[发明专利]模拟井周裂缝的全尺寸岩心堵漏装置及其试验方法

说明书

本发明公开了模拟井周裂缝的全尺寸岩心堵漏装置及其试验方法，全尺寸岩心装置，具有中孔结构，模拟井眼结构，且裂缝流动空间为环形流动通道，真实模拟了在井筒条件下堵漏材料径向流动堵漏过程，岩心采用有机玻璃材料，利用三维雕刻机，对裂缝面进行精细刻画，更加真实的模拟出井周裂缝表面形态，并且有机玻璃为透明材料，可对封堵层实现可视化观察，以评价裂缝封堵效果，能够对井周裂缝做出更为科学、准确的定量化堵漏效果评价。

技术领域

本发明涉及油气勘探开采技术领域，特别是涉及模拟井周裂缝的全尺寸岩心堵漏装置及其试验方法。

背景技术

随着石油技术不断发展，油气勘探开发朝着深层、超深层方向发展，深部地层油气资源勘探开发不可避免的遭遇裂缝性地层，裂缝既是油气运移的主要通道，又是钻井工程安全控制的关键所在，在钻井过程中，钻遇裂缝型地层会导致大量的工作液流失，因此，对井周裂缝进行堵漏效果试验评价，有助于认识不同的堵漏材料的堵漏机理，提高现场堵漏作业的成功率，常见的堵漏评价装置，存在以下几个问题：一、堵漏仪器使用的全尺寸岩心为一次性使用，不能重复使用，无法对同一裂缝开展不同堵漏配方下的堵漏效果评价，导致试验可靠性差；二、现有的堵漏测试装置无法模拟井下径向流动条件，进而无法评价地层径向流动条件下的堵漏效果；三、现有的堵漏仪使用的裂缝系统为光滑的楔形平板裂缝，与真实裂缝形态差异较大。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了模拟井周裂缝的全尺寸岩心堵漏装置及其试验方法，具有方法原理可靠，操作方便，在实际应用中能够对井周裂缝做出更为科学、准确的定量化堵漏效果评价的优点。

本发明的技术方案是：

模拟井周裂缝的全尺寸岩心堵漏装置，包括柱状的全尺寸岩心、套接在全尺寸岩心外壁上的围压胶囊、设置在全尺寸岩心轴线方向两端的轴压胶囊，所述全尺寸岩心轴线方向一端中心处设置模拟井眼，所述围压胶囊外侧套设有釜体，所述轴压胶囊沿着轴线方向背离全尺寸岩心的一端连接密封柱体，所述密封柱体、釜体、围压胶囊、轴压胶囊将全尺寸密封岩心进行密封，所述模拟井眼外接工作液驱动系统与工作液循环系统，所述工作液驱动系统与工作液循环系统通过全尺寸岩心联通，所述围压胶囊外接围压注入系统，所述轴压胶囊外接轴压注入系统，所述全尺寸岩心轴线方向远离模拟井眼的一端外接工作液漏失系统；

所述全尺寸岩心沿其轴线方向包括依次相连的上部单裂缝构件、下部单裂缝构件和漏斗装置，所述上部单裂缝构件、下部单裂缝构件与漏斗装置同轴布置，所述模拟井眼设置在上部单裂缝构件内并贯穿上部单裂缝构件，所述下部单裂缝构件为柱状立方体，所述下部单裂缝构件上沿其轴线方向设置有贯穿下部单裂缝构件的流道。

所述上部单裂缝构件、下部单裂缝构件与漏斗装置通过对称设置的螺栓连接。

所述上部单裂缝构件面向下部单裂缝构件的端面设置有上凹凸面，所述下部单裂缝构件面向上部单裂缝构件的端面设置有下凹凸面，所述上凹凸面与下凹凸面形成裂隙通道。

所述上部单裂缝构件、下部单裂缝构件与漏斗装置接触面处设置垫片，所述垫片套接在螺栓上。

所述螺栓贯穿上部单裂缝构件、下部单裂缝构件与漏斗装置。

所述全尺寸岩心材质为有机玻璃。

堵漏试验方法如下：

S1、组装全尺寸岩心堵漏装置，通过围压注入系统与轴压注入系统调节全尺寸岩心的围压与轴压达到试验预定值并保持，同时工作液漏失系统保持常开状态；

S2、模拟未进行堵漏作业时工作液漏失过程，打开工作液驱动系统与工作液循环系统，在工作液驱动系统中通入无固相工作液，通过工作液漏失系统与工作液循环系统记录堵漏前的工作液漏失量、循环液量、循环速率；