一种钻井液漏失损害模拟装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钻井液漏失损害模拟装置及方法，涉及勘探领域，装置包括测试腔室、夹持器、岩心、第一供液器、第二供液器、增压泵、磁力泵、围压泵、第一密闭容器和平流泵；岩心设置在夹持器内，夹持器的前端与测试腔室的侧壁相连并与测试腔室内部空间连通；测试腔室的侧壁为平面。本发明专利技术可以在不移动岩心的基础上实现岩心损害前渗透率测试、压力传递法进行渗透率测试、钻井液侵入深度测试、损害后渗透率测试和滤饼渗透率测试，即完成钻井液的损害

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液漏失损害模拟装置及方法


[0001]本专利技术涉及勘探领域，具体涉及一种钻井液漏失损害模拟装置及方法。

技术介绍

[0002]钻井过程中，在过平衡条件下（液柱压力大于地层压力），钻井液将侵入地层，其中滤液侵入地层，固相颗粒在近井壁地带堆积形成滤饼，即储层损害带，从而极大地影响油气藏的产能。尤其对于致密砂岩储层，钻井液造成的损害往往是难以恢复的。若要明确钻井液对储层的损害程度，须研究钻井液的侵入深度。目前，有学者提出使用电阻测试法和体积法来拟合侵入深度与时间的关系，但电阻测试法操作复杂，且岩样上的电阻监测点固定，不可反映钻井液侵入深度随时间变化的真实情况；体积法虽有效可行，但误差较大。其余的钻井液侵入深度测试多为数值模拟。由于实验难度较大，在室内研究钻井液侵入深度的实验并不多见，针对致密砂岩钻井液侵入的实验更为缺乏。在本领域中，用钻井液侵入深度表征钻井液对储层的损害程度过于单一，并没有形成一套完整的装置及方法去研究钻井液损害。
[0003]另外，现有的测试腔室的横截面为圆形，与岩心存在弧度夹角，在侵入测试中将钻井液全放入测试腔室内，通过测试腔室内的转子带动钻井液流动。该方式难以控制钻井液的真实流速。钻井液侵入后，其固相颗粒在侵入端堆积形成滤饼，滤饼渗透率是衡量滤饼材料特征及结构性能的重要参数，现有装置无法进行损害
‑
评价一体化测试，且在形成滤饼后需要将岩心取出测量滤饼参数，然后再放回夹持器进行滤饼渗透率测试，此过程因为移动原因无法保证滤饼完整性，将直接导致测量结果可能存在较大误差。<br/>
技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种钻井液漏失损害模拟装置及方法解决了现有装置无法进行损害
‑
评价一体化测试，且测试滤波渗透率需要移动滤饼的问题。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：提供一种钻井液漏失损害模拟装置，其包括测试腔室、夹持器、岩心、第一供液器、第二供液器、增压泵、磁力泵、围压泵、第一密闭容器和平流泵；岩心设置在夹持器内，夹持器的前端与测试腔室的侧壁相连并与测试腔室内部空间连通；测试腔室的侧壁为平面；围压泵与夹持器相连；磁力泵由电机驱动，磁力泵的出口连接第三三通阀，第三三通阀的另外两个口分别连接测试腔室的入口和夹持器的末端；第三三通阀和夹持器的末端之间的管道上设置有第四压力传感器；测试腔室内设置有第一压力传感器，测试腔室的出口通过第一流量计连接第一三通阀，第一三通阀的另外两个口分别连接第一供液器的入口和第二供液器的入口；第一供液器和第二供液器均与增压泵相连；第一供液器的出口和第二供液器的出口分别连接第二三通阀的两个口，第二三通阀的第三个口连接磁力泵的入口；其中第一供液器所提供的液
体为地层水；第二供液器所提供的液体为钻井液；平流泵的一端与第一密闭容器相连，平流泵的另一端依次通过通断阀和第二流量计与夹持器的末端相连；通断阀和第二流量计之间的管线上设置有第三压力传感器。
[0006]进一步地，测试腔室包括壳体和抽拉体；夹持器与壳体的一个侧壁相连；壳体的底部设置有排液口；抽拉体包括活动设置在壳体中的挡板，挡板的一侧设置有支撑柱；挡板的外围设置有密封件；支撑柱上套设有旋转件，旋转件上设置有把手，旋转件上通过螺纹连接有驱动环，驱动环上设置有支撑件，支撑件的前端设置有用于挤压密封件的挤压件。
[0007]进一步地，第一供液器和第二供液器结构相同，均包括第二密闭容器、液泵、储液罐、液位传感器和单向阀；储液罐、液泵、单向阀和第二密闭容器依次连接；液位传感器设置于第二密闭容器内；第二密闭容器的入口和出口分别与第一三通阀和第二三通阀相连。
[0008]进一步地，围压泵与夹持器之间设置有第二压力传感器。
[0009]进一步地，第二流量计和夹持器之间设置有泄压阀，泄压阀的泄压端连接容纳箱。
[0010]提供一种钻井液漏失损害模拟方法，其包括以下步骤：S1、将岩心饱和地层水并放入夹持器中，将夹持器与测试腔室的侧壁相连；通过围压泵向岩心施加围压；S2、判断岩心是否为致密岩心，若是则进入步骤S3；否则进入步骤S4；S3、通过第一密闭容器、平流泵、通断阀、第三压力传感器、第一供液器、磁力泵、测试腔室、增压泵和第一压力传感器，采用压力传递法进行岩心损害前渗透率测试，并进入步骤S5；其中第一供液器所提供的液体为地层水；S4、通过第一供液器、磁力泵、测试腔室、增压泵、第一压力传感器和第二流量计进行岩心损害前渗透率测试，并进入步骤S5； S5、判断是否进行钻井液侵入深度测试，若是则进入步骤S6；否则结束钻井液漏失损害模拟；S6、通过第二供液器、磁力泵、测试腔室、增压泵、第一流量计和第二流量计进行钻井液侵入深度测试；其中第二供液器所提供的液体为钻井液；S7、判断是否进行损害后渗透率测试和滤饼渗透率测试，若是则进入步骤S8；否则结束钻井液漏失损害模拟；S8、通过第一供液器、磁力泵、测试腔室、增压泵、第四压力传感器和第一流量计，采用反向液驱方式进行损害后渗透率测试，分别得到损害后渗透率和滤饼渗透率。
[0011]进一步地，步骤S3中压力传递法进行岩心损害前渗透率测试的具体方法包括以下子步骤：S3
‑
1、在第一密闭容器内装入地层水，通过平流泵使地层水与岩心的末端接触，并提供稳定压力后关闭通断阀；S3
‑
2、使第一三通阀连通测试腔室和第一供液器，使第二三通阀连通第一供液器和磁力泵，使第三三通阀连通磁力泵和测试腔室；S3
‑
3、启动电机使第一供液器中的地层水泵入测试腔室，并在地层水流回第一供
液器后通过增压泵向第一供液器增压，获取第一压力传感器在t时刻的值，获取第三压力传感器在t时刻的值；其中；的初始值为；S3
‑
4、根据公式：获取岩心损害前渗透率；其中为地层水的粘度；为地层水静压缩率；L为岩心长度；A为岩心横截面积；为以自然常数e为底的对数。
[0012]进一步地，步骤S4中进行岩心损害前渗透率测试的具体方法包括以下子步骤：S4
‑
1、将第二流量计连接至通断阀的端口断开；S4
‑
2、使第一三通阀连通测试腔室和第一供液器，使第二三通阀连通第一供液器和磁力泵，使第三三通阀连通磁力泵和测试腔室；S4
‑
3、启动电机使第一供液器中的地层水泵入测试腔室，并在地层水流回第一供液器后通过增压泵向第一供液器增压，获取并维持第一压力传感器的值为；S4
‑
4、记录流过第二流量计的流量Q，并根据公式：获取岩心损害前渗透率；其中为地层水的粘度；L为岩心长度；A为岩心横截面积。
[0013]进一步地，步骤S6中进行钻井液侵入深度测试的具体方法包括以下子步骤：S6
‑
1、保持通断阀关闭，保持第二流量计与通断阀的连接；S6
‑
2、解除增压泵的压力，排出第二三通阀、磁力泵、第三三通阀、测试腔室和第一三通阀中的液体；S6
‑
3、使第一三通阀连通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井液漏失损害模拟装置，其特征在于，包括测试腔室（7）、夹持器（14）、岩心（15）、第一供液器（3）、第二供液器（8）、增压泵（4）、磁力泵（2）、围压泵（12）、第一密闭容器（20）和平流泵（22）；岩心（15）设置在夹持器（14）内，夹持器（14）的前端与测试腔室（7）的侧壁相连并与测试腔室（7）内部空间连通；测试腔室（7）的侧壁为平面；围压泵（12）与夹持器（14）相连；磁力泵（2）由电机（1）驱动，磁力泵（2）的出口连接第三三通阀（10），第三三通阀（10）的另外两个口分别连接测试腔室（7）的入口和夹持器（14）的末端；第三三通阀（10）和夹持器（14）的末端之间的管道上设置有第四压力传感器（39）；测试腔室（7）内设置有第一压力传感器（11），测试腔室（7）的出口通过第一流量计（6）连接第一三通阀（5），第一三通阀（5）的另外两个口分别连接第一供液器（3）的入口和第二供液器（8）的入口；第一供液器（3）和第二供液器（8）均与增压泵（4）相连；第一供液器（3）的出口和第二供液器（8）的出口分别连接第二三通阀（9）的两个口，第二三通阀（9）的第三个口连接磁力泵（2）的入口；其中第一供液器（3）所提供的液体为地层水；第二供液器（8）所提供的液体为钻井液；平流泵（22）的一端与第一密闭容器（20）相连，平流泵（22）的另一端依次通过通断阀（21）和第二流量计（19）与夹持器（14）的末端相连；通断阀（21）和第二流量计（19）之间的管线上设置有第三压力传感器（18）。2.根据权利要求1所述的钻井液漏失损害模拟装置，其特征在于，测试腔室（7）包括壳体（23）和抽拉体；夹持器（14）与壳体（23）的一个侧壁相连；壳体（23）的底部设置有排液口（24）；抽拉体包括活动设置在壳体（23）中的挡板（31），挡板（31）的一侧设置有支撑柱（32）；挡板（31）的外围设置有密封件（25）；支撑柱（32）上套设有旋转件（28），旋转件（28）上设置有把手（29），旋转件（28）上通过螺纹（33）连接有驱动环（30），驱动环（30）上设置有支撑件（27），支撑件（27）的前端设置有用于挤压密封件（25）的挤压件（26）。3.根据权利要求1所述的钻井液漏失损害模拟装置，其特征在于，第一供液器（3）和第二供液器（8）结构相同，均包括第二密闭容器（34）、液泵（35）、储液罐（36）、液位传感器（37）和单向阀（38）；储液罐（36）、液泵（35）、单向阀（38）和第二密闭容器（34）依次连接；液位传感器（37）设置于第二密闭容器（34）内；第二密闭容器（34）的入口和出口分别与第一三通阀（5）和第二三通阀（9）相连。4.根据权利要求1所述的钻井液漏失损害模拟装置，其特征在于，围压泵（12）与夹持器（14）之间设置有第二压力传感器（13）。5.根据权利要求1所述的钻井液漏失损害模拟装置，其特征在于，第二流量计（19）和夹持器（14）之间设置有泄压阀（17），泄压阀（17）的泄压端连接容纳箱（16）。6.一种钻井液漏失损害模拟方法，包括权利要求1
‑
5任一所述的装置，其特征在于，包括以下步骤：S1、将岩心（15）饱和地层水并放入夹持器（14）中，将夹持器（14）与测试腔室（7）的侧壁
相连；通过围压泵（12）向岩心（15）施加围压；S2、判断岩心（15）是否为致密岩心，若是则进入步骤S3；否则进入步骤S4；S3、通过第一密闭容器（20）、平流泵（22）、通断阀（21）、第三压力传感器（18）、第一供液器（3）、磁力泵（2）、测试腔室（7）、增压泵（4）和第一压力传感器（11），采用压力传递法进行岩心损害前渗透率测试，并进入步骤S5；其中第一供液器（3）所提供的液体为地层水；S4、通过第一供液器（3）、磁力泵（2）、测试腔室（7）、增压泵（4）、第一压力传感器（11）和第二流量计（19）进行岩心损害前渗透率测试，并进入步骤S5； S5、判断是否进行钻井液侵入深度测试，若是则进入步骤S6；否则结束钻井液漏失损害模拟；S6、通过第二供液器（8）、磁力泵（2）、测试腔室（7）、增压泵（4）、第一流量计（6）和第二流量计（19）进行钻井液侵入深度测试；其中第二供液器（8）所提供的液体为钻井液；S7、判断是否进行损害后渗透率测试和滤饼渗透率测试，若是则进入步骤S8；否则结束钻井液漏失损害模拟；S8、通过第一供液器（3）、磁力泵（2）、测试腔室（7）、增压泵（4）、第四压力传感器（39）和第一流量计（6），采用反向液驱方式进行损害后渗透率测试，分别得到损害后渗透率和滤饼渗透率。7.根据权利要求6所述的钻井液漏失损害模拟方法，其特征在于，步骤S3中压力传递法进行岩心损害前渗透率测试的具体方法包括以下子步骤：S3
‑
1、在第...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕格格，佘继平，张世玉，李阳，倪建军，张浩，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：