[实用新型]一种模拟地层出水情况下砾岩层井壁稳定评价装置

说明书

本实用新型公开了一种模拟地层出水情况下砾岩层井壁稳定评价装置，包括液压装置、压力监控装置、形变仪、刻度尺、水箱、雾化器、形变传感器、全尺寸砾岩岩心、模拟井眼、釜体以及水汽出口。全尺寸砾岩岩心中间钻孔为模拟井眼；模拟井眼内部设有井眼形变测量系统，通过形变传感器、刻度尺和上方的形变仪可测量并读取井眼各位置的形变量；全尺寸砾岩岩心外部包裹有釜体，釜体与压力监控装置相连；模拟井眼下部入口用于水汽入口，模拟井眼下部入口与雾化器和水箱相连，模拟井眼上部设有水汽出口；本实用新型的优势在于，能够模拟气体钻井过程中砾石层受水汽影响的实际条件，同时通过滑动刻度尺可以测量井眼各位置井眼变化情况。

技术领域

本实用新型涉及石油钻采研究实验装置研究领域，尤其涉及一种模拟地层出水情况下砾岩层井壁稳定评价装置。

背景技术

在油气开采过程中，砾石层给钻井带来了诸多难题，“井漏、井壁垮塌、卡钻”等复杂问题经常发生，导致钻井周期长、钻井成本高。引起上述问题的主要原因是不能准确评价某一层段砾石的井壁稳定特性，因此，要规避上述问题，就必须要准确了解钻井过程中不同条件对该层段砾石层岩样的影响，研究表明气体钻井是解决砾石层问题的有效技术，但空气钻井钻遇水层时，砾石层仍事故不断，因此十分有必要研究水对砾石层井壁稳定性的影响规律。

钻井过程中的井周砾岩受到三轴压力影响，钻遇水层时，砾石层同时受到水汽影响，造成井壁坍塌，目前国内的井壁稳定研究装置很多，但均没有专门针对砾石层受水影响的井壁稳定评价方法。针对这一砾石层普遍问题根源所在，为研究其作用机理，设计了一套考虑全尺寸三轴压力和水影响砾石层井壁稳定的实验装置。

较专利：CN105804738A一种泥页岩井壁稳定及完整性可视化评价装置，该装置用于评价泥页岩井壁稳定，没有考虑砾岩以及水对井壁稳定的影响；较专利：CN103758513A一种模拟全尺寸井壁稳定的评价方法，该装置通过钻井液浸泡岩心，通过测量渗透率评价井壁稳定，不能评价水对井眼空间的影响。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种结构简单、操作简便，利用三轴系统和雾化系统形成模拟砾石层遇水层井下情况，利用井眼测量系统测量井眼形变，评价轴压、围压和水汽对砾石层井壁稳定影响的一种模拟地层出水情况下砾岩层井壁稳定评价装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种模拟地层出水情况下砾岩层井壁稳定评价装置，它包括液压装置、压力监控装置、井眼形变测量系统、水汽循环模拟装置、全尺寸砾岩岩心、模拟井眼和釜体；所述全尺寸砾岩岩心中部纵向钻孔设置模拟井眼；模拟井眼内部设有井眼形变测量系统；全尺寸砾岩岩心外部包裹有釜体，釜体外部与压力监控装置相连；所述水汽循环模拟装置包括水箱、雾化器、水汽出口；模拟井眼下部入口与雾化器相连，雾化器与水箱相连，模拟井眼上部设有水汽出口；井眼形变测量系统包括刻度尺、形变传感器以及形变仪，形变传感器与刻度尺的底部相连，所述形变传感器设置于模拟井眼内部；形变仪设置于模拟井眼远离形变传感器一端的外部并与刻度尺相连；所述压力监控装置包括围压阀、围压表、围压液囊、轴压阀、轴压表以及轴压液囊；所述全尺寸砾岩岩心上部的釜体中设有空腔A，空腔A中设有轴压液囊，轴压液囊与液压装置连接且轴压液囊与液压装置之间设有轴压阀和轴压表；釜体内侧与全尺寸砾岩岩心外侧相接处设有空腔B，空腔B中设有围压液囊，围压液囊与液压装置连接，围压液囊与液压装置之间设有围压阀与围压表。

本实用新型的优势在于，(1)本装置能够模拟气体钻井过程中砾石层受水汽影响的实际条件，同时通过滑动刻度可以测量不同井眼位置井眼变化情况；（2）本装置考虑了在实际气体钻井条件下，轴压、围压以及水对砾石层井壁稳定的影响；（3）该装置可利用三轴系统和雾化系统形成模拟砾石层遇水层井下情况，利用井眼测量系统测量井眼形变，评价轴压、围压和水汽对砾石层井壁稳定的影响。

附图说明

图1是本实用新型一种模拟地层出水情况下砾岩层井壁稳定评价装置的示意图。