[发明专利]一种可用于诱导裂缝堵漏模拟评价的实验装置

说明书

本发明提供一种可用于诱导裂缝堵漏模拟评价的实验装置，包括高压气源、补液池、补液罐、堵漏液罐、堵漏模拟腔、泥浆泵、循环池、计量筒、阀门及管路；其中堵漏模拟腔包括外筒和裂缝模块，所述裂缝模块包括筒体、管路接头、弹舌挡板、弹簧和弹舌片、出口管路和针形螺栓，筒体顶部的管路接头与外筒上部设有的螺纹开口构成密封连接配合。本发明的特点是可模拟钻井液循环对形成的堵层进行冲刷，从而评价出堵漏完成后在后续打钻过程中堵层持续的封堵能力；还可以评价堵漏材料的反向承压能力；同时，裂缝模块裂缝大小可以根据压力大小发生变化，模拟出地层的诱导裂缝变化，进而用于评价堵漏材料对诱导裂缝的堵漏效果。

技术领域

本发明涉及一种石油钻井用测试仪器领域，具体是一种可用于诱导裂缝堵漏模拟评价的实验装置。

背景技术

防漏堵漏室内评价方法是评价钻井液及防漏堵漏材料效果的重要实验手段。而该方法主要通过堵漏模拟评价仪器来实现的。多年来，国内大专院校及油田研究机构也一直致力于堵漏模拟评价仪器的研究工作，相继开发出了多套具有较好评价效果的仪器、装置。如王中华在《复杂漏失地层堵漏技术现状及发展方向》（中外能源，2014）一文提到的DL型堵漏试验仪器和可以模拟漏失地层和堵漏过程的新型堵漏仪。其中，DL-1使用砂床填充，DL-2使用人造岩心。DL-1和DL-2堵漏仪器可较为真实地模拟井下漏失情况，可以直接观测堵漏效果。通过模拟评价得到的山弹性、刚性和纤维类材料合理搭配，以及粒径合理分布的复合堵漏材料，可以实现孔隙性、裂缝型漏失的快速有效封堵。又如吕开河在博士论文《钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究与应用》中提到的高温高压(HTHP)堵漏模拟实验装置。HTHP堵漏模拟实验装置可以模拟防漏堵漏剂及钻井液的动态和静态堵漏效果，可以评价封堵后岩心或裂缝的承压能力（工作压力0～40MPa，工作温度室温～180℃，剪切速率0～1000s-1，漏失介质为人造岩心、天然岩心或裂缝模拟块），实验结果平行性好，实验结果对实践具有指导意义。再如1993 年的行业标准 SY/T5840-93《钻井用桥接堵漏材料室内试验方法》是参照API标准制定的，本标准规定了钻井用桥接堵漏材料所配制的堵漏浆液堵塞不同漏失通道的试验方法，该标准中的试验装置压力范围为0~7MPa。这些评价仪器在不同的范围内体现了较好的模拟评价效果，但在针对某种类型的漏失评价时，还存在一些问题，有改进的空间。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种可用于诱导裂缝堵漏模拟评价的实验装置，用于模拟堵漏材料通过架桥作用在地层裂缝形成封堵层的过程，进而根据压力、漏失量等指标评价出堵漏材料的封堵效果。

为了达到目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种固定裂缝的钻井液堵漏模拟评价装置，包括高压气源、补液池、补液罐、堵漏液罐、堵漏模拟腔、泥浆泵、循环池、计量筒、阀门及管路；所述堵漏模拟腔包括外筒和裂缝模块，外筒为封闭的中空筒体，外筒上部设有螺纹开口，外筒底部连接有反向承压液进口阀门和堵漏液出口阀门；所述裂缝模块包括筒体，筒体顶部设有管路接头，筒体内壁沿轴向对称设置两组弹舌挡板，两组弹舌挡板相对端形成裂缝，每组弹舌挡板之间设置弹簧和弹舌片，弹舌片与弹舌挡板构成径向插接配合，在筒体底部设置出口管路和针形螺栓，筒体顶部的管路接头与外筒上部设有的螺纹开口构成密封连接配合；其中，高压气源、补液池、补液罐、堵漏液罐、裂缝模块、堵漏模拟腔和计量桶通过管路及阀门连接后构成正向承压能力测试系统；高压气源、补液池、补液罐、反向承压液进口阀门、堵漏模拟腔和计量桶通过管路及阀门连接后构成反向承压能测试系统；泥浆泵、堵漏模拟腔、裂缝模块和循环池通过管路和阀门连接后构成闭环堵层冲刷系统。

上述方案进一步包括：

裂缝模块的筒体底部引出管上连接有针形螺栓，筒体顶部管路接头外部设有密封件，筒体中部的裂缝为对应的两处平行裂缝。

所述堵漏液罐、堵漏模拟腔和循环池外部设置有加热套和控温装置。