[发明专利]裂缝性地层堵漏模拟评价装置及评价方法

说明书

本发明为一种裂缝性地层堵漏模拟评价装置及评价方法，其中，评价装置包括模拟井筒、裂缝模型、泵送组件和搅拌容器，模拟井筒顶部能拆卸地连接有模拟钻杆，模拟井筒的筒壁上设有多个第一可视化窗，并在部分第一可视化窗处设有第一摄像头。裂缝模型内部具有模拟裂缝，在裂缝模型上设有多个第二可视化窗，并在部分第二可视化窗处设有第二摄像头。泵送组件能将地层模拟液通过进口部泵送至模拟井筒和模拟裂缝内，搅拌容器能在模拟井筒和模拟裂缝内充满地层模拟液后，将搅拌混合后的堵漏浆料通过进口部输送至模拟井筒内。本发明能更加真实地模拟实际堵漏施工情况，并能对堵漏材料与地层流体共混程度以及堵漏材料漏层驻留性能进行定量评价。

技术领域

本发明是关于油气田勘探与开发技术领域，尤其涉及一种裂缝性地层堵漏模拟评价装置及评价方法。

背景技术

井漏严重威胁钻井安全、制约钻井速度、影响勘探开发进程、损害油气储层，这一问题一直没有得到很好解决，比如我国川渝页岩气、塔里木盆地等重点油气产区，泥页岩和碳酸盐岩等裂缝性地层发育，恶性井漏频发，堵漏效果不理想，造成了较大的经济损失。一般导致钻井液堵漏效果不佳的主要原因有以下两点：一是漏失通道的不确定性，堵漏材料和漏失地层匹配性差，二是缺乏贴合现场工况的堵漏效果评价方法。

水泥、凝胶、树脂等固化类堵漏材料是解决大缝洞、断层等恶性井漏的最主要堵漏材料。固化类材料固化前是流动度良好的流体，易进入裂缝通道；井下固化后形成高强度封堵层。由于漏失通道中存在地层水或漏失的钻井液，固化类材料在井筒和裂缝中难免会与地层流体共混，固化堵漏浆被地层流体冲稀后的固化时间和固化后强度将发生明显变化，影响堵漏效果；另一方面，固化堵漏材料在漏层中的驻留能力也是影响其堵漏效果的重要因素，在漏失压差作用下，固化堵漏材料流体会往裂缝深部流动，驻留效果差的固化堵漏浆体系难以在近井壁处形成封堵层，无法起到堵漏效果。因此，固化堵漏材料与地层水共混效果及漏层驻留能力需建立可靠的评价方法，降低施工风险，提高一次堵漏成功率。

目前，国内外常用的堵漏评价装置多针对桥接堵漏配方，例如砂床/钢珠床堵漏评价装置，主要采用钢球及石英砂制成渗透性试验床来模拟孔隙及微裂缝漏失；PPA堵漏评价装置，使用传统的高温高压加热套模拟地层温度，使用不同孔隙度的陶瓷滤片作为过滤介质；高温高压裂缝堵漏评价装置，通过设计平板缝、孔缝、立型缝等模块模拟井下不同裂缝形式等。例如，申请号为202011250799.1、公布日为2021年2月12日的中国发明专利，公开了一种可变缝宽裂缝堵漏仪器和评价方法，可以模拟裂缝开启和闭合的动态过程，针对的堵漏材料为桥接堵漏材料；申请号为201910307713.5、公布日为2019年7月2日的中国发明专利，公开了一种复杂裂缝中堵漏剂流动难易程度量化评价方法，通过设计不同的注入流量，计算堵漏浆在不同缝板中的流动压力，该方法可评价凝胶和固化类堵漏浆流体裂缝中驻留能力，但是注入流量偏小，且未考虑施工工况及地层流体共混稀释，与实际堵漏施工差别较大。

当前，固化类材料的评价主要集中在单一的固化时间和固化后强度，尚无针对固结材料堵漏与地层流体共混和漏层驻留的评价装置与方法，并未考虑堵漏浆体积、注入排量、钻杆下入深度等施工参数影响，导致固化堵漏配方的优选缺乏科学性。例如，水泥堵漏材料的稠化时间和强度主要采用GBT19139-2012油井水泥试验方法；凝胶和树脂类高分子固化堵漏材料尚无确定的交联和固化时间评价标准，以静止加热和观察流动状态为主。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种裂缝性地层堵漏模拟评价装置及评价方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种裂缝性地层堵漏模拟评价装置及评价方法，能更加真实地模拟实际堵漏施工情况，并能对堵漏材料与地层流体共混程度以及堵漏材料漏层驻留性能进行定量评价。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种裂缝性地层堵漏模拟评价装置，包括：