[发明专利]动态堵漏评价装置及方法

说明书

本发明提出了一种动态堵漏评价装置及方法，可在实验室内模拟井下温度、压力以及循环流体条件下，多种漏失通道共存时(不同尺寸的裂缝、人造岩心、孔隙)，不同类型、不同尺寸堵漏材料的堵漏效果。整个装置包括气源、高压减压阀、泥浆罐、循环管道、流量计、井筒、钢珠漏床夹持器、缝板夹持器、岩心夹持器、控制线、回压控制器、阀门、量筒、控制台、环压泵、计算机和打印机、数据采集器、壳体等部分组成。新型动态堵漏模拟实验装置能够模拟在不同压力及井下工作液流动状态下，多种漏失通道共存时，不同尺寸不同类型的堵漏材料的动态堵漏效果，从而优选出满足钻固井需求的钻井液或水泥浆体系。适用于钻固井过程中工作液漏失控制领域。

技术领域

本发明属于钻完井过程中工作液漏失控制技术领域，具体涉及一种动态堵漏评价装置及方法。

背景技术

在钻完井工程中，井下漏失问题越来越复杂，如果不及时对漏失地层进行封堵，将会造成大量的井下工作液损失，严重影响井下的施工作业。常用的堵漏方法是在钻井液或水泥浆中添加堵漏材料，而防漏堵漏室内评价方法是评价钻井液、水泥浆及防漏堵漏材料堵漏效果的重要实验手段。目前堵漏评价仪器的漏失模拟通道与实际漏层通道差异较大，导致目前的漏失仪无法准确评价堵漏材料真实的堵漏效果。目前的漏失模拟通道，多为单一的孔或者单一的缝，但是实际的井下漏失通道，多为孔缝并存的状态。此外，堵漏材料对井下漏失通道的封堵过程是在井下流体(钻井液或水泥浆)循环条件下实现的，是一个动态过程。且对于常规直井，堵漏材料的重力方向与漏失通道的走向垂直，堵漏材料难以在漏通道的入口处聚集，堵漏过程相对较难实现。而现在的常见的堵漏仪都是在堵漏仪的底部安装漏失通道，堵漏材料的重力与漏失通道的走向一致，且井下流体处于一个静止状态，堵漏材料容易在漏失通道的入口处滞留聚集，较容易实现漏失通道的封堵，但是这与现场的实际情况不符，因而实验结果可信度不高。专利(申请号：2005200975898)公开了一种动态堵漏评价实验装置，但是该装置的模拟井筒尺寸太小，大颗粒的堵漏材料在其中难以通过。此外，该设备中钻井液或水泥浆的流动通道为圆筒，而实际的钻井液或水泥浆的流动通道为环形空间(钻杆与套管环空、钻杆与地层环空、套管与套管环空、套管与地层环空)，层流流体在环形空间的流动与圆筒中的流动状态(速度分布等)存在显著的不同，这将会极大的影响堵漏材料的堵漏效果。圆筒形的流动通道难以准确模拟堵漏材料实际的堵漏效果。因此需要一款可用于评价大尺寸堵漏材料动态堵漏效果的堵漏模拟实验装置，模拟堵漏材料对不同尺寸裂缝和孔隙的堵漏效果。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了动态堵漏评价装置及方法，动态堵漏评价实验装置能模拟在不同压力及流动状态下堵漏液的动态堵漏效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提出了一种动态堵漏评价装置，包括壳体，所述壳体上设置有泥浆罐、泥浆泵和井筒，所述井筒侧壁上连通有上下布置的漏床夹持器、缝板夹持器和岩心夹持器；其中，岩心夹持器另一端通过管道与回压控制器、阀门I、电子天平相连；岩心夹持器还连接有环压泵；缝板夹持器另一端通过管道连接有阀门II；漏床夹持器另一端也通过管道连接有阀门III，所述阀门II和阀门III均连接有量筒；所述井筒的顶端和底端均为封闭端，所述井筒内部设置有内管，所述内管的顶部与所述井筒顶部内壁相连，所述内管的底部与井筒的底部之间留有间隙；所述内管将井筒内部空间分隔形成有环形空间，泥浆罐的底部通过泥浆泵与内管的顶部相连通；泥浆罐的底部还通过循环管道与所述井筒内部的环形空间相连通，所述井筒内部形成由内管顶部进液--内管底部出液--然后向上折返进入循环管道的流动路径；所述循环管道所述循环管道上设置有流量计；还包括气源，气源通过气体加压管道分成两路，其中一路通过高压减压阀与回压控制器相连，另外一路也通过另一高压减压阀与泥浆罐相连。

优选的，所述岩心夹持器左端与井筒相连，中间装有橡胶套筒及岩心；上方有环压进口通道、右端内装有岩心调节杆。

优选的，所述缝板夹持器左端与井筒相连，内部装有不同缝隙的缝板。