[发明专利]一种钻井液化学渗透压差测试装置

说明书

本发明公开了一种钻井液化学渗透压差测试装置，包括依次连接的钻井液罐、中间容器、实验筒、第一恒压泵和地层水罐，中间容器由钻井液腔、活塞和水腔组成，实验筒由地层水筒、钻井液筒和岩心筒组成，地层水筒和钻井液筒的一端均为开口，另一端均设有端盖，岩心筒左右两端设有接头，接头上设有螺纹，岩心筒内设有岩心，同时设有紧贴岩心的胶筒，胶筒和岩心筒之间为围压室，同时还设有渗透率测试仪。通过设置可拆卸的实验筒，使得岩心便于安装，同时也使得实验筒便于清理；通过在岩心筒上设置胶筒和围压室，极大的减少了钻井液和地层水通过岩心与岩心筒侧壁进行交换的概率，同时围压室还模拟了实际地层环境，使得实验结果更加准确。

技术领域

本发明涉及油田实验设备技术领域，具体涉及一种钻井液化学渗透压差测试装置。

背景技术

影响井壁稳定性的因素很多，如地层岩性、构造应力、地层温度、钻井液浸泡和渗透等。钻井液与地层空隙流体之间的渗透压差即化学势差是钻井液进出泥页岩地层的动力之一，由于钻井液一般与泥页岩地层的空隙流体之间的无机盐离子、阴离子、水化阳离子及水化阴离子等的浓度存在差别，因此钻井液与空隙流体之间存在化学势差，水和各组分会在化学势差的作用下扩散迁移：当钻井液中水和各组分的化学势高于孔隙流体中的化学势时，水和各组分在化学势的作用下进入地层，引发泥页岩地层水化膨胀，从而不利于井壁稳定；反之，当钻井液中水和各组分的化学势低于孔隙流体中的化学势时，地层流体将向井筒扩散迁移，从而有利于井壁稳定。

为防止井壁的坍塌，20世纪70年代初，国外首先提出了油包水乳化钻井液的井壁稳定机理—活度平衡，即亲水的、渗透率极低的泥页岩与油基钻井液之间形成了半透膜，可以通过适当增加水相中无机盐的浓度，使钻井液和地层水的活度保持平衡，增大钻井液的反向渗透压差，从而达到阻止油基钻井液中的水向地层运移，防止泥页岩水化，进一步防止井壁坍塌。因此监测钻井液与泥页岩之间所产生的化学渗透压差，可有效的判断井筒与地层间水和其中组分扩散和迁移规律，从而为科学的选择有利于井壁稳定的、防止坍塌的钻井液体系和处理剂提供有效的检测和评价方法。

现有技术多通过在实验室模拟相应地层中泥页岩与钻井液的渗透压差，如中国专利CN 207863949 U公开了一种钻井液化学渗透压差测试装置，通过抽真空使泥岩岩心注满地层水，模拟地层间隙流体；通过向泥岩岩心两侧的密闭空腔内分别注入钻井液和地层水，模拟泥页岩井壁两侧的流体分布，测定出钻井液与地层间隙流体的化学渗透压差，为提供钻井液抑制性和井壁稳定能力提供了数据支持，为选择有利于井壁稳定的、防止坍塌的钻井液体系和处理剂提供的检测和评价方法。

上述测试装置存在的问题是，上述测试装置没有具体能够直接测量渗透压变化的仪器，使得钻井液和地层水之间的渗透压变化难于直接、明显的测量出来；同时由于岩心不可能完全贴合岩心筒筒壁，当采用上述装置进行试验时，钻井液和水会通过岩心筒和岩心之间的缝隙进行交换，导致最终测得的实验结果严重失真，同时也难于将所述的岩心置于岩心筒之间操作较为困难。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种钻井液化学渗透压差测试装置，能够直接测出实验过程中钻井液和地层水的渗透率变化，同时减少钻井液和地层水之间的直接物质交换，提高实验结果的准确率。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种钻井液化学渗透压差测试装置，包括依次连接的钻井液罐、中间容器、实验筒、第一恒压泵和地层水罐，所述中间容器由钻井液腔、活塞和水腔组成，所述钻井液腔上设有钻井液进口管和钻井液出口管，所述钻井液进口管连接钻井液罐，所述钻井液出口管连接实验筒，所述地层水罐通过第二恒压泵连接水腔；