钻井液动态煤层井壁封堵测试仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，包括：煤层井壁（4）、煤层井筒（5）、第一滤液冷凝接收器（1）、钻井液容器（11）、流量控制器（18）及泥浆泵（19）；所述煤层井壁（4）位于煤层井筒（5）内；所述第一滤液冷凝接收器（1）通过管线通道与所述煤层井筒（5）相连；所述煤层井筒（5）通过管线通道与所述钻井液容器（11）相连接，形成循环通道；在钻井液容器（11）至煤层井筒（5）底部的通道上，设有所述泥浆泵（19）和所述流量控制器（18），用于建立钻井液的循环和控制钻井液循环的流量。本发明操控或使用简便，能够模拟钻井液在井下对煤层井壁的封堵能力，还可以直接观察钻井液对煤层的井壁稳定和损害情况。
【专利说明】钻井液动态煤层井壁封堵测试仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及测试仪领域，具体地，涉及一种钻井液动态煤层井壁封堵测试仪。
【背景技术】
[0002]东海地区煤层存在多、薄、散、广、均的分布特征，煤层与砂岩、泥页岩以不等厚互存形式广泛存在于龙井组、花港组和平湖组，钻井过程中有井壁坍塌现象，致使起钻时倒划眼严重，下套管作业时遇阻卡现象时有发生，电测作业常因煤层垮塌沉砂过多而下不到底。因此评价钻井液对煤层的封堵能力十分重要。
[0003]目前钻井液封堵评价仪器有API滤失仪、HTHP高温高压滤失仪、砂床渗透模拟试验仪、高温高压动态岩心滤失仪等，模拟封堵介质包括滤纸、岩心、砂床。这些评价仪器主要用于评价钻井液对砂岩地层的封堵能力，难以模拟钻井液动态情况下对煤层的封堵及井壁稳定能力。因此，迫切需要一种可模拟钻井液对煤层的封堵能力以及评价钻井液在煤层中滤失特性的评价仪器。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，该测试仪通过压制模拟煤层井壁放至于井筒中，然后用所测试的钻井液在模拟一定的高温及流速条件下在井壁内进行循环，该人工井筒侧壁开了两个窗口，可测定渗滤出来的滤液体积和观察侧壁井壁的变化情况。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，包括:煤层井壁、煤层井筒、第一滤液冷凝接收器、钻井液容器、流量控制器及泥浆泵；所述煤层井壁位于煤层井筒内；所述煤层井筒上部和底部分别设有井筒钻井液循环出口和井筒钻井液循环入口，所述钻井液容器上部和下部分别设有钻井液容器循环入口和钻井液容器循环出口，所述井筒钻井液循环出口通过管线通道与所述钻井液容器循环入口相连，所述钻井液容器循环出口通过管线通道与所述井筒钻井液循环入口相连；所述第一滤液冷凝接收器通过管线通道与所述煤层井筒相连；所述泥浆泵和所述流量控制器位于所述钻井液容器循环出口与所述井筒钻井液循环入口之间的管线通道上，用于建立钻井液的循环和控制钻井液循环的流量。
[0006]优选地，所述煤层井壁充填煤层岩屑或煤粉、石英砂。
[0007]优选地，所述煤层井筒设有井筒上盖。
[0008]优选地，所述煤层井壁与所述煤层井筒上部有一定空间，用于缓冲循环的钻井液。
[0009]优选地，所述钻井液动态煤层井壁封堵测试仪进一步包括:第二滤液冷凝接收器，所述第二滤液冷凝接收器通过管线通道与所述煤层井筒相连。
[0010]优选地，所述第一滤液冷凝接收器与所述煤层井筒相连的滤液出口处设有第一滤网；所述第二滤液冷凝接收器与所述煤层井筒相连的滤液出口处设有第二滤网。
[0011]优选地，所述煤层井筒与所述第一滤液冷凝接收器之间的管线通道设有第一压力表和第一滤液出口阀门；所述煤层井筒与所述第二滤液冷凝接收器之间的管线通道设有第二压力表和第二滤液出口阀门。
[0012]优选地，所述井筒钻井液循环出口与所述钻井液容器循环入口之间的管线通道设有井筒钻井液出口阀门；所述钻井液容器循环出口与所述流量控制器之间的管线通道设有钻井液容器循环出口阀门。
[0013]优选地，所述钻井液容器设有钻井液容器上盖。
[0014]优选地，所述钻井液容器外侧设有加热套。
[0015]通过上述技术方案，该测试仪操控或使用简便，能够模拟钻井液在一定的高温和流速的条件下在井壁内进行循环，该人工井筒可开有两个滤液出口，用于测定渗滤出来的滤液体积和观察煤层井壁的变化情况，还可以直接观察不同钻井液体系以及封堵材料对煤层井壁稳定的影响程度。
[0016]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0018]图1是钻井液动态煤层井壁封堵测试仪的结构示意图。
[0019]附图标记说明
[0020]1、第一滤液冷凝接收器；2、第一滤液出口阀门；3、第一压力表；4、煤层井壁；5、煤层井筒；6、井筒上盖；7、井筒钻井液循环出口 ；8、井筒钻井液出口阀门；9、第二压力表；10、第二滤液出口阀门；11、钻井液容器；12、钻井液容器上盖；13、加热套；14、钻井液容器循环入口 ；15、钻井液容器循环出口 ；16、钻井液容器循环出口阀门；17、第二滤液冷凝接收器；18、流量控制器；19、泥浆泵；20、井筒钻井液循环入口 ；21、第一滤网；22、第二滤网。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0022]如附图1所示，本发明提供一种钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，包括:煤层井壁4、煤层井筒5、第一滤液冷凝接收器1、钻井液容器11、流量控制器18及泥浆泵19 ;所述煤层井壁4位于煤层井筒5内；所述煤层井筒5上部和底部分别设有井筒钻井液循环出口 7和井筒钻井液循环入口 20，所述钻井液容器11上部和下部分别设有钻井液容器循环入口14和钻井液容器循环出口 15，所述井筒钻井液循环出口 7通过管线通道与所述钻井液容器循环入口 14相连，所述钻井液容器循环出口 15通过管线通道与所述井筒钻井液循环入口20相连；所述第一滤液冷凝接收器I通过管线通道与所述煤层井筒5相连；所述泥浆泵19和所述流量控制器18位于所述钻井液容器循环出口 15与所述井筒钻井液循环入口 20之间的管线通道上，用于建立钻井液的循环和控制钻井液循环的流量。
[0023]所述煤层井壁4充填煤层岩屑或煤粉、石英砂。
[0024]所述煤层井筒5设有井筒上盖6，用于密封所述煤层井筒5。
[0025]所述煤层井壁4与所述煤层井筒5上部有一定空间，用于缓冲循环的钻井液。
[0026]所述钻井液动态煤层井壁封堵测试仪进一步包括:第二滤液冷凝接收器17，所述第二滤液冷凝接收器17通过管线通道与所述煤层井筒5相连。
[0027]所述第一滤液冷凝接收器I与所述煤层井筒5相连的滤液出口处设有第一滤网22 ;所述第二滤液冷凝接收器17与所述煤层井筒5相连的滤液出口处设有第二滤网21。这两个滤网用来过滤钻井液，防止管线通道堵塞。
[0028]所述煤层井筒5与所述第一滤液冷凝接收器I之间的管线通道设有第一压力表3和第一滤液出口阀门2 ;所述煤层井筒5与所述第二滤液冷凝接收器17之间的管线通道设有第二压力表9和第二滤液出口阀门10。
[0029]所述井筒钻井液循环出口 7与所述钻井液容器循环入口 14之间的管线通道设有井筒钻井液出口阀门8 ;所述钻井液容器循环出口 15与所述流量控制器18之间的管线通道设有钻井液容器循环出口阀门16。
[0030]所述钻井液容器11设有钻井液容器上盖12，用于密封所述钻井液容器11。
[0031]所述钻井液容器11外侧设有加热套13，用于加热钻井液容器11。高温下钻井液浓度稀释，加速钻井液的流速；温度越高，钻井液的浓度越低，通过管线通道的钻井液越多。
[0032]利用本发明进行钻井液煤层封堵性评价的具体操作如下:
[0033]在试验时用煤、砂和膨润土以一定比例混合，压制出人工煤层井壁4放入煤层井筒5中，拧紧井筒上盖6 ;将配置好的钻井液装入钻井液容器11中，拧紧钻井液容器上盖12 ;打开加热套13，待温度达到试验温度要求后，打开井筒钻井液出口阀门8和钻井液容器循环出口阀门16，打开第一滤液出口阀门2和第二滤液出口阀门10，打开泥浆泵19和流量控制器18，设置钻井液试验流量；此时，钻井液进行循环，通过第一压力表3和第二压力表9监测钻井液对煤层的压力传递情况，通过第一滤液冷凝接收器I和第二滤液冷凝接收器17监测钻井液对煤层渗透的滤失量，从而可分析钻井液对煤层的综合封堵能力。
[0034]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，其特征在于，包括:煤层井壁(4)、煤层井筒(5)、第一滤液冷凝接收器(1)、钻井液容器(11)、流量控制器(18)及泥浆泵(19)； 所述煤层井壁(4)位于煤层井筒(5)内； 所述煤层井筒(5)上部和底部分别设有井筒钻井液循环出口(7)和井筒钻井液循环入口(20)，所述钻井液容器(11)上部和下部分别设有钻井液容器循环入口(14)和钻井液容器循环出口(15)，所述井筒钻井液循环出口(7)通过管线通道与所述钻井液容器循环入口(14)相连，所述钻井液容器循环出口(15)通过管线通道与所述井筒钻井液循环入口(20)相连； 所述第一滤液冷凝接收器(1)通过管线通道与所述煤层井筒(5)相连； 所述泥浆泵(19)和所述流量控制器(18)位于所述钻井液容器循环出口(15)与所述井筒钻井液循环入口(20)之间的管线通道上，用于建立钻井液的循环和控制钻井液循环的流量。
2.根据权利要求1所述的钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，其特征在于，所述煤层井壁(4)充填煤层岩屑或煤粉、石英砂。
3.根据权利要求1所述的钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，其特征在于，所述煤层井筒(5)设有井筒上盖(6)。
4.根据权利要求1所述的钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，其特征在于，所述煤层井壁(4)与所述煤层井筒(5)上部有一定空间，用于缓冲循环的钻井液。
5.根据权利要求1所述的钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，其特征在于，所述钻井液动态煤层井壁封堵测试仪进一步包括:第二滤液冷凝接收器(17)，所述第二滤液冷凝接收器(17)通过管线通道与所述煤层井筒(5)相连。
6.根据权利要求5所述的钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，其特征在于，所述第一滤液冷凝接收器(1)与所述煤层井筒(5)相连的滤液出口处设有第一滤网(22); 所述第二滤液冷凝接收器(17)与所述煤层井筒(5)相连的滤液出口处设有第二滤网(21)。
7.根据权利要求6所述的钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，其特征在于，所述煤层井筒(5)与所述第一滤液冷凝接收器(1)之间的管线通道设有第一压力表(3)和第一滤液出口阀门(2)； 所述煤层井筒(5)与所述第二滤液冷凝接收器(17)之间的管线通道设有第二压力表(9)和第二滤液出口阀门(10)。
8.根据权利要求1所述的钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，其特征在于，所述井筒钻井液循环出口 (7)与所述钻井液容器循环入口(14)之间的管线通道设有井筒钻井液出口阀门(8)； 所述钻井液容器循环出口(15)与所述流量控制器(18)之间的管线通道设有钻井液容器循环出口阀门(16)。
9.根据权利要求1所述的钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，其特征在于，所述钻井液容器(11)设有钻井液容器上盖(12 )。
10.根据权利要求1所述的钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，其特征在于，所述钻井液容器(11)外侧设有加热套(13)。
【文档编号】E21B49/00GK104453867SQ201310428747
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】罗勇, 张海山, 郭士生, 王荐, 向兴金, 吴彬, 舒福昌 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油(中国)有限公司上海分公司, 湖北汉科新技术股份有限公司