[发明专利]模拟固井前置液冲洗泥饼的实验装置及实验方法

说明书

本发明提供一种模拟固井前置液冲洗泥饼的实验装置及实验方法，所述模拟固井前置液冲洗泥饼的实验装置用于模拟固井前置液对目标井筒壁上的泥饼的冲洗，其包括：中空的本体，其具有相被背对的顶端和底端，其中底端为封堵端，本体上设置有第一开口和第二开口；通过第一开口穿设在本体内且能沿本体的径向移动的模拟井筒；模拟井筒内设置有贯通孔；模拟井筒的外壁上能布置泥饼；模拟井筒与本体之间形成有第二环形空间；当固井前置液从贯通孔流入第二环形空间并从第二开口流出时，固井前置液能对泥饼进行冲洗。本发明实现了提供一种能真实模拟实际泥饼冲洗的过程的模拟固井前置液冲洗泥饼的实验装置的目的。

技术领域

本发明涉及油气井固井技术领域，尤其涉及一种模拟固井前置液冲洗泥饼的实验装置及实验方法。

背景技术

油气井钻井过程中，在压力差的作用下，钻井液中的自由水向井壁岩石的孔隙或缝隙中渗透的现象，称为钻井液的滤失作用。随着钻井液在井壁的滤失，自由水进入地层，钻井液中的固相颗粒便附着在井壁上形成泥饼。

固井是向井内下入套管，并向井眼和套管之间的第一环形空间注入水泥的施工作业。由于固井是在套管和井壁的第一环形空间内注入水泥，所以在钻井过程中钻井液的固相颗粒在井壁上形成的泥饼会夹杂在水泥浆和地层之间，从而对固井二界面的胶结质量造成影响。

为了提高固井界面胶结质量，延长油气井生产寿命，需要在固井注水泥之前向井壁和套管之间的第一环形空间内注入一段液体对井壁和套管进行清洗，称之为前置液。经过多年的研究，国内外已经在前置液方面取得了长足的进步，但是针对前置液的冲洗效果，目前国内外尚无科学统一的作法和标准，这也成为了阻碍固井前置液技术进步的一个主要因素。

中国发明专利申请CN104675345A公开了《一种固井前置液冲洗效率工程模拟量化评价装置及方法》。该固井前置液冲洗效率工程模拟量化评价装置包括支架、承托盘、人造岩心、岩心夹持器、变速电机、质量传感器、计算机采集终端，所述支架上有高度调节夹具，所述承托盘上放置盛装固井前置液的浆杯，所述高度调节夹具依次连接质量传感器、变速电机和岩心夹持器，所述岩心夹持器通过紧固螺钉固定人造岩心，所述变速电机连有电机转速调节器，所述质量传感器与计算机采集终端相连。该固井前置液冲洗效率工程模拟量化评价装置虽然能够对人造岩心上的泥饼进行冲洗，但是该装置是将人造岩心位于固井前置液中，通过转动人造岩心从而进行冲洗，而在实际的固井作业中，井壁上的泥饼是在固井前置液注入井壁和套管之间的第一环形空间内，并通过套管排出的过程中进行冲洗，且套管在油井的井眼中通常具有一定的偏心度，所以固井前置液对井壁上不同区域的泥饼具有不同的冲洗效果，而该装置的固井前置液对人造岩心上不同区域的泥饼具有相同的冲洗效果，所以该装置没有真实模拟实际泥饼冲洗的过程，从而影响了冲洗结果的真实性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能真实模拟实际泥饼冲洗的过程的模拟固井前置液冲洗泥饼的实验装置及实验方法。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种模拟固井前置液冲洗泥饼的实验装置，所述模拟固井前置液冲洗泥饼的实验装置用于模拟固井前置液对目标井筒壁上的泥饼的冲洗，其包括：中空的本体，其具有相被背对的顶端和底端，其中所述底端为封堵端，所述本体上设置有第一开口和第二开口；通过所述第一开口穿设在所述本体内且能沿所述本体的径向移动的模拟井筒；所述模拟井筒内设置有贯通孔；所述模拟井筒的外壁上能布置所述泥饼；所述模拟井筒与所述本体之间形成有第二环形空间；当所述固井前置液从所述贯通孔流入所述第二环形空间并从所述第二开口流出时，所述固井前置液能对所述泥饼进行冲洗；或者当所述固井前置液从所述第二开口流入所述第二环形空间并从所述贯通孔流出时，所述固井前置液能对所述泥饼进行冲洗；壳体；所述模拟井筒能穿设于所述壳体内，以使所述模拟井筒的外壁与所述壳体的内壁之间能形成有第三环形空间；所述模拟井筒包括具有孔隙的模拟岩层，所述孔隙能连通所述第三环形空间和所述贯通孔，所述第三环形空间用于注入钻井液，所述钻井液能在压力的作用下流入所述贯通孔内，以能在所述模拟岩层的外壁上形成所述泥饼。