[实用新型]模拟环空流动状态的堵漏实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油工程中的模拟堵漏实验装置。

背景技术

随着深层油气资源的勘探开发，钻进过程中遇的地层越来越复杂，可能钻遇不同压力体系地层、裂缝发育地层、地质破碎带、压力衰竭地层等等，井漏事故也频繁发生，严重影响着油气资源的勘探开发效率。

井漏是指环空中的工作流体向地层进而发生漏失的现象，是石油工程中常见的井下复杂事故之一。井漏不仅会造成钻井工作液漏失，增加钻井成本，还会引起卡钻、坍塌、井喷等井下负责事故，影响油气勘探开发进程，严重时可能导致整个油气井的报废。井漏造成重大的经济损失，有文献统计过，井漏发生频率在逐年上升，由1998年的井漏发生频率18％到如今的28.4％，石油工程中的井漏每年将近造成数亿美元的损失。

如果采取相应的措施，预防和减少井漏事故的发生，保证安全顺利钻进，缩短建井周期，提高经济效益，这对油气资源的勘探开发意义重大。因此，研究钻井防漏、堵漏技术至关重要。目前，国内钻井防漏堵漏技术发展迅速，不断研究开发新技术和堵漏材料。但是由于堵漏试验仪器以及评价方法不符合漏失地层真实情况、不能准确评价堵漏剂封堵效果，导致堵漏材料室内评价效果与现场堵漏效果差别大，井漏问题仍然十分突出。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种适用性强，能够对堵漏材料进行正确、科学评价，对现场防漏堵漏能够进行科学指导的防漏堵漏实验装置，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能够模拟堵漏工作液对井壁裂缝存在轴向和周向剪切时的动态漏失情况的堵漏实验装置。

本发明一种模拟环空流动状态的堵漏实验装置，包括一模拟井筒，所述模拟井筒侧壁上设有至少一个与所述模拟井筒连通的模拟漏层装置，所述模拟漏层装置包括试样容器和设置在试样容器中的岩心试样，其特征在于：所述模拟井筒上设有工作液入口，同时试样容器上设有工作液出口，所述模拟井筒中还容置有螺旋搅拌器，所述螺旋搅拌器沿所述模拟井筒轴向设置。

进一步的，所述岩心试样具有裂缝和/或孔隙。

进一步的，所述岩心试样具有裂缝，且形成有裂缝面，所述裂缝面的粗糙度模拟真实地层。

进一步的，所述岩心试样具有裂缝，所述裂缝柱高度在6.4mm-160mm，裂缝宽度在1mm-5mm。

进一步的，所述岩心试样为圆柱状，包括对半开的两块单体，两块单体间间隔一定距离，形成裂缝，且两单体之间夹有金属片，

进一步的，所述岩心试样的直径为54-56mm，所述裂缝沿岩心试样径向的长度为34-36mm。

进一步的，所述模拟井筒上设有加热装置。

进一步的，所述模拟井筒还连通一加压系统。

进一步的，所述模拟井筒和模拟漏层装置的连通处形成有通孔，所述试样容器上设有一旋转螺杆，所述旋转螺杆的一端伸入试样容器，能够顶压岩心试样在所述试样容器器壁、并对准所述通孔。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

1、本发明的堵漏实验装置，通过在侧部连通有模拟漏层装置的模拟井筒内设置螺旋搅拌器，从而能够模拟堵漏液对井筒侧壁的轴向和周向剪切作用，达到模拟环空流动状态的目的。方便在各种模拟情况下为封堵效果评价提高科学实验手段。

2、设置岩心试样具有裂缝和/或孔隙，可以模拟不同开口度和深度等情况的裂缝型漏失，为相关封堵效果提供参考。

3、尤其设置岩心试样具有裂缝时，可以设计其裂缝面的粗糙度模拟真实地层，从而提高其用于模拟堵漏实验对实际堵漏效果的参考价值。

4、岩心试样可进一步设置裂缝柱高度在6.4mm-160mm，裂缝宽度在1mm-5mm，能够更好的模拟裂缝尺寸，提高模拟实验的真实度。

5、岩心试样设计为圆柱状，包括对半开的两块单体，两块单体间间隔一定距离，形成裂缝，且两单体之间夹有金属片，可以充分真实的模拟岩心以及裂缝的结构，提高模拟实验的真实度。尤其是岩心试样的尺寸控制在直径54-56mm，裂缝沿岩心试样径向的长度为34-36mm。

6、模拟井筒上可设置加热装置，以便模拟不同的环境温度尤其是高温环境下的堵漏效果。

7、模拟井筒连通一加压系统，则也可以改变环境压力，模拟高压环境下的堵漏效果。

8、设置旋转螺杆夹持和定位岩心试样，方便可靠。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。