[发明专利]一种井筒多梯度压力测试装置

说明书

本发明提供了一种井筒多梯度压力测试装置，包括：套管柱，所述套管柱上设置有多个压力传感器，多个所述压力传感器沿轴向间隔排布；设置在所述套管柱中的钻杆柱，所述钻杆柱的下端开口以使所述钻杆柱与所述套管柱相连通；与所述钻杆柱相连接分离器，所述分离器位于所述套管柱中；进液管线，所述进液管线的一端连接有第一储槽，另一端与所述钻杆柱的上端相连接，所述进液管线上设置有动力泵；出液管线，所述出液管线的一端与所述套管柱相连接，另一端连接有第二储槽。本发明实施例的井筒多梯度压力测试装置能够模拟空心球浓度、空心球大小、空心球密度、排量、分离器个数、分离器位置对井筒压力分布的影响。

技术领域

本发明涉及深水钻井技术领域，尤其涉及一种井筒多梯度压力测试装置。

背景技术

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

随着陆上和浅海油气资源的持续不断开发，勘探开发逐渐转向海洋尤其转向深水海域。但与陆地和浅海钻井相比，深水海域特殊的自然环境和复杂的油气储藏条件也产生了常规钻井装备和工艺难以克服的技术难题，例如，采用锚泊定位钻机本身必须承受笨重的锚泊系统的重量，给钻机定位增加了难度；隔水管除了承受自身重量，还需要承受诸如海流及恶劣的海洋环境载荷；在海底泥线处的高压和低温环境对钻井液性能影响；海底的不稳定性、浅层水流动、天然气水合物控制对钻井的风险；对于常规钻井工艺，尤其难于控制井筒钻井液循环当量密度在允许的作业压力窗口之间。

常规的海洋钻井技术在同尺寸的井眼中只有一个液柱梯度，即井底压力由水面(平台)到井底的泥浆柱压力产生，地层压力、破裂压力和泥浆柱压力梯度以水面为参考点，地层压力和破裂压力之间的余量较小，而隔水管中泥浆柱重量很大，将给钻井工艺带来一系列的问题。如果深水钻井所用的泥浆密度太小，泥浆柱压力小于地层孔隙压力，将导致地层流体侵入井眼，从而带来一系列的井控问题。如果泥浆密度太大，泥浆柱压力超过地层破裂压力，将导致地层流体断裂、坍塌，从而出现卡钻、井径扩大、泥浆漏失、洗井困难等钻井问题。

针对井筒压力控制难度较大的问题，国外20世纪90年代提出和发展的双梯度钻井技术。目前已实施5个联合工业项目，并取得了阶段性成果，提出了多套技术方案，包括海底泵举升钻井液、隔水管气举、隔水管稀释以及注空心玻璃球等，以实现井筒压力的优化控制。目前双梯度钻井技术已经得到了广泛的发展，但由于海上钻井的复杂性，所以该技术已经不能很好的解决目前出现的问题，因此提出了多梯度钻井技术，该技术比双梯度钻井能更好地匹配地层压力，使井底压力在较长的距离内介于地层压力和破裂压力之间，能够简化深水复杂井身结构，有效控制井筒环空压力，实现安全钻进，同时提高钻进效率。

目前，多梯度钻井技术还未得到现场应用，还处于概念阶段，因此还存在诸多需要解决的问题，而目前还没有探索这方面问题的实验装置。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

基于前述的现有技术缺陷，本发明实施例了一种井筒多梯度压力测试装置，其能够模拟空心球浓度、空心球大小、空心球密度、排量、分离器个数、分离器位置对井筒压力分布的影响。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种井筒多梯度压力测试装置，包括：

套管柱，所述套管柱上间隔设置有多个第一压力传感器；

设置在所述套管柱中的钻杆柱，所述钻杆柱的下端开口以使所述钻杆柱与所述套管柱相连通；

与所述钻杆柱相连接分离器，所述分离器位于所述套管柱中；

进液管线，所述进液管线的一端连接有第一储槽，另一端与所述钻杆柱的上端相连接，所述进液管线上设置有动力泵；