[发明专利]模拟钻井液动态漏失与堵漏的实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种模拟钻井液动态漏失与堵漏的实验装置，包括：第一高压氮气瓶、第一循环筒、漏失实验筒、岩心夹持器、第二循环筒、第二高压氮气瓶、伺服控制注入泵；岩心夹持器置于漏失实验筒内；其特征在于：

所述第一高压氮气瓶通过第一高压管线与第一循环筒底端相连，第一高压管线上设置第一减压阀；第一高压氮气瓶内装有高压氮气，第一循环筒内设有第一活塞，所述第一循环筒的底部设有第一阀门，第一循环筒的顶部安装有第一压力表；

第五高压管线的一端与第一循环筒的上端相连、另一端穿过漏失实验筒的上端与岩心夹持器的上端连接，第五高压管线上设有第二阀门；

第二高压管线的一端与岩心夹持器的底端相连、另一端穿过漏失实验筒的下端与与烧杯相连，第二高压管线上设有第六阀门；

所述漏失实验筒下端通过第六高压管线与伺服控制注入泵相接，第六管线上设有第三阀门，所述伺服控制注入泵与计算机控制系统相连并由计算机控制系统控制；

所述第二高压氮气瓶通过第三高压管线与第二循环筒底端相连，第三高压管线上设置第二减压阀，第二高压氮气瓶内装有高压氮气，第二循环筒内设有第二活塞；

所述第二循环筒的底部设有第五阀门，第二循环筒的顶部安装有第三压力表；

第四高压管线的一端与第二循环筒的上端相连、另一端穿过漏失实验筒的上端与岩心夹持器的上端连接，第四高压管线上设有第四阀门。

2.根据权利要求1所述的模拟钻井液动态漏失与堵漏的实验装置，其特征在于：所述岩心夹持器，包括：岩心夹持器上端盖、岩心夹持器下端盖和胶套，岩心夹在岩心夹持器上端盖和岩心夹持器下端盖之间，并用胶套密封。

3.根据权利要求1-2所述的模拟钻井液动态漏失与堵漏的实验装置，其特征在于：岩心夹持器上端盖的下端面和岩心夹持器下端盖的上端面分别设有凹槽，第四高压管线和第五高压管线分别与岩心夹持器上端盖相连，第二高压管线与岩心夹持器下端盖相连。

4.根据权利要求1-3所述的模拟钻井液动态漏失与堵漏的实验装置，其特征在于：正循环时，第一减压阀、第二阀门、第四阀门、第二减压阀、第三阀门均处于打开状态，第一阀门、第五阀门均处于关闭状态；由第一高压氮气瓶给内置第一活塞的第二循环筒内的钻井液加压后，钻井液经第五高压管线流入漏失实验筒内，钻井液在岩心夹持器上端面循环后经第四高压管线流入第二循环筒内；第二高压氮气瓶通过第二减压阀、第三高压管线给第二循环筒提供压力，目的是保持第一循环筒和第二循环筒之间的压差稳定；由伺服控制注入泵经第三阀门给漏失实验筒施加围压。

5.根据权利要求1-4所述的模拟钻井液动态漏失与堵漏的实验装置，其特征在于：反循环时，第一减压阀、第二阀门、第四阀门、第二减压阀、第三阀门均处于打开状态，第一阀门、第五阀门均处于关闭状态；由第二高压氮气瓶给内置第二活塞的第二循环筒内的钻井液加压后，钻井液经第四高压管线流入漏失实验筒内，钻井液在岩心夹持器上端面循环后经第五高压管线流入第一循环筒内；第一高压氮气瓶通过第一减压阀、第一高压管线给第一循环筒提供压力，保持第二循环筒和第一循环筒之间的压差稳定；由伺服控制注入泵经第三阀门给漏失实验筒施加围压。

6.一种模拟钻井液动态漏失与堵漏的实验方法，利用权利要求1-5的实验装置，其特征在于，具体实验步骤如下：

(1)、准备钻井液、堵漏剂和待实验的岩心；

(2)、将待实验的岩心安装在岩心夹持器上，并置于漏失实验筒中，打开第三阀门，利用计算机控制系统逐步给漏失实验筒内施加岩心的围压，当压力达到设定值时保持稳定不变；

(3)、钻井液动态堵漏实验

① 在第一循环筒内加满设定堵漏剂体系的钻井液，进行正循环；打开第一减压阀、第二阀门、第四阀门、第二减压阀；第一阀门、第五阀门均处于关闭状态，逐步调节第一减压阀和第二减压阀的压力，使第一压力表指示的压力高于第三压力表指示的压力0.5MPa，保证钻井液在岩心端面的流动，期间可以通过调节第五阀门放空气体来降低第二循环筒中的压力；打开第六阀门，观察烧杯内钻井液的流出情况，记录漏失量和漏失时间；

② 当第六阀门出口钻井液流量明显降低时，关闭第一减压阀和第二减压阀，进行反循环；打开第一阀门放空第一循环筒内的气体，关闭第一阀门；打开第一减压阀、第二减压阀；第一阀门、第五阀门均处于关闭状态，逐步调节第二减压阀和第一减压阀的压力，使第三压力表指示的压力高于第一压力表指示的压力0.5MPa，保证钻井液在岩心端面的流动，期间可以通过调节第一阀门放空气体来降低第一循环筒中的压力；观察烧杯内钻井液的流出情况，记录漏失量和漏失时间，分析堵漏效果；

(4)、堵漏成功后，关闭第一减压阀、第二阀门、第一阀门、第五阀门；打开第二减压阀，第四阀门，逐步增加第二循环筒内的压力，进行钻井液穿透实验，获得相应的承压能力；

(5)、钻井液穿透实验完成后，先卸压，然后取出岩心，实验完毕。