[发明专利]一种钻井液泥饼生成试验方法

说明书

本发明涉及一种钻井液泥饼生成试验方法。所述方法包括：使隔油套置于试验岩样的外周围，并使隔油套与所述试验岩样的环空填充满填料；使围压筒与隔油套之间形成围压油容置腔；将试验岩样的一端固定，另一端加载轴向应力至预设值；通过向围压油容置腔注入油液以使隔油套形成内外压差；通过向所述围压筒的周壁施加径向应力至预设值以模拟地层在不同深度处的水平地应力；通过向试验岩样内部环空形成的钻井液容置腔注入钻井液并施加应力至所设应力值；将试验岩样的环境加热至预设温度；观察或记录所述钻井液泥饼生成的过程。本发明能够较好地还原在钻井过程中钻井液发生滤失生成泥饼的过程，能够为探索井壁失稳问题提供有力的理论基础。

技术领域

本发明涉及油气井钻井工程技术领域，具体涉及一种钻井液泥饼生成试验井筒模拟机构及系统。

背景技术

在钻井过程中，由于井壁的渗透作用，钻井液会发生滤失，滤液进入地层。在钻井液滤失的过程中，井壁表面因钻井液中的固体颗粒的堆积产生一定厚度的泥饼，钻井液的泥饼对于控制钻井液滤失，维护井壁稳定及润滑起着极其重要的作用。井壁上形成滤饼后，渗透性减小，阻止或减慢了钻井液继续侵入地层。在钻井过程中钻井液的滤液损失是必然的，通过滤失可形成滤饼保护井壁。因此，泥饼的形成对于防止钻井液中水相侵入地层和维持井壁稳定具有十分重要的意义。

钻井液的滤失量与地层的渗透率密切相关，渤中地区中深层硬脆性泥页岩基质渗透率极低，在泥页岩内分布有近水平的层理，众多的微裂缝为钻井液提供了渗流通道，钻井液中的水相以微裂缝为渗流通道进入地层，由于钻井液的渗流可能会导致钻井液在井壁上形成泥饼，从而阻止钻井液的渗流，防止钻井液中水相进入地层造成泥页岩地层发生水化，导致井壁失稳等复杂事故的发生。近年来，面对国内外油气资源勘探开发的需求，所钻遇的地层条件愈来愈复杂，泥页岩井壁失稳问题愈加复杂，然而对于含有微裂缝的硬脆性泥页岩井壁泥饼的评价缺乏深入的认识，目前尚无高效模拟真实地层泥饼状态的试验装置与方法。

在钻井过程中，硬脆性泥页岩井壁失稳的机理一直是学术上备受争论的方面，因此有必要开展室内试验，为理论分析和数值模拟综合研究提供支持，尤其揭示硬脆性泥页岩井壁失稳的机理，为安全、快速钻井提供技术支持。

发明内容

本发明旨在提供一种钻井液泥饼生成试验方法，以模拟在钻井过程中泥饼的形成并进而可对泥饼进行评价，进而为深层裂缝硬脆性泥页岩钻井过程提供可靠的理论基础。

本发明提出一种钻井液泥饼生成试验方法，所述方法包括：

使隔油套置于试验岩样的外周围，并使所述隔油套与所述试验岩样的环空填充满填料；

使围压筒与所述隔油套之间形成围压油容置腔；

将所述试验岩样的一端固定，另一端加载轴向应力至预设值以模拟地层在不同深度处的垂向应力；

通过向所述围压油容置腔注入油液以使所述隔油套形成内外压差；

通过向所述围压筒的周壁施加径向应力至预设值以模拟地层在不同深度处的水平地应力；

通过向所述试验岩样内部环空形成的钻井液容置腔注入钻井液并施加应力至所设应力值；

将所述试验岩样的环境加热至预设温度；

观察或记录所述钻井液泥饼生成的过程。

根据本发明的一种实施方式，所述填料的抗压强度大于等于60MPa。

根据本发明的一种实施方式，所述填料形状为球形，所述填料为实心陶粒。

根据本发明的一种实施方式，通过改变所述填料的粒径大小来改变远场地层渗透率的大小。

根据本发明的一种实施方式，通过溢流控制阀控制所述钻井液容置腔内的钻井液应力。