泥浆清洗液清洗效果的评价系统及评价方法与流程

本发明涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种泥浆清洗液清洗效果的评价系统及评价方法。

背景技术：

在对页岩气藏进行开发过程中，由于钻井液的粘度较大，易粘附至地层微粒而形成泥浆，会导致压裂工具下入困难等问题，则通常向井筒内注入泥浆清洗液对上述泥浆进行清洗。其中，泥浆清洗液的清洗效果影响页岩气藏的开发进程，因此，有必要提供一种泥浆清洗液清洗效果的评价方法。

现有技术提供了一种泥浆清洗液清洗效果的评价方法，该评价方法为：测量容器的净重量；将泥浆粘附至容器的内壁上，并测量粘附有泥浆的容器质量；向容器内注入泥浆清洗液，待预设时间后，将清洗液倒出，并测量清洗后的容器重量；根据容器的净重量、粘附有泥浆的容器重量以及清洗后的容器重量，获取泥浆清洗液的清洗效率；根据泥浆清洗液的清洗效率，对浆清洗液的清洗效果进行评价。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的评价方法没有考虑井筒内的温度、压力、气体环境以及泥浆清洗液的流速对泥浆清洗液清洗效果的影响，不能准确得到泥浆清洗液的清洗效率，进而也就无法对泥浆清洗液的清洗效果进行精确的评价。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种泥浆清洗液清洗效果的评价系统及评价方法，可以解决上述问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种泥浆清洗液清洗效果的评价系统，所述评价系统包括：模拟井筒、气体供给装置、液体供给装置、加热装置；

所述模拟井筒包括：外筒体、设置在所述外筒体内的内筒体；

所述内筒体的顶部与所述外筒体相抵，底部设置有与所述外筒体的内腔贯通的第一出液口；

所述外筒体的顶部设置有与所述内筒体、所述外筒体之间的环形空间贯通的加压口、第二出液口，以及与所述内筒体贯通的进液口；

所述气体供给装置与所述加压口连通，用于向所述模拟井筒内注入模拟页岩气，以将所述模拟井筒增压至预设压力；

所述液体供给装置通过动力泵与所述进液口连通，用于向所述模拟井筒内注入预设流速的泥浆清洗液；

所述加热装置设置在所述外筒体上，用于将所述模拟井筒加热至预设温度。

在一种可能的设计中，所述外筒体包括：本体、可拆卸地盖装在所述本体顶部的盖体；

所述加压口、所述第二出液口、所述进液口均设置在所述盖体上；

且，所述内筒体的顶部与所述盖体相抵。

在一种可能的设计中，所述评价系统还包括：支撑架，用于将所述内筒体固定在所述外筒体内，并使所述内筒的顶部与所述盖体相抵。

在一种可能的设计中，所述内筒体的顶部与所述盖体可拆卸连接。

在一种可能的设计中，所述内筒体与所述盖体之间设置有密封件。

在一种可能的设计中，所述气体供给装置包括：顺次连通的储气罐、增压机、缓冲罐；

所述缓冲罐与所述加压口连通。

在一种可能的设计中，所述液体供给装置包括：顺次连通的储液罐、加热箱；

所述加热箱通过所述动力泵与所述进液口连通。

在一种可能的设计中，所述评价系统还包括：流量计，设置在所述进液口与所述动力泵之间。

在一种可能的设计中，所述加热装置包括：设置在所述外筒体上的加热器；

与所述加热器电连接的温度控制器。

另一方面，提供了一种利用上述任一项所述的评价系统的泥浆清洗液清洗效果的评价方法，所述评价方法包括：

获取模拟井筒的内筒体的净重量，并在所述内筒体的内壁上粘附有泥浆，获取粘附有所述泥浆的内筒体的重量；

利用加热装置将所述模拟井筒加热至预设温度，并利用气体供给装置向所述模拟井筒内注入模拟页岩气，以将所述模拟井筒增压至预设压力；

利用液体供给装置，并通过动力泵向所述外筒体的进液口内注入预设流速的泥浆清洗液，以使所述泥浆清洗液依次通过所述内筒体、所述第一出液口、所述外筒体与所述内筒体之间的环形空间，并经所述第二出液口排出；

获取经所述泥浆清洗液清洗后的内筒体的重量，并根据所述内筒体的净重量、粘附有所述泥浆的内筒体的重量、经所述泥浆清洗液清洗后的内筒体的重量，获取所述泥浆清洗液的清洗效率；

根据所述清洗效率，对所述泥浆清洗液的清洗效果进行评价；

若所述清洗效率大于或等于预设阀值，所述泥浆清洗液的清洗效果好；反之，所述泥浆清洗液的清洗效果差；

所述预设阀值为70％～80％；

所述清洗效率通过如下计算公式计算得到：

η＝(m1-m2)/(m1-m0)

式中:

η—所述泥浆清洗液的清洗效率，％；

m1—粘附有所述泥浆的内筒体的重量,g；

m2—经所述泥浆清洗液清洗后的内筒体的重量，g；

m0—所述内筒体的净重量,g。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的泥浆清洗液清洗效果的评价系统，通过将模拟井筒设置成由内至外依次设置有内筒体、外筒体的结构，再加上与气体供给装置、加热装置的配合，可准确模拟实际井筒内的温度、压力、气体环境；另外，通过将液体供给装置通过动力泵与外筒体的进液口连通，可使泥浆清洗液以预设流速注入至模拟井筒内，可准确模拟泥浆清洗液的清洗过程。综上所述，本发明实施例提供的泥浆清洗液的评价系统，通过模拟井筒、气体供给装置、液体供给装置、加热装置、动力泵这五者之间的配合，考虑了井筒内的温度、压力、气体环境以及泥浆清洗液的流速对泥浆清洗液清洗效果的影响，可准确得到泥浆清洗液的清洗效率，进而可对泥浆清洗液的清洗效果进行精确评价，以对泥浆清洗液进行性能评测、筛选以及研发。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的泥浆清洗液清洗效果的评价系统的结构示意图。

其中，附图中的各个标号说明如下：

1-模拟井筒；

11-外筒体；

11a-加压口；

11b-第二出液口；

11c-进液口；

11d-排空阀；

111-本体；

112-盖体；

12-内筒体；

12a-第一出液口；

2-气体供给装置；

21-储气罐；

22-增压机；

23-缓冲罐；

3-液体供给装置；

31-储液罐；

32-加热箱；

4-加热装置；

41-加热器；

42-温度控制器；

5-动力泵；

6-支撑架；

7-流量计。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

一方面，本发明实施例提供了一种泥浆清洗液清洗效果的评价系统，如附图1所示，该评价系统包括：模拟井筒1、气体供给装置2、液体供给装置3、加热装置4；模拟井筒1包括：外筒体11、设置在外筒体11内的内筒体12；内筒体12的顶部与外筒体11相抵，底部设置有与外筒体11的内腔贯通的第一出液口12a；外筒体11的顶部设置有与内筒体12、外筒体11之间的环形空间贯通的加压口11a、第二出液口11b，以及与内筒体12贯通的进液口11c；气体供给装置2与加压口11a连通，用于向模拟井筒1内注入模拟页岩气，以将模拟井筒1增压至预设压力；液体供给装置3通过动力泵5与进液口11c连通，用于向模拟井筒1内注入预设流速的泥浆清洗液；加热装置4设置在外筒体11上，用于将模拟井筒1加热至预设温度。

下面就本发明实施例提供的泥浆清洗液清洗效果的评价系统的工作原理给予描述：

先获取模拟井筒1的内筒体12的净重量，并在内筒体12的内壁上粘附有泥浆，以获取粘附有泥浆的内筒体12的重量。然后，利用加热装置4将模拟井筒1加热至预设温度，并利用气体供给装置2向模拟井筒1内注入模拟页岩气，直至模拟井筒1内的压力达到预设压力，以使模拟井筒1内的温度、压力、气体环境均与实际井筒内的温度、压力、气体环境相同。

利用液体供给装置3，并通过动力泵5向外筒体11的进液口11c内注入预设流速的清洗液，以使泥浆清洗液与内筒体12内的泥浆进行接触并清洗。泥浆清洗液依次通过第一出液口12a、外筒体11与内筒体12之间的环形空间，并经第二出液口11b排出。

获取经清洗液清洗后的内筒体12的重量，并根据内筒体12的净重量、粘附有泥浆的内筒体12的重量、经泥浆清洗液清洗后的内筒体12的重量，获取泥浆清洗液的清洗效率。之后，根据清洗效率，对泥浆清洗液的清洗效果进行评价。

可见，本发明实施例提供的泥浆清洗液清洗效果的评价系统，通过将模拟井筒1设置成由内至外依次设置有内筒体12、外筒体11的结构，再加上与气体供给装置2、加热装置4的配合，可准确模拟实际井筒内的温度、压力、气体环境；另外，通过将液体供给装置3通过动力泵5与外筒体11的进液口11c连通，可使泥浆清洗液以预设流速注入至模拟井筒1内，可准确模拟泥浆清洗液的清洗过程。综上所述，本发明实施例提供的泥浆清洗液的评价系统，通过模拟井筒1、气体供给装置2、液体供给装置3、加热装置4、动力泵5这五者之间的配合，考虑了井筒内的温度、压力、气体环境以及泥浆清洗液的流速对泥浆清洗液清洗效果的影响，可准确得到泥浆清洗液的清洗效率，进而可对泥浆清洗液的清洗效果进行精确评价，以对泥浆清洗液进行性能评测、筛选以及研发。

为了便于将内筒体12设置在外筒体11内，本发明实施例中，如附图1所示，外筒体11包括：本体111、可拆卸地盖装在本体111顶部的盖体112；加压口11a、第二出液口11b、进液口11c均设置在盖体112上；且，内筒体12的顶部与盖体112相抵。

其中，盖体112可与本体111螺纹连接。

基于上述结构的外筒体11，本发明实施例就内筒体12与外筒体11的设置方式，给出两种示例：

第(1)种示例，如附图1所示，该评价系统还包括：支撑架6，用于将内筒体12固定在外筒体11内，并使内筒体12的顶部与盖体112相抵。

该种设置方式，便于将内筒体12设置在外筒体11内。

需要说明的是，泥浆清洗液可依次通过第一出液口12a、支撑架6流入至外筒体11与内筒体12之间的环形空间内。

其中，为了便于获取内筒体12的净重量以及粘附有泥浆的内筒体12的重量，以及为了便于更换支撑架6，本发明实施例中，所述支撑架6的上端与内筒体12可拆卸连接，下端与本体111的底壁可拆卸连接。

那么，在向模拟井筒1内注入泥浆清洗液前，先将盖体112从本体111上拆卸下来，并将内筒体12从支撑架6上拆卸下来；然后利用天平测量内筒体12的净重量，之后，在内筒体12的内壁上粘附有泥浆，并利用天平测量粘附有泥浆的内筒体12的重量。将粘附有泥浆的内筒体12安装在支撑架6上，并将盖体112盖装在本体111上，以使内筒体12的顶部与盖体112相抵。

作为一种示例，支撑架6的上端通过紧固件(例如螺栓)与内筒体12的底部连接，下端通过紧固件(例如螺栓)与本体111的底壁连接。

第(2)种示例，内筒体12的顶部与盖体112可拆卸连接。

该种设置方式，可简化评价系统的结构，减少评价系统的重量。

通过如上设置，在向模拟井筒1内注入泥浆清洗液前，先将盖体112从本体111上拆卸下来，并将内筒体12从盖体112上拆卸下来；然后，利用天平测量内筒体12的净重量，之后，在内筒体12的内壁上粘附有泥浆，并利用天平测量粘附有泥浆的内筒体12的重量。将粘附有泥浆的内筒体12与盖体112连接，并将盖体112盖装在本体111上。

其中，为了便于在内筒体12的内壁上粘附有泥浆，可将内筒体12的顶部设置成开口结构。

基于上述结构的内筒体12，内筒体12与盖体112的连接方式可采取法兰连接的方式。具体为，可在内筒体12的顶壁上设置法兰盘，并通过螺栓将法兰盘与盖体112连接。

关于内筒体12与盖体112的连接方式，无论采用第(1)种示例提供的连接方式，还是第(2)种示例提供的连接方式，为了避免泥浆清洗液从内筒体12的顶部与盖体112之间的缝隙直接流入至内筒体12与外筒体11之间的环形空间内，内筒体12与盖体112之间设置有密封件。

其中，密封件可为橡胶密封圈，该类密封件便于获取，且价格低廉。

关于密封件的设置位置，若内筒体12与外筒体11采用第(1)种示例提供的连接方式进行连接，可在内筒体12的顶壁上设置有用于容纳上述橡胶密封圈的安装槽，也或者在盖体112的底壁上设置有用于容纳上述橡胶密封圈的安装槽；若内筒体12与与外筒体11采用第(2)种示例提供的连接方式进行连接，可在内筒体12顶部的法兰盘上设置用于容纳上述橡胶密封圈的安装槽，也或者在盖体112的底壁上设置有用于容纳上述橡胶密封圈的安装槽。

上述橡胶密封圈既可粘结于安装槽内，也可以直接置于安装槽内。

上述用于向所模拟井筒1内注入模拟页岩气的气体供给装置2的结构可设置成多种，举例来说，本发明实施例中，如附图1所示，气体供给装置2包括：顺次连通的储气罐21、增压机22、缓冲罐23；缓冲罐23与加压口11a连通。

通过增压机22可向模拟井筒1内注入不同压力的模拟页岩气，可对不同压力的实际井筒进行模拟，以提高泥浆清洗液的评价系统的适用范围；另外，通过设置缓冲罐23，可对增压后的模拟页岩气起到缓存的作用，以保证泥浆清洗液的评价系统的正常运行。

其中，增压机22可为气体增压泵，该类增压机22便于获取，且价格低廉。

可以理解的是，储气罐21、增压机22、缓冲罐23、加压口11a是通过管道进行顺利连通的。

为了保证操作的安全性，以及为了便于对评价系统进行维修，缓冲罐23与加压口11a之间的管道上设置有阀门。此外，为了保证模拟井筒1内的压力与实际井筒内的压力相同，可在缓冲罐23与加压口11a之间的管道上还设置压力表。

上述用于向模拟井筒1内注入泥浆清洗液的液体供给装置3的结构可设置成多种，举例来说，如附图1所示，所述液体供给装置3包括：顺次连通的储液罐31、加热箱32；加热箱32通过动力泵5与进液口11c连通。

通过设置有加热箱32，可对泥浆清洗液进行加热，以提高获取泥浆清洗液的清洗效率的精确度。

其中，加热箱32可包括：外箱体、套设在外箱体内的内箱体、设置在外箱体与内箱体之间的加热件、与加热件电连接的电源；外箱体与内箱体之间设置有与储液罐31连通的进液通道、以及与动力泵5连通的出液通道。

通过如上设置，储液罐31内的泥浆清洗液经进液通道流入至内箱体的腔体中，然后经出液通道，并通过动力泵5流入至内筒体12内。

基于上述结构的加热箱32，为了便于对加热箱32进行维修，本发明实施例中，外箱体与内箱体之间还设置有用于排放泥浆清洗液的排空通道；加热箱32还包括：与排空通道连通的排液管线，排液管线上设置有排空阀门。

可以理解的是，储液罐31、加热箱32、动力泵5通过管线进行顺次连通。

为了操作的安全性，以及为了便于维修储液罐31、加热箱32、动力泵5，储液罐31与加热箱32之间的管线上设置有阀门，加热箱32与动力泵5之间的管线上设置有阀门。

为了保证经动力泵5处理的泥浆清洗液的流速与预设的流速相同，如附图1所示，该评价系统还包括：流量计7，设置在进液口11c与动力泵5之间。

可以理解的是，动力泵5通过管线与进液口11c连通，即流量计7设置在该管线上。

如附图1所示，外筒体11的底部还设置有放空阀11d。通过如此设置，既便于对模拟井筒1的维修，也可保证在对泥浆清洗液的清洗效果进行评价之后，可排除模拟井筒1内的液体，可有效避免模拟井筒1发生腐蚀。

本发明实施例中，为了保证操作的安全性，加压口11a、进液口11c、第二出液口11b上均设置有阀门。

另外，本发明实施例中，为了能对不同温度的井筒进行模拟，加热装置4包括：设置在外筒体11上的加热器41；与加热器41电连接的温度控制器42。

第二方面，本发明实施例还提供了一种利用上述任一项所述的评价系统的泥浆清洗液的评价方法，该评价方法包括：

步骤a、获取模拟井筒1的内筒体12的净重量，并在所述内筒体12的内壁上粘附有泥浆，获取粘附有泥浆的内筒体12的重量。

步骤b、利用加热装置4将模拟井筒1加热至预设温度，并利用气体供给装置2向模拟井筒1内注入模拟页岩气，以将模拟井筒1增压至预设压力。

步骤c、利用液体供给装置3，并通过动力泵5向所述外筒体11的进液口11c内注入预设流速的泥浆清洗液，以使泥浆清洗液依次通过内筒体12、第一出液口12a、外筒体11与内筒体12之间的环形空间，并经第二出液口11b排出。

步骤d、获取经泥浆清洗液清洗后的内筒体12的重量，并根据内筒体12的净重量、粘附有泥浆的内筒体12的重量、经泥浆清洗液清洗后的内筒体12的重量，获取泥浆清洗液的清洗效率。

步骤e、根据清洗效率，对泥浆清洗液的清洗效果进行评价；

若清洗效率大于或等于预设阀值，泥浆清洗液的清洗效果好；反之，泥浆清洗液的清洗效果差。

其中，在步骤c中，泥浆清洗液的流速可通过调节动力泵5的档位对泥浆清洗液的流速进行调节。泥浆清洗液的流速可根据实际井筒内的泥浆清洗液的上返速度进行确定。

在步骤d中，泥浆清洗液的清洗效率可通过如下计算公式计算得到:

η＝(m1-m2)/(m1-m0)

式中:

η—泥浆清洗液的清洗效率，％；

m1—粘附有泥浆的内筒体12的重量,g；

m2—经泥浆清洗液清洗后的内筒体12的重量，g；

m0—内筒体12的净重量,g。

在步骤e中，为了能对泥浆清洗液的清洗效率进行有效评价，本发明实施例中，预设阀值为70％～80％，举例来说，该预设阀值可设置为70％、75％、80％等。

本发明实施例所涉及的模拟页岩气可由几种气体进行混合制备，以得出成分与页岩气的成分相同的气体。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的说明性实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。