱压力会顶替储层中的孔隙水压力，使得井下流体呈现出处于过平衡状态下的驱动压力，钻完井液液柱压力克服孔隙水压力和毛细管压力，在渗透的过程中发生沿程损失。在洗井和固井过程中，洗井液和固井水泥浆滤液也会同样的原理侵入到井周储层中，钻完井液的渗透会对井周储层带来极大伤害，流体中的细小颗粒会堵塞储层中的微孔隙和微裂隙，造成储层孔隙度和渗透率降低，同时流体侵入井周储层中可引起乳化、水堵及粘土膨胀和运移等对地层造成伤害，堵塞了部分油气外溢渗流通道，导致油气采收率大幅降低，对后期射孔完井作业和油气开采有很大影响。因此，有必要深入研究井下钻完井液沿井周附近储层的渗透规律和对储层孔隙和微裂隙的伤害程度，以及液体侵入储层后对后期油气渗流的影响，从而确定外来流体侵入范围。以便在施工前合理选择钻井工艺、优化洗井方案和确定固井水泥浆用量等，从而实现安全高效开发油气资源。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种研究钻完井液沿井周地层渗透规律的装置。本技术提供一种研究钻完井液沿井周地层渗透规律的装置，包括驱替反应系统、第一中间容器罐、第二中间容器罐、气/液增压注入系统和废液收集系统，所述驱替反应系统设有第一进液端、第一出液端和第一进气端，其用于进行放置试验岩心，所述第一中间容器罐和所述第二中间容器罐均为内部中空的圆柱体结构，所述第一中间容器罐上设有第一进气口和第一出液口，所述第二中间容器罐上设有第二进气口和第二出液口，所述第一出液口和所述第二出液口均与所述驱替反应系统的第一进液端连接，其用于向所述驱替反应系统内输送液体，所述第一中间容器罐用于盛装钻井液，所述第二中间容器罐用于盛装完井液，所述气/液增压注入系统分别与所述驱替反应系统的第一进气端、所述第一进液口和所述第二进液口连接，其用于向所述驱替反应系统的进气端、所述第一中间容器罐和所述第二中间容器罐内输送高压气体，所述废液收集系统设置在所述驱替反应系统的第一出液端，其用于收集所述驱替反应系统产生的废液。进一步地，气/液增压注入系统包括储气瓶、气体增压泵、空气压缩机、第一储气罐和第二储气罐，所述储气瓶通过第一输送管路分别与所述空气压缩机均和所述气体增压泵连接，且所述第一输送管路上设有第一调压阀和第一气压表，所述第一储气罐上设有第三进气口和第三出气口，所述第二储气罐上设有第四进气口和第五出气口，所述第三进气口和所述第四进气口均与所述气体增压泵连接，所述第三出气口通过第四主管道与所述驱替反应系统的第一进气端连接，所述第五出气口通过第二主管道分别与所述第一进气口和所述第二进气口连接，且所述第二主管道上设有第二调压阀和第二气压表，所述驱替反应系统的第一出液端通过第三主管道与所述第二主管道连接，且所述第三主管道上设有第二安全阀和第三气压表。进一步地，所述驱替反应系统包括岩心夹持器和可视化加压舱，其均用于装载试验岩心，所述岩心夹持器上具有第二进液端、第二出液端和第二进气端，所述可视化加压舱上具有第三进液端、第三出液端和第三进气端，所述第二进液端和所述第三进液端均通过第一主管道分别与所述第一进气口和所述第二进气口连通，所述第一主管道上设有液压表和流量计，所述第二出液端和所述第三出液端通过第五主管道与所述第三主管道和所述废液收集系统连通，所述第二进气端和所述第三进气端均与所述第四主管道连通，且所述第二进气端和所述第三进气端的上均设有第三调压阀和第四气压表。进一步地，所述岩心夹持器包括外壳、环压筒和第一电加热套，所述外壳为内部中空的矩形结构，所述环压筒水平设置在所述外壳内，所述外壳上设有与所述环压筒的轴芯孔匹配的第二通孔，所述第二通孔、和所述环压筒的轴芯孔均同轴设置并连通，所述第二通孔处可拆卸的安装有堵头装置，所述堵头装置同于关闭和打开对应的所述第二通孔，每个所述堵头装置上均设有与所述环压筒内部连通的连接通道，所述第一主管道与其中一个所述堵头装置的连接通道连通，所述第五主管道与另一个所述堵头装置的连接通道连通，所述环压筒的外周上设有环压入口，所述环压入口与所述第四主管道连接，所述第一电加热套包裹在所述环压筒的外周，所述外壳内填充有第一保温件。进一步地，所述堵头装置包括堵头和堵头螺栓，所述第二通孔处同轴设有与所述堵头螺栓匹配的堵头螺母，所述堵头螺栓螺纹安装在对应的所述堵头螺母内，所述堵头螺栓均同轴设有第三通孔，所述第三通孔、所述第二通孔与所述环压筒的轴芯孔均同轴设置并连通，所述堵头同轴设置所述环压筒和所述堵头螺栓之间，其一端与环压筒抵接，其另一端与堵头螺栓的螺纹端抵接，所述堵头靠近所述堵头螺栓的一端同轴设有与所述第三通孔连通的圆柱状的第一凹槽，所述第一凹槽的底壁上开有与所述环压筒内部连通的第四通孔，所述第四通孔和对应的所述第三通孔连通并形成所述连接通道。进一步地，所述环压筒由外筒和胶套筒组成，所述外筒水平设置，所述胶套筒同轴设置在所述外筒内，其两端分别与所述外筒对应的两端平齐并连接，所述外筒和所述胶套筒之间形成环压腔，所述第一电加热套包裹在所述外筒上，所述外壳的上端设有第二缺口，并在所述第二缺口内设有透明玻璃，所述第二缺口与所述第一缺口位于同一直线上，所述第一电加热套上设有第一缺口，所述外筒的外周上分别设有所述环压入口和所述环压出口，所述环压入口所述环压出口均与所述环压腔连通。进一步地，所述外筒和所述胶套筒均由透明材质制成。进一步地，所述可视化加压舱包括舱体、反应座、玻璃芯片、盖体和第二电加热套，所述舱体为竖直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研究钻完井液沿井周地层渗透规律的装置，其特征在于，包括驱替反应系统、第一中间容器罐(10)、第二中间容器罐(11)、气/液增压注入系统和废液收集系统(80)，所述驱替反应系统设有第一进液端、第一出液端和第一进气端，其用于放置试验岩心，所述第一中间容器罐(10)和所述第二中间容器罐(11)均为内部中空的圆柱体结构，所述第一中间容器罐(10)上设有第一进气口和第一出液口，所述第二中间容器罐(11)上设有第二进气口和第二出液口，所述第一出液口和所述第二出液口均与所述驱替反应系统的第一进液端连接，其用于向所述驱替反应系统内输送液体，所述第一中间容器罐(10)用于盛装钻井液，所述第二中间容器罐(11)用于盛装完井液，所述气/液增压注入系统分别与所述驱替反应系统的第一进气端、所述第一进液口和所述第二进液口连接，其用于向所述驱替反应系统的进气端、所述第一中间容器罐(10)和所述第二中间容器罐(11)内输送高压气体，所述废液收集系统(80)设置在所述驱替反应系统的第一出液端，其用于收集所述驱替反应系统产生的废液。/n

【技术特征摘要】
1.一种研究钻完井液沿井周地层渗透规律的装置，其特征在于，包括驱替反应系统、第一中间容器罐(10)、第二中间容器罐(11)、气/液增压注入系统和废液收集系统(80)，所述驱替反应系统设有第一进液端、第一出液端和第一进气端，其用于放置试验岩心，所述第一中间容器罐(10)和所述第二中间容器罐(11)均为内部中空的圆柱体结构，所述第一中间容器罐(10)上设有第一进气口和第一出液口，所述第二中间容器罐(11)上设有第二进气口和第二出液口，所述第一出液口和所述第二出液口均与所述驱替反应系统的第一进液端连接，其用于向所述驱替反应系统内输送液体，所述第一中间容器罐(10)用于盛装钻井液，所述第二中间容器罐(11)用于盛装完井液，所述气/液增压注入系统分别与所述驱替反应系统的第一进气端、所述第一进液口和所述第二进液口连接，其用于向所述驱替反应系统的进气端、所述第一中间容器罐(10)和所述第二中间容器罐(11)内输送高压气体，所述废液收集系统(80)设置在所述驱替反应系统的第一出液端，其用于收集所述驱替反应系统产生的废液。


2.根据权利要求1所述的一种研究钻完井液沿井周地层渗透规律的装置，其特征在于，气/液增压注入系统包括储气瓶(20)、气体增压泵(21)、空气压缩机(22)、第一储气罐(23)和第二储气罐(24)，所述储气瓶(20)通过第一输送管路分别与所述空气压缩机(22)和所述气体增压泵(21)连接，且所述第一输送管路上设有第一调压阀(30)和第一气压表(40)，所述第一储气罐(23)上设有第三进气口和第三出气口，所述第二储气罐(24)上设有第四进气口和第五出气口，所述第三进气口和所述第四进气口均与所述气体增压泵(21)连接，所述第三出气口通过第四主管道(50)与所述驱替反应系统的第一进气端连接，所述第五出气口通过第二主管道(51)分别与所述第一进气口和所述第二进气口连接，且所述第二主管道(51)上设有第二调压阀(31)和第二气压表(41)，所述驱替反应系统的第一出液端通过第三主管道(52)与所述第二主管道(51)连接，且所述第三主管道(52)上设有第二安全阀(72)和第三气压表(42)。


3.根据权利要求2所述的一种研究钻完井液沿井周地层渗透规律的装置，其特征在于，所述驱替反应系统包括岩心夹持器(150)和可视化加压舱(160)，其均用于装载试验岩心，所述岩心夹持器(150)上具有第二进液端、第二出液端和第二进气端，所述可视化加压舱(160)上具有第三进液端、第三出液端和第三进气端，所述第二进液端和所述第三进液端均通过第一主管道(54)分别与所述第一进气口和所述第二进气口连通，所述第一主管道(54)上设有液压表(84)和流量计(83)，所述第二出液端和所述第三出液端通过第五主管道(53)与所述第三主管道(52)和所述废液收集系统(80)连通，所述第五主管道(53)上设有回压阀(81)，所述回压阀(81)上设有手摇泵(82)，所述第二进气端和所述第三进气端均与所述第四主管道(50)连通，且所述第二进气端和所述第三进气端的连接回路上均设有第三调压阀(32)和第四气压表(43)。


4.根据权利要求3所述的一种研究钻完井液沿井周地层渗透规律的装置，其特征在于，所述岩心夹持器包括外壳(90)、环压筒和第一电加热套(92)，所述外壳(90)为内部中空的矩形结构，所述环压筒水平设置在所述外壳(90)内，所述外壳(90)上设有与所述环压筒的轴芯孔匹配的第二通孔，所述第二通孔和所述环压筒的轴芯孔同轴设置并连通，所述第二通孔处可拆卸的安装有堵头装置，所述堵头装置用于关闭和打开对应的所述第二通孔，每个所述堵头装置上均设有与所述环压筒内部连通的连接通道，所述第一主管道(54)与其中一个所述堵头装置的连接通道连通，所述第五主管道(53)与另一个所述堵头装置的连接通道连通，所述环压筒的外周上设有环压入口(997)，所述环压入口(997)与所述第四主管道(50)连接，所述第一电加热套(92)包裹在所述环压筒的外周，所述外壳(90)内填充有第一保温件(95)。


5.根据权利要求4所述的一种研究钻完井液沿井周地层渗透规律的装置，其特征在于，所述堵头装置包括堵头(96)和堵头螺栓(97)，所述第二通孔处同轴设有与所述堵头螺栓(97)匹配的堵头螺母(98)，所述堵头螺栓(97)螺纹安装在对应的所述堵头螺母(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天乐，全奇，蒋国盛，郑少军，李丽霞，余尹飞，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：湖北;42