[发明专利]模拟裂缝模块、裂缝型钻井液堵漏测试装置

说明书

本发明公开了模拟裂缝模块、裂缝型钻井液堵漏测试装置。本发明涉及钻井液堵漏测试技术，包括：两块相同的半圆柱构件，两块半圆柱构件可拆卸连接，两个半圆柱构件之间设置有一密封槽，密封槽内设置有用于密封的两条橡胶密封条，模拟裂缝模块的裂缝截面为长方形的凹槽，凹槽在深度上为深‑浅逐步过渡，凹槽边缘沿凹槽的长度方向设置有用于标示出凹槽不同位置的裂缝宽度的刻度线；凹槽的底部设置有用于模拟地层岩石裂缝的粗糙表面的人造砂面。其可以模拟不同岩性的裂缝表面粗糙度，堵漏实验完成后，打开模拟裂缝模块，可直接观察堵层堵剂分布形态，迅速准确测定堵漏浆或堵漏剂相匹配的裂缝宽度及其堵漏效果。

所属技术领域：

本发明涉及钻井液堵漏测试技术，特别涉及模拟裂缝模块、裂缝型钻井液堵漏测试装置。

背景技术

油气井钻井施工中，常常遇到裂缝型漏失的井下复杂情况，耗损昂贵的钻井液，沿长钻井周期，增加钻井成本。通常处理裂缝型漏失的堵漏方法是在钻井液中添加各种形状和粒度粗细搭配的无机或有机堵漏材料，在堵漏浆携带堵漏剂漏入地层后，其中刚性粗颗粒在裂缝中桥接形成堵层基础，中颗粒填充，细颗粒封堵，形成堵塞层，钻井液中的膨润土和加重剂微粒在过滤作用下覆盖在堵塞层之上形成更为致密的泥饼，从而阻止钻井液的漏失。而架桥颗粒的粒径必须与裂缝宽度匹配，粒径过粗过细均会造成堵漏失败。室内堵漏实验研究和堵漏效果评价是筛选堵漏剂的关键技术手段，也是现场实施桥接堵漏施工的科学基础。

目前常用的裂缝型堵漏效果评价手段是采用QD-2堵漏材料试验装置。这种堵漏效果评价装置是分别采用不同缝宽的人工裂缝缝板模拟不同宽度的裂缝，因其裂缝宽度均匀，长度仅5cm，且模拟漏层的材料为钢质，裂缝面较为光滑，与裂缝型漏失的砂岩、砂砾岩、泥岩粗糙表面差异较大，不能很好的模拟裂缝漏失的真实情况，表现为堵漏实验时，要不堵剂进不去裂缝而在缝口形成假堵塞，要不堵剂穿过裂缝而堵漏失败，不能反应堵剂在裂缝中的堵塞情况，对堵漏剂的堵漏效果难以准确评价。

针对此特点，蒲晓林等人通过加长缝隙模块的长度并在模块内部粘贴不同型号和形状的砂纸或金属片来改变表面粗糙度，使其更接近实际裂缝表面粗糙度，但其裂缝模块仍是固定缝宽，存在堵剂或是进不去裂缝，在裂缝口部位假堵塞，或是在裂缝内站不住，堵漏失败的问题。

发明内容：

本发明的第一个目的在于提供一种模拟裂缝模块，其具有裂缝宽度渐变、可读和粗糙度可调，接近真实裂缝的缝面形态的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种裂缝型钻井液堵漏测试装置，其可以模拟不同岩性的裂缝表面粗糙度，堵漏实验完成后，打开模拟裂缝模块，可直接观察堵层堵剂分布形态，迅速准确测定堵漏浆或堵漏剂相匹配的裂缝宽度及其堵漏效果。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种模拟裂缝模块，包括：两块相同的半圆柱构件，两块半圆柱构件可拆卸连接，两个半圆柱构件之间设置有一密封槽，密封槽内设置有用于密封的两条橡胶密封条，模拟裂缝模块的裂缝截面为长方形的凹槽，凹槽在深度上为深-浅逐步过渡，凹槽边缘沿凹槽的长度方向设置有用于标示出凹槽不同位置的裂缝宽度的刻度线；凹槽的底部设置有用于模拟地层岩石裂缝的粗糙表面的人造砂面。

进一步地，裂缝的宽度包括第一渐变模式和第二渐变模式；

第一渐变模式包括裂缝宽度由6mm渐变至1mm，凹槽底面的斜度为0.70-0.75°；

第二渐变模式包括裂缝宽度由10mm渐变至4mm，凹槽底面的斜度为0.84-0.88°。

进一步地，人造砂面包括与凹槽的底部粘接的不同粒度的岩石颗粒，岩石颗粒包括石英砂颗粒以及石灰石颗粒中的一种或者两种。

进一步地，岩石颗粒的粒度可选20-40目、40-60目、60-100目以及100-200目中的一种。

进一步地，人造砂面厚度为0.8-1.0mm。