[发明专利]用于评价易水化粘土或钻井液的实验装置及方法

说明书

本发明提供一种用于评价易水化粘土或钻井液的实验装置及方法，包括：U型管路，包括竖直设置的第一管路、第二管路以及第三管路；样品池，设置在第一管路的端部，且与第一管路相连通；筛网，设置在样品池的底部。该评价钻井液的方法包括：在与U型管路的第一端相连的样品池中定量放入易水化氧粘土；在U型管路中定量加入钻井液，并淹没位于样品池内的易水化氧粘土；记录待测钻井液在U型管路的第二端的液面高度，记为第一高度；经历预设时长后，再次记录待测钻井液在U型管路的第二端的液面高度，记为第二高度；计算第一高度与第二高度的差值。本发明结构简单，操作方便，可表征待测钻井液的抑制性能或易水化粘土水化能力的强弱。

技术领域

本发明涉及一种用于油田钻井的参数测定的实验装置，尤其涉及一种用于评价易水化粘土或钻井液的实验装置及方法。

背景技术

在钻井或完井过程中出现的井壁坍塌、缩径和地层压裂等复杂情况统称为井壁失稳，其大多发生在泥页岩地层中。井壁失稳的原因是复杂的、多变的，也是综合的。国内外学者多从两个方面研究井壁失稳的原因，即力学因素和物理化学因素。力学因素主要是指钻井液密度过低，钻井液静液柱压力难以支撑井壁，从而造成井壁失稳；物理化学因素主要是指粘土的水化作用，由于水敏性泥页岩吸水而引起体积膨胀，颗粒分散和强度下降，从而改变了井眼周围的应力分布，最终造成井壁岩石剥落、缩径、扩径等井壁失稳现象。因此，井壁失稳在很多情况下与粘土的水化作用有关。提高井壁稳定性的方法多是集中的研究易水化泥页岩的水化作用及其抑制方法上。

目前，通用的钻井液抑制性能评价方法主要有线性膨胀法和滚动回收率法。线性膨胀法能有效评价钻井液对岩屑的抑制膨胀的作用，但不能表征钻井液抑制分散的作用；滚动回收率法能够有效评价钻井液抑制岩屑分散性能，但不能表征钻井液体系抑制膨胀作用。而在实际的钻井施工中，钻井液抑制易水化泥页岩的膨胀和分散性能均是影响井下井壁稳定的重要因素。同时，在钻井施工现场，由于评价仪器体积的限制，一般并不配备。施工现场的钻井液抑制性能的评价，往往是现场取样后带至具备实验条件的实验室进行测定，然后回馈给现场钻井液工程师。然而，采取这种方式方法得到的钻井液抑制性能评价数据并不能第一时间被钻井液工程师所获取，从而并不能及时对现场钻井液性能的调整提供技术支持。所以，有必要形成一种满足现场技术需要，且快速评价钻井液抑制性能的实验装置。

发明内容

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

为克服现有技术的问题，本发明提供一种用于评价易水化粘土或钻井液的实验装置，包括：

U型管路，包括竖直设置的第一管路、第二管路以及与所述第一管路、第二管路相连通的第三管路；

样品池，设置在所述第一管路的端部，且与所述第一管路相连通；

筛网，设置在所述样品池的底部。

可选地，所述第二管路上设有刻度。

可选地，所述第二管路的第一端部的直径小于所述第二管路的第二端部的直径，所述第二端部与所述第三管路相连。

可选地，所述第二管路由三级量液柱、二级量液柱以及一级量液柱组成；其中，所述三级量液柱与所述第三管路相连，所述二级量液柱与所述三级量液柱相连，所述一级量液柱与所述二级量液柱相连。

可选地，所述第一管路的端部为漏斗状，用于与所述样品池相连。

可选地，所述样品池的顶端与所述第二管路的顶端处于同一水平线。

可选地，还包括至少一个渗透膜卡槽，设置在所述第三管路上。

可选地，还包括至少一个选择性半透膜，放置在所述至少一个渗透膜卡槽内。

可选地，所述第三管路上设有通孔，用于注入试剂。

可选地，还包括：