[发明专利]一种考虑滤失的封堵带承压性能测试可视化装置及方法

说明书

本发明公开了一种考虑滤失的封堵带承压性能测试可视化装置及方法，涉及石油与天然气勘探开发领域，包括测试箱，测试箱两侧分别设置有进液管道和出液管道；进液管道的另一端与搅拌釜相连；搅拌釜与中间容器的一端相连；中间容器的另一端连接液泵，中间容器内设置有钻井液；进液管道上设置有第一压力传感器；出液管道上设置有第一阀门。本发明将封堵带制备功能与封堵带承压能力测试相结合，在实现测试过程可视化的基础上，解决了常规封堵带承压能力测试装置封堵带需要转移位置最终导致承压能力测量不准、无法模拟存在滤失情况下的封堵带承压能力测试的问题。

技术领域

本发明涉及石油与天然气勘探开发领域，具体涉及一种考虑滤失的封堵带承压性能测试可视化装置及方法。

背景技术

钻井液是石油与天然气领域钻探过程中孔内使用的循环冲洗介质。通常在钻井施工中，钻井液会在向井周壁面及与井筒联通的裂缝缝面滤失，并形成滤饼，从而增加井壁稳定性，另一方面，为了防止或及时控制钻井液漏失，现场人员会在钻井液中加入固相颗粒封堵剂配得堵漏浆。在整个钻井作业过程中，工作液中的固相颗粒在裂缝表面堆积，滤液流失到地层中，当钻井浆液中含有不同大小的颗粒时，浆液中较大的颗粒形成滤饼骨架，最小的颗粒会迁移并沉积在较大颗粒形成的多孔滤饼中，形成裂缝钻井液漏失的封堵带。因此，如何在室内模拟出实际地层钻井液壁面滤失过程封堵带性能测量并实现可视化。对于评价钻井液自身及封堵浆封堵效果、明确考虑滤失作用下封堵带的形成机理、解决井漏难题有着重要的意义。但目前封堵带性能测量装置仍然存在几个问题：

1.无法模拟井下真实地层裂缝中滤失过程及调整壁面滤失性能，而壁面滤失直接影响着固相颗粒的沉降速度，进而导致封堵带的形成，与真实工况偏离较大；

2.无法实现可视化，常规的滤失测量装置实验中缺少可视化过程，无法直观判断封堵带是否形成，为后续实验带来不便，同时无法直观地观察封堵带的形成过程，不利于固相颗粒微观封堵机理研究；

3.无法模拟真实裂缝中流体与缝面真实冲刷方向，常规的滤失测量装置的液流方向与固相颗粒沉积方向平行，而实际情况为两者方向呈相互垂直关系；

4.无法实现在滤失条件下封堵带制备功能与封堵带承压能力测试相结合。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种考虑滤失的封堵带承压性能测试可视化装置及方法解决了现有封堵带性能测量装置无法拟井下真实地层裂缝中滤失过程及调整壁面滤失性能，无法实现可视化的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种考虑滤失的封堵带承压性能测试可视化装置，其包括测试箱，测试箱两侧分别设置有进液管道和出液管道；进液管道的另一端与搅拌釜相连；搅拌釜与中间容器的一端相连；中间容器的另一端连接液泵，中间容器内设置有钻井液；进液管道上设置有第一压力传感器；出液管道上设置有第一阀门；

测试箱包括背板；背板的其他五个面均设置有挡板并围成箱体；背板上横向设置有两排第二隔板；两排第二隔板之间设置有上滤板和下滤板，上滤板和下滤板之间形成测试裂缝；背板、上滤板、下滤板、第二隔板和挡板围成若干独立的滤失腔；每个滤失腔均连接一个第二阀门和一个第二压力传感器；

位于背板前端的挡板包括从上到下依次设置的上遮光板、透光板和下遮光板；背板与测试裂缝对应的位置处为透光材质，背板的后端设置有光源；测试箱的前端设置有遮光罩，遮光罩内设置有对准测试裂缝的相机。

提供一种封堵带承压性能测试方法，其包括以下步骤：

S1、将背板、上滤板、下滤板、第二隔板和挡板围成若干独立的滤失腔，并将每个滤失腔连接一个第二阀门和一个第二压力传感器，形成测试箱；

S2、在测试箱的进液管道上设置第一压力传感器，在测试箱的出液管道上设置第一阀门；在测试箱的前端设置遮光罩，并放置对准测试裂缝的相机；