[发明专利]一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法

说明书

本发明公开了一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法，属于模拟石油钻井实验技术领域，其特征在于：包括以下步骤：“a、向模拟井筒的环空注液，模拟水平井水平环空中的钻井液；b、通过进料控制阀调控岩屑罐的注入岩屑量，分析不同岩屑量对岩屑运移的影响；c、调节钻井液排量，分析不同钻井液返速对岩屑运移的影响；d、调节钻杆旋转偏心装置，分析不同偏心度对岩屑运移的影响；e、通过调节钻杆旋转速度，分析不同钻杆转速对岩屑运移的影响；f、通过注入不同物性的岩屑，分析不同物性的岩屑对岩屑运移的影响。本发明原理可靠，操作简便，能够更加真实的模拟岩屑在水平井大位移水平环空段多种工况下的运移情况。

技术领域

本发明涉及到模拟石油钻井实验技术领域，尤其涉及一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法。

背景技术

伴随着石油钻采条件日益苛刻与钻采工艺不断发展，为实现老油田和特殊油藏高效开发，提高单井产能，水平井钻井现已成为现代油气勘探开发的重要手段。然而由于水平井的水平段特点天然存在岩屑运移困难的问题，在大位移水平环空段，钻柱由于自身重力原因靠近下井壁而形成偏心环空，岩屑极易在钻杆接头处以及环空下部堆积成床，致使水平井钻进时卡钻、钻具高摩阻、高扭矩的复杂问题频发。

公开号为CN 103485738A，公开日为2014年01月01日的中国专利文献公开了一种水平井岩屑运移模拟实验装置，包括钻井液系统、岩屑运移系统、岩屑供给系统、动力系统、数据处理系统和岩屑回收系统六部分，其特征在于：所述钻井液系统由储液池、出口截止阀、电机、离心泵、压力表、流量计、蝶阀和钢丝管依次连接组成，所述岩屑运移系统由转换接头、密封轴承、玻璃管、通孔法兰盘、轴承、PVC管、PVC管接头、携岩工具、偏心三角盘、盲板和支撑架构成，所述岩屑供给系统由螺旋送料器和加岩屑装置组成，所述动力系统由调速电机、变速齿轮和固定架组成，所述数据处理系统由高速摄像机、三脚架和计算机组成，所述岩屑回收系统由回收管、过滤器、岩屑回收池和截止阀依次连接组成，回收管与玻璃管出口端连接。

该专利文献公开的水平井岩屑运移模拟实验装置，结构相对复杂，钻杆用PVC管代替，且未考虑实际环空井壁的粗糙度，不能更真实的模拟实际工况。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法，本发明原理可靠，操作简便，能够更加真实的模拟岩屑在水平井大位移水平环空段多种工况下的运移情况。

本发明通过下述技术方案实现：

一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、通过钻井液装置向可视化水平环空岩屑运移模拟设备的模拟井筒的环空注液，模拟水平井水平环空中的钻井液；

b、通过进料控制阀调控岩屑罐的注入岩屑量，记录每分钟的岩屑注入量，根据液体流量计读数、岩屑分离器中岩屑的重量、扭矩传感器读数、第一变频器读数、第二变频器读数、钻杆偏心度、岩屑运移轨迹及岩屑床启动再次沉降距离，分析不同岩屑量对岩屑运移的影响；

c、调节钻井液排量，记录液体流量计读数，以模拟钻井液不同返速下岩屑运移情况，记录每分钟的岩屑注入量、岩屑分离器中岩屑的重量、扭矩传感器读数、第一变频器读数、第二变频器读数、钻杆偏心度、岩屑运移轨迹及岩屑床启动再次沉降距离，分析不同钻井液返速对岩屑运移的影响；

d、调节钻杆旋转偏心装置，记录钻杆偏心度，记录每分钟的岩屑注入量、液体流量计读数、岩屑分离器中岩屑的重量、扭矩传感器读数、第一变频器读数、第二变频器读数、岩屑运移轨迹及岩屑床启动再次沉降距离，分析不同偏心度对岩屑运移的影响；

e、通过调节钻杆旋转速度，记录第二变频器读数，记录每分钟的岩屑注入量、液体流量计读数、岩屑分离器中岩屑的重量、扭矩传感器读数、第一变频器读数、钻杆偏心度、岩屑运移轨迹及岩屑床启动再次沉降距离，分析不同钻杆转速对岩屑运移的影响；