[发明专利]工作液沉降稳定性的确定系统和方法

说明书

技术领域

本申请涉及石油勘探技术领域，特别涉及一种工作液沉降稳定性的确定系统和方法。

背景技术

在石油勘探技术领域，常常需要进行深井或超深井钻完井。在具体的钻完井过程中，为了平衡高压地层的压力，往往需要在井筒中使用工作液。具体施工时，井筒内的温度往往比较高。工作液如果稳定性不好，长时间处于高温(温度≥150℃)高压的环境中，可能会出现老化失效，具体的，例如，重晶石等固相沉降加快，密度也会随之发生变化。进而，容易在井径变化部位沉淀或形成段塞，造成作业风险。因此，判断工作液高温环境下使用时的稳定性，即确定工作液长时间高温环境中的稳定性，以选择合适的工作液进行施工，对于石油勘探领域非常重要。

在完井作业中，为了评价工作液的沉降稳定性，现有的方法一般是通过高温静止老化后，对沉积在罐底的沉淀物和固化物，采用玻璃棒探试的方式进行定性测试，以评价其沉实程度，根据沉实程度定性评价工作液的沉降稳定性。这种方法虽然比较简单，但往往只能对工作液沉降稳定性进行定性的粗略评价，而不能准确地评价工作液的沉降稳定性。此外，由于受高温实验环境的限制，导致现有方法常常只能在150℃以下的环境中评价工作液沉降稳定性，不能很好满足实际施工情况，即不能评价长时间高温(温度≥150℃)环境中的工作液沉降稳定性。综上可知，现有的方法，具体实施时往往存在不能准确地定量评价高温环境下工作液沉降稳定性的技术问题。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种工作液沉降稳定性的确定系统和方法，以解决现有方法中存在的不能准确地定量评价高温环境下工作液沉降稳定性的技术问题。

本申请实施例提供了一种工作液沉降稳定性的确定系统，包括：样品杯、加热套、密度测试组件、连接盖和压力管接头，其中，

所述加热套为上端开口，内部中空的圆柱体，且在加热套的壳体的内部设有加热元件；

所述样品杯为上端开口，内部中空，且外径小于所述加热套内径的圆柱体，置于所述加热套的内部，且在所述样品杯的上端开口处设有所述连接盖；

所述振动元件和所述振动传感器相连，且所述振动元件穿过所述连接盖伸入所述样品杯内；

所述压力管接头穿过所述连接盖，且所述压力管接头的一端与所述样品杯相连，所述压力管接头的另一端与气瓶相连。

在一个实施方式中，所述样品杯的外壁设有内凹的凹槽，所述加热套的内壁设有外凸的凸起，其中，所述凹槽与所述凸起咬合。

在一个实施方式中，所述系统还包括温控仪，其中，所述温控仪与所述加热套相连。

在一个实施方式中，在所述加热套的底部设有保温板。

在一个实施方式中，在所述加热套外部套设有保温壳。

在一个实施方式中，在所述保温壳和所述加热套之间的空间内填充有保温材料。

在一个实施方式中，所述保温材料为石棉。

在一个实施方式中，所述系统还包括：数据处理器，用于根据所述振动传感器检测到的振动元件的振动频率与预设的振动频率，确定所述工作液的密度；根据所述工作液的密度，确定所述工作液沉降稳定性。

在一个实施方式中，所述振动传感器的外表面涂有耐高温的保护材料。

在一个实施方式中，所述加热套包括可开合的两部分。

在一个实施方式中，在所述压力管接头和所述气瓶相连的一端设有气控阀。

在一个实施方式中，在所述压力管接头和所述气瓶相连的一端还设有气压测量计。

基于相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种基于上述工作液沉降稳定性的确定系统的工作液沉降稳定性的确定方法，包括：

将压力管接头与气瓶相连；

将待测工作液加入样品杯中；

启动加热套对所述样品杯中的工作液进行加热；

通过所述压力管接头，向所述样品杯中充入气体；

设定预设振动频率，启动振动元件振动；

通过振动传感器检测所述振动元件的振动频率；

根据检测到的振动频率与所述预设振动频率，确定所述工作液的密度；

根据所述工作液的密度，确定所述工作液沉降稳定性。