[发明专利]一种高温高压钻井液抑制性评价装置及其使用方法

说明书

一种高温高压钻井液抑制性评价装置，包括主测试部件，控温加压系统、气源、循环加热系统、围压泵、中控系统、计算机、超声波检测仪、安全阀，各部分分别电连接和管路连接，其中主测试部件与控温加压系统依次与气源相连；一种高温高压钻井液抑制性评价装置的使用方法，在前述装置中由气体驱动液体从控温加压系统中进入主测试部件中，并在测试时由围压泵对样品提供准确围压；本发明采用控温加压系统对实验流体预加压后注入膨胀仪，防止了流体出现明显相态变化，消除了流体饱和蒸气压所引入的压力设定误差，提高了评价结果的精确度，外接的围压泵和超声波检测仪可考察样品真实的膨胀状态，同时可通过声波反射情况实时监测岩样的结构变化特性。

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探模拟实验技术领域，具体涉及一种高温高压钻井液抑制性评价装置及其使用方法。

背景技术

深井、超深井的钻探技术标志着钻井工艺技术的发展，其中钻井液技术的完善与否密切关系到深井钻探的成败。由于地温梯度和地层压力梯度的存在，井愈深，温度越高、压力越大，钻井液在高温下很可能失去其原有性能，这对钻井液处理剂提出了更高的要求，也为在高温高压条件下研究钻井液抑制剂提出了挑战。

井壁失稳一直是岩样气藏钻井工程中的技术难题，其诱因为岩样水化膨胀和分散，因此，必须提高钻井液的抑制性，最大限度地降低井下复杂情况的发生率，这就需要石油开采中的重要监测仪器-膨胀仪发挥效用。

目前，钻井液用抑制剂评价装置多为接触式膨胀仪，为了全面地考察模拟复杂地层条件下钻井液的抑制性能，越来越多的同类装置中引入了耐高温高压的相关设计，因此在高温高压条件下对的钻井液抑制性的评价中也多有应用；而在此类设计中，向系统中引入高温高压条件的方法多为直接向其中注入高温实验流体，当密闭容器中流体处于高温状态时，其自身的饱和蒸气压将对容器内的压力产生影响，而对于钻井液抑制性能评价装置所具有的有限密封空间，流体在高温状态下产生的饱和蒸气压将使实验设定压力发生不可忽略的变化，使得目标压力发生偏离，影响测定的准确度；同时，不同特性的流体在接触样品时也将产生不同的样品膨胀结果，如不同温度、浓度的流体所引起的样品膨胀情况也不尽相同，而一般的膨胀仪多采用注入液体后再在承压设备中对其进行升温加热，因而会存在常温流体提前接触岩样，常温流体接触高温容器瞬间蒸发引发浓度变化等问题，使其与高温流体引发的岩样膨胀之间出现误差。

另一方面，岩样受液体影响的膨胀过程中，岩样内部的状况是处于不断变化的，如能够对膨胀中岩样本身结构的变化过程进行收集和研究，则可以进一步研究评价钻井液对于岩样的适配情况，以更好地确定钻井液所需的抑制剂，而目前的同类膨胀仪中未见此类功能的有效应用。

发明内容

鉴于此，本发明目的在于提供一种高温高压钻井液抑制性评价装置及其使用方法，可模拟原地应力条件，室内评价岩样的水化膨胀特性，优选出钻井液用抑制剂，改善钻井液性能，并解决现有同类装置中流体与环境温差较大导致的蒸气压误差和流体状态变化等问题，同时对膨胀评价过程中的样品结构变化进行详细考察。

本发明提供的技术方案是，提供一种高温高压钻井液抑制性评价装置：