CN103344554B - 一种泥饼返排性能的测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泥饼返排性能的测定装置，提出了多孔砂盘作为滤失介质形成泥饼后返排性能测定的技术方案，该测定装置包括有容器(3)，所述容器(3)中设置有活塞(31)，所述容器(3)与一测试桶(7)相连，一泥饼(75)位于所述测试桶(7)中，一压力表(2)通过测定所述活塞(31)上部液体渗流所述泥饼(75)时产生的压力，获得所述泥饼的突破压力和/或返排平衡压力。本申请的实施例有效解决了高温高压滤失形成泥饼后不能评价泥饼返排性能的技术难题。

Description

一种泥饼返排性能的测定装置

技术领域

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种测定泥饼返排性能的测定装置。

背景技术

在钻完井过程中，钻完井液在压差作用下，固相颗粒不断封堵井壁渗透性通道形成泥饼，从而阻止或减缓了钻完井液继续侵入地层。而在储层开发之前，需要将泥饼清除，因此判断钻开液和完井液性能的一项重要指标是所形成的泥饼是否易于清除。

有的泥饼只需要自然返排，而有的则需要通过化学方法才能消除表层伤害。化学清除方法是通过酸、氧化剂、酶和溶剂等与泥饼的化学作用来达到破坏泥饼的目的，而自然返排是依靠地层与井眼之间的压差来破坏泥饼，使泥饼从井壁脱落。

相比而言，自然返排清除方法要优于化学清除方法。这是因为使用化学方法泥饼清除后，泥饼破裂后释放的微粒有可能再次进入地层，导致储层二次伤害。而自然返排后，微粒会随着返排的进行而流出地层。同时，化学清除方法会增加作业程序和施工成本。

因此，研究泥饼的返排性能是非常有必要和具有实际意义的。

泥饼返排时存在一个突破压力，当返排压力逐渐增大到突破压力时，泥饼才能脱落，液体才能自然返排。渗流通道建立后随着返排的进行，井壁内外固相颗粒逐渐被驱出，返排压力逐渐降低，最终达到一个返排平衡压力。

一般情况下，突破压力越低，说明泥饼越易清除，而返排平衡压力越低，则说明泥饼清除后，重新建立的渗流通道渗透性越好。因此，泥饼的突破压力和返排平衡压力为钻完井液的选择提供了非常重要的理论依据。

对于多孔砂盘作为滤失介质作为形成泥饼后的返排压力测试技术中，针对突破压力和返排平衡压力的测定，目前还没有通用、标准以及成熟的技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服目前多孔砂盘作为滤失介质的返排压力测试技术中针对突破压力和返排平衡压力进行测定的技术还不够成熟的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种泥饼返排性能的测定装置，该装置包括有容器(3)，所述容器(3)中设置有活塞(31)，所述容器(3)与一测试桶(7)相连，一泥饼(75)位于所述测试桶(7)中，一压力表(2)在通过所述活塞(31)对所述泥饼(75)施加压力时测量获得所述泥饼的突破压力和/或返排平衡压力。

优选地，所述压力表(2)通过测定所述活塞(31)上部液体渗流所述泥饼(75)时产生的压力，获得所述泥饼的突破压力和/或返排平衡压力。

优选地，所述压力表(2)测量所述活塞(31)对所述泥饼(75)施加的最大压力值为所述泥饼的突破压力，所述压力表(2)测量获得所述泥饼(75)的突破压力之后稳定状态下的压力为所述泥饼(75)的返排平衡压力。

优选地，该装置包括所述测试桶(7)，以及位于所述测试桶(7)出液端的多孔砂盘(76)，所述多孔砂盘(76)允许所述测试桶(7)中所能盛装的工作液通过并制得所述泥饼(75)，所述测试桶(7)的进液端可与高压气源(9)相连。

优选地，该装置包括位于所述测试桶(7)出液端下方的量具(8)，所述量具(8)设置为测定所述测试桶(7)中所能盛装的工作液的滤失量。

优选地，该装置包括：

可与所述高压气源(9)相连的回压接收器(10)。

与现有技术相比，本申请的实施例有效解决了高温高压滤失形成泥饼后不能准确评价泥饼返排性能的难题。本申请的实施可以准确高效的测定出多孔砂床的突破压力和稳定后的返排压力，为准确评价形成的泥饼性能提供了较高参考意义的技术参数。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本申请实施例泥饼返排性能的测定装置的构造示意图。

图2为本申请实施例泥饼返排性能的测定装置PRD钻开液滤失量和时间关系曲线示意图。

图3为本申请实施例泥饼返排性能的测定装置PRD钻开液泥饼的返排压力曲线示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征在不相冲突前提下的相互结合，均在本发明的保护范围之内。

如图1所示，本申请实施例的泥饼返排性能的测定装置主要包括有容器3，容器3中设置有活塞31。容器3与一测试桶7相连。一泥饼75位于测试桶7中。一压力表2在通过活塞31对泥饼75施加压力时，测量获得泥饼的突破压力和/或返排平衡压力。该测试桶7，比如可以为一高温高压滤失桶。

本申请的实施例中，压力表(2)通过测定活塞(31)上部液体渗流泥饼(75)时产生的压力，获得泥饼的突破压力和/或返排平衡压力。

本申请的实施例中，该压力表2测量活塞31对泥饼75施加的最大压力值，即为泥饼的突破压力。该压力表2测量获得泥饼75的突破压力之后，处于稳定状态下的压力，即为泥饼75的返排平衡压力。

本申请实施例的泥饼返排性能的测定装置，还可以包括上述的测试桶7，以及位于测试桶7出液端的多孔砂盘76。多孔砂盘76允许测试桶7中所能盛装的工作液通过，并制得上述的泥饼75。测试桶7的进液端可与高压气源9相连。该高压气源9，比如可以是装有氮气的氮气瓶。

本申请实施例的泥饼返排性能的测定装置，还可以包括位于测试桶7出液端下方的量具8。量具8设置为测定所述测试桶7中所能盛装的工作液的滤失量。量具8比如可以是量筒。

本申请实施例的泥饼返排性能的测定装置，还可以包括可与高压气源9相连的回压接收器10。

如图1所示，本申请的实施例在应用时，首先检查设备密封性，将处理过的多孔砂盘76安装在测试桶7的出液端，在测试桶7出液端安装第二螺纹盖77和第二阀杆78以利从测试桶7的出液端排出液体。从测试桶7进液端倒入钻完井液，并安装好第一螺纹盖72和第一阀杆71。

使用第一固定装置73和第二固定装置74固定好测试桶7。

使用管线将高压气源9与测试桶7上的第一阀杆71相连，并控制高压气源9控制滤失压力至实验压力，通过恒温控制器4控制实验温度。

待温度稳定后，打开第一阀杆71和第二阀杆78，用量具8测定滤失量。回压接收器10在温度超过预设温度时应该使用。

待高温高压滤失实验制得泥饼75后，将测试桶7拆掉第一螺纹盖72和第一阀杆71，倒掉钻完井液后并安装好，然后上下颠倒测试桶7。

将测试桶7与平流泵5和容器3相连后，调整平流泵5流量，驱动容器3中的活塞31，则容器3上部的驱替液淡水、盐水、基础油等，进入测试桶7中对泥饼加压，通过压力表2实时测定压力，所测压最大压力值为泥饼的突破压力。测得泥饼的突破压力后处于稳定状态下的压力，即为返排平衡压力。

在本申请实施例的一个实验中，首先检查测试桶7，选择并安装一定渗透率的多孔砂盘71，装上预定量的无固相弱凝胶(PRD)钻开液，安装好测试桶7，连接好高压气源9和管线。使用恒温控制器4控制温度在预设温度稳定后，通过高压气源9加压至预设压力，使用量具8读取预设时间段内的滤失量，图2为PRD钻开液滤失量和时间曲线图。通过温度计6观察温度变化。

待高温高压实验结束后，降温取出测试桶，倒出PRD钻开液，将7测试桶上下颠倒后安装好，也就是将泥饼端72朝上放置。检查容器3中海水和平流泵驱替用蒸馏水，然后连接好管线，使用恒温控制器4控制在一预定温度稳定后，使用平流泵5调整驱替流量进行实验，并记录返排压力变化情况。

从图3可以看出，刚开始返排时，泥饼并未破坏，返排压力逐渐升高。当返排压力升高到泥饼被破坏时，返排压力达到最大值即突破压力，然后返排压力瞬时下降，流动通道建立伴随着滤液流出。一旦流动通道建立后，随着返排的进行，堵塞砂盘孔道的固相颗粒逐渐被驱出，返排压力逐渐降低直至平衡，即返排平衡压力。

本申请实施例的测定装置使用恒温控制器模拟实验温度，用管线将提供压力的高压气源与测试桶相连，测定滤失量制得泥饼。然后倒掉钻完井液，将测试桶倒置安装好，与平流泵和容器相连，即可测定突破压力和返排平衡压力。

本申请的实施例中，钻完井液在多孔砂盘上滤失形成泥饼后，即可测定泥饼的突破压力和返排平衡压力。本申请的实施例还可以测定不同渗透率砂盘的高温高压滤失量。

本申请的实施例通过以上技术方案，有效解决了高温高压滤失形成泥饼后不能评价泥饼返排性能的难题，通过返排压力测定系统准确、高效的测定出多孔砂床的突破压力和稳定后的返排压力，为准确评价形成的泥饼性能提供了良好的技术参数。

本申请实施例的测定装置具备高温高压滤失实验和返排压力测定双重功能，且形成的泥饼可以无缝返排，高效准确。本申请实施例的测定装置能够连续及时地测定返排压力，快速准确地测定出驱替液通过泥饼的突破压力。本申请实施例的测定装置结构简单，具备实时采集能力，稳定性好且可操作性强，测量效率及精度高，填补了测定多孔砂盘突破压力的技术空白，能够为评价泥饼返排性能提供了很好的实验手段、技术支持和理论依据。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (3)

1.一种泥饼返排性能的测定装置，该装置包括测试桶(7)，以及位于所述测试桶(7)出液端的多孔砂盘(76)，所述多孔砂盘(76)允许所述测试桶(7)中所能盛装的工作液通过并制得泥饼(75)，所述测试桶(7)的进液端与高压气源(9)相连；在制得泥饼(75)后，将所述测试桶(7)上下颠倒，即将泥饼(75)端朝上放置；该装置还包括有容器(3)，所述容器(3)中设置有活塞(31)，所述容器(3)与所述测试桶(7)的泥饼(75)端相连，一压力表(2)在通过所述活塞(31)对所述泥饼(75)施加压力时测量获得所述泥饼的突破压力和返排平衡压力；

该装置还包括平流泵(5)，与所述容器(3)相连，调整平流泵(5)流量来驱动所述容器(3)中的活塞(31)；

所述压力表(2)测量所述活塞(31)对所述泥饼(75)施加的最大压力值为所述泥饼的突破压力，所述压力表(2)测量获得所述泥饼(75)的突破压力之后稳定状态下的压力为所述泥饼(75)的返排平衡压力。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括位于所述测试桶(7)出液端下方的量具(8)，所述量具(8)设置为测定所述测试桶(7)中所能盛装的工作液的滤失量。

3.根据权利要求1所述的测定装置，其中，该装置还包括：与所述高压气源(9)相连的回压接收器(10)。