一種鉆井液承壓堵漏壓裂試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于油氣田鉆井作業(yè)中的薄弱易破裂地層及裂縫性地層的承壓堵漏研宄或評(píng)價(jià)用試驗(yàn)裝置，特別是一種鉆井液承壓堵漏壓裂試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]地層承壓能力是指鉆井過程中地層承受井內(nèi)鉆井液壓力而不發(fā)生漏失的能力。鉆井過程中，地層承壓能力的高低決定了地層發(fā)生漏失的難易程度，地層承壓能力越低，越易導(dǎo)致鉆井液的漏失。鉆遇薄弱易破裂或已經(jīng)破裂的地層時(shí)，由地層承壓能力低甚至不承壓而導(dǎo)致的井漏，增加了鉆井成本，延長(zhǎng)了建井周期，嚴(yán)重影響安全高效鉆井目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
[0003]為了提高地層承壓能力，通常向鉆井液當(dāng)中加入堵漏材料進(jìn)行堵漏，在井下，這些材料能夠封堵孔隙、微裂縫以及堵塞較大開度的裂縫，修補(bǔ)井壁及地層缺陷，提高井壁的完整性。通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行堵漏材料的效果評(píng)價(jià)無(wú)疑是昂貴的，也是不符合實(shí)際的，采用室內(nèi)的小型試驗(yàn)是一種簡(jiǎn)單易行且低成本的方式，因此亟需一種裝置，能夠有效的模擬井下高壓條件、優(yōu)選提高地層承壓能力的各種封堵材料以及評(píng)價(jià)并形成提高地層承壓能力的鉆井液體系，為提高地層成能力的鉆井液技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
[0004]以往，鉆井液的承壓堵漏能力的評(píng)價(jià)與研宄普遍采用API室內(nèi)堵漏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置使用模擬裂縫塊進(jìn)行堵漏以及承壓堵漏評(píng)價(jià)和研宄，其最大問題是模擬裂縫是已經(jīng)存在的，只是大小模塊不同，反映的是天然裂縫堵漏能力的大小。而實(shí)際情況是，井下薄弱地層并沒有事先存在裂縫漏層，而是被鉆井液壓裂開的，API堵漏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置不能反映這點(diǎn)。其次，裂縫在壓力作用下閉合狀況產(chǎn)生的裂縫重新開啟性漏失也不能在API堵漏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置上反映出來。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種鉆井液承壓堵漏壓裂試驗(yàn)裝置，可以模擬三軸應(yīng)力條件下的巖心破裂以及封堵試驗(yàn)，模擬鉆井液作用下的真實(shí)裂縫的形成過程以及封堵材料的承壓堵漏過程，為薄弱易漏失地層的鉆井液承壓堵漏研宄與評(píng)價(jià)提供一種新的測(cè)試方法。
[0006]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種鉆井液承壓堵漏壓裂試驗(yàn)裝置，包括油液轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、巖心夾持系統(tǒng)和壓力控制與計(jì)量系統(tǒng)，
[0007]所述的油液轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括外筒底座、外筒、活塞、外筒頂蓋和外筒底蓋，外筒底蓋固定安裝在外筒底座上，外筒的下端固定在外筒底蓋內(nèi)，外筒頂蓋蓋設(shè)于外筒的頂部，活塞配合安裝在外筒內(nèi)，外筒頂蓋的頂部設(shè)置有壓力傳感器；
[0008]所述的巖心夾持系統(tǒng)包括釜體、膠套、入口柱塞、出口柱塞和入口管線，釜體為中空的柱體結(jié)構(gòu)，入口柱塞固定于釜體的頂部，出口柱塞固定于釜體的底部，膠套安裝于釜體內(nèi)，釜體內(nèi)壁與膠套外壁之間形成用于對(duì)巖心施加圍壓的密閉空腔，膠套內(nèi)壁、入口柱塞和出口柱塞所形成的空腔內(nèi)固定有巖心，巖心的中心圓孔兩端分別插入入口管線和堵頭，并形成密閉空間，入口管線穿過入口柱塞，堵頭穿過出口柱塞，巖心固定在釜體內(nèi)，同時(shí)也將入口管線和堵頭緊密固定在巖心內(nèi)，入口管線的另一端與外筒頂蓋的出口連通；所述的釜體的外壁上還設(shè)置有進(jìn)液孔；
[0009]所述的壓力控制與計(jì)量系統(tǒng)包括圍壓泵、驅(qū)替泵、圍壓監(jiān)測(cè)、驅(qū)替壓監(jiān)測(cè)、巖心內(nèi)孔壓力監(jiān)測(cè)和計(jì)算機(jī)，圍壓泵上安裝有圍壓監(jiān)測(cè)，圍壓泵與進(jìn)液孔連通，驅(qū)替泵上安裝有驅(qū)替壓監(jiān)測(cè)，驅(qū)替泵與外筒底蓋內(nèi)部連通，所述的計(jì)算機(jī)與壓力傳感器連接。
[0010]所述的巖心夾持系統(tǒng)還包括巖心夾持底座和支架，支架豎直固定在底座上，支架與Il體固定連接。
[0011]所述的入口管線與巖心內(nèi)孔之間、堵頭與巖心內(nèi)孔之間分別設(shè)置有密封膠圈。
[0012]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、該承壓堵漏壓裂試驗(yàn)裝置能夠模擬三軸應(yīng)力條件，更接近真實(shí)地層的受壓環(huán)境，巖心使用水泥砂漿澆筑，其各個(gè)組分可以調(diào)整，從而可以得到不同孔隙度、滲透率以及不同強(qiáng)度的巖心，能夠根據(jù)需求模擬不同巖性、物性的地層。
[0014]2、該裝置使用完整巖心模擬易破裂地層進(jìn)行提高承壓能力研宄，通過調(diào)整鉆井液性能最大程度的提高巖心的承壓能力；使用被鉆井液壓裂的巖心模擬裂縫性地層，研宄封堵材料對(duì)裂縫性地層的封堵能力以及提高裂縫性地層的承壓能力。試驗(yàn)研宄的結(jié)果可以為薄弱易漏失地層的承壓理論研宄以及鉆井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用提高依據(jù)。
[0015]3、該裝置中對(duì)巖心內(nèi)孔的密封設(shè)計(jì)巧妙，堵頭與入口管線與巖心內(nèi)孔緊密貼合，入口柱塞和出口柱塞將入口管線和堵頭緊壓在巖心兩端，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)巖心內(nèi)孔的密封。
[0016]4、該實(shí)驗(yàn)裝置中位于活塞容器頂蓋上端的壓力傳感器可以實(shí)時(shí)精確的測(cè)量巖心內(nèi)孔壓力，得到不同鉆井液、封堵材料等對(duì)巖心的承壓能力提高值，能夠很好的再現(xiàn)不同巖心在不同鉆井液體系作用下的承壓堵漏過程。此外，巖心的物性和力學(xué)性能可根據(jù)需求調(diào)整，能夠更廣泛的滿足不同巖性地層的承壓堵漏試驗(yàn)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖中:1_油液轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，11-外筒底座，12-外筒，13-活塞，14-外筒頂蓋，15-外筒底蓋，16-壓力傳感器，2-巖心夾持系統(tǒng)，21-巖心夾持底座，22-支架，23-釜體，24-膠套，25-入口管線，26-堵頭，27-入口柱塞，28-出口柱塞，29-進(jìn)液孔，210-密封膠圈，3-壓力控制與計(jì)量系統(tǒng)，31-圍壓泵，32-驅(qū)替泵，33-圍壓監(jiān)測(cè)，34-驅(qū)替壓監(jiān)測(cè)，35-巖心內(nèi)孔壓力監(jiān)測(cè)，4-巖心。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0020]如圖1所示，一種鉆井液承壓堵漏壓裂試驗(yàn)裝置，包括油液轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1、巖心夾持系統(tǒng)2和壓力控制與計(jì)量系統(tǒng)3，所述的油液轉(zhuǎn)換系統(tǒng)I包括外筒底座11、外筒12、活塞13、外筒頂蓋14和外筒底蓋15，外筒底蓋15固定安裝在外筒底座11上，外筒12的下端固定在外筒底蓋15內(nèi)，外筒頂蓋14蓋設(shè)于外筒12的頂部，活塞13配合安裝在外筒12內(nèi)，外筒頂蓋14的