CN105891425A - 高渗油气藏钻井完井液保护能力矿场评价装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油天然气行业高渗油气藏钻井完井液保护能力矿场评价装置，主要包括筒体、柱塞、电机、转动叶片、密封套、标准岩心、压力传感器、流体出入口开关、高压氮气瓶、减压阀、岩样钢底座、连接管线、计算机及夹持器底座。钻井完井液损害评价过程中流体压力提供岩样围压，钻井完井液体积为定值，岩样由目的层露头制备。采用恒压方式损害储层岩岩样，通过监测筒体内气体压力衰减过程实现岩样气测渗透率损害程度快速评价。本发明原理可靠，操作简单，填补了矿场用高渗油气藏钻井完井液动态损害评价装置的空白。实现了钻井完井液储层保护能力评价装置小型化，为矿场评价钻井完井液保护能力评价的即时化、及时化和简易化提供了条件。

Description

高渗油气藏钻井完井液保护能力矿场评价装置

技术领域

本发明涉及石油与天然气行业高渗油气藏钻井完井液保护能力矿场评价装置，该设备采用小型化、模块化装置，能够简便、快速评价现场用钻井完井液储层保护性能，精确测量钻井完井液滤饼厚度、滤失量和渗透率损害程度等钻井完井液储层保护能力的关键参数。可以及时、快速、准确的评价钻井完井液体系对储层的保护能力，为钻井现场及时优化钻井完井液储层保护能力性能提供可靠依据。该设备属于石油与天然气勘探开发过程中，针对油气层保护方面的实验设备。

背景技术

随着全球天然气勘探开发，尤其是大量海上高渗油气藏的成功勘探，钻井完井液对油气藏的保护能力越来越受到人们关注。高渗油气藏渗透率高，孔喉直径大，黏土矿物发育，潜在储层损害因素强。钻井完井液作为打开储层的工作流体，固相含量高，极易损害储层。如果钻井完井液滤饼性能不佳，储层保护性能不良，极易诱导严重的储层损害，可能导致油气层发现不及时、油气层评价错误，严重缩短气藏开采寿命，增大投资风险，影响油气田开发经济效益。尤其是在油价低位运行时，良好的储层保护措施有助于降低勘探开发成本。在油气藏藏钻井施工作业中，考虑地层条件及工程需要，为了满足安全高效钻进，矿场施工过程中需要不断的优化钻井完井液配方。但是目前矿场施工时主要关注钻井完井液流变性，对钻井完井液的储层保护能力评价有所忽视。如果因此，在矿场内及时开展钻井完井液储层损害评价具有重要意义。

目前，钻井完井液储层损害评价实验主要采用常规钻井完井液评价技术，或采用授权号为CN1014820098中国专利公开的“高温高压多功能水平井损害评价”实验装置，总结现有钻井完井液损害评价相关文献和专利，并结合矿场情况，存在以下不足：

钻井完井液评价装置均为室内实验评价装置，实验设备繁多、体积较大，包括岩心夹持器、加温釜体、中间容器、围压泵、六通阀及高压气瓶等，且操作繁琐，室内实验装置操作复杂，需要专业人员进行操作，对现场施工人员要求高，因此不适宜在矿场使用。当钻井平台与钻井完井液评价实验室相距较远时，无法实现对现场调整的钻井完井液储层保护能力进行及时分析评价，如果随时将调整后的钻井完井液运回实验室进行评价后再决定是否使用调整后的钻井完井液，将大幅延长钻井周期。综上认为，现有的钻井完井液储层损害评价装置不易在矿场使用，无法在矿场进行及时、快速的钻井完井液储层保护能力评价。

发明内容

本发明目的在于提供一种针对矿场使用的简易、快速、准确评价高渗油气藏钻井完井液损害评价装置，它具有易于搬运、操作简单、测试时间短、测试精度高等特点，能够通过标准岩心柱模块和压力传感器模块，模拟不同类型储层地质和工程特征。通过监测岩心损害前后逆钻井完井液损害方向的气体压力衰减过程，快速评价钻井完井液损害程度。克服了常规的钻井完井液动态损害评价装置大，操作复杂，不易在矿场使用的问题，实现矿场条件下及时、快速、准确的进行钻井完井液动态损害评价。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

高渗油气藏钻井完井液保护能力矿场评价装置主要包括：筒体，柱塞，电机，转动叶片，密封套，标准岩心，压力传感器，流体入口开关，高压氮气瓶，减压阀，流体空间，连接管线，岩样钢底座，流体出口开关，计算机，夹持器底座组成，橡胶套上端岩心上端平齐。所述标准岩心柱为目的层段露头岩样标准样，长度3cm，直径2.54cm，筒体内径20cm，高度12cm。所述筒体上端与所述的流体流入开关通过带快速接头的管线和减压阀与高压氮气瓶相连，钻井完井液损害时向流体空间中加适量钻井完井液，通过标准氮气瓶提供驱替压力，钻井完井液通过下柱塞流出岩心，损害完成后流体空间洗净，取出岩心并倒置并通过密封套与岩样钢底座重新进行密封，密封完成后向流体空间内注入一定压力的气体，待压力稳定后打开流体流出开关通过计算机监测压力变化。实验用钻井完井液矿场用高温钻井完井液，损害通过标准氮气瓶模拟原地压力施加流压，标准样品为矿场目的层为的露头样品。

本发明与现有实验装置相比，具有如下有益效果：

本发明原理可靠，操作简单，填补了矿场用钻井完井液动态损害评价装置的空白。实现了钻井完井液储层保护能力评价装置小型化，为矿场评价钻井完井液保护能力评价的即时化、及时化和简易化提供了条件，实现了矿场用钻井完井液储层保护性能的及时跟踪，可以解决现场不断调整钻井完井液储层保护性能评价不足的问题。

附图说明

图1为本发明高渗油气藏钻井完井液保护能力矿场评价装置结构示意图。

图2为本发明密封岩心的横截面示意图。

图中：1.筒体，2.柱塞，3，电机，4.转动叶片，5.密封套，6.标准岩心，7.压力传感器，8.流体入口开关，9.高压氮气瓶，10.减压阀，11、流体空间，12、连接管线，13、岩样钢底座，14、流体出口开关，15.计算机，16.夹持器底座，17、软性密封材料，18、热塑套。

具体实施方式

下面根据附图对本发明进行进一步说明。

参看图1和图2，钻井完井液损害评价系统主要由筒体、釜体、柱塞、电机、转动叶片、密封套、标准岩心、流体进入通道、高压氮气瓶、减压阀、连接管线、岩样钢底座、流体出口开关、计算器和夹持器支架组成。装有标准岩心6的橡密封套5位于筒体1内，密封套5由软性密封材料17和热塑套18组合而成，橡胶套5下部与岩样钢底座13紧密相连，岩样钢底座13与筒体1之间通过螺纹连接，筒体1与密封套5之间有流体空间11。筒体1上部为柱塞2，柱塞2开孔可以传递压力与流体，流体通过流体入口开关8注入流体空间11，流体入口开关8通过连接管线12高压氮气瓶9相连，流体空间11的压力可通过压力传感器7进行监测，标准高压氮气瓶9向流体空间11内的工作流体提供驱替压力，驱替压力由减压阀10进行调节，电机3带动转动叶片4对钻井完井液进行搅拌，模拟钻井完井液流动过程，压力传感器7和电机3转速通过计算机15进行记录和控制，夹持器底座16对筒体1进行支撑。钻井完井液损害时，向流体空间11内加一定体积钻井完井液，调节合适驱替压差，打开流体出口开关14记录钻井完井液滤失量。滤失完成后，将流体空间11冲洗干净，将标准岩心6从密封套5中取出，对钻井完井液滤饼进行处理后将标准岩心6倒置并通过新的密封套5与岩样钢底座13进行密封，重新将岩样钢底座13与筒体1连接后，向流体空间11内注入一定压力氮气并关闭流体入口开关8，待流体空间11内压力稳定后，打开流体流出开关14，通过压力传感器7记录压力衰减数据并在程序主界面上绘制驱替衰减曲线。根据实验检测的钻井完井液滤失量以及流体空间11内压力衰减曲线，通过对比滤失量和压力半衰期即可评价钻井完井液的储层保护能力。

Claims (6)

1.参看图1和图2，高渗油气藏钻井完井液保护能力矿场评价装置主要由筒体、釜体、柱塞、电机、转动叶片、密封套、标准岩心、流体进入通道、高压氮气瓶、减压阀、连接管线、岩样钢底座、流体出口开关、计算器和夹持器支架组成。装有标准岩心6的橡密封套5位于筒体1内，密封套5由软性密封材料17和热塑套18组合而成，橡胶套5下部与岩样钢底座13紧密相连，岩样钢底座13与筒体1之间通过螺纹连接，筒体1与密封套5之间有流体空间11。筒体1上部为柱塞2，柱塞2开孔可以传递压力与流体，流体通过流体入口开关8注入流体空间11，流体入口开关8通过连接管线12高压氮气瓶9相连，流体空间11的压力可通过压力传感器7进行监测，标准高压氮气瓶9向流体空间11内的工作流体提供驱替压力，驱替压力由减压阀10进行调节，电机3带动转动叶片4对钻井液进行搅拌，模拟钻井液流动过程，压力传感器7和电机3转速通过计算机15进行记录和控制，夹持器底座16对筒体1进行支撑。钻井完井液损害时，向流体空间11内加一定体积钻井完井液，调节合适驱替压差，打开流体出口开关14记录钻井完井液滤失量。滤失完成后，将流体空间11冲洗干净，将标准岩心6从密封套5中取出，对钻井液滤饼进行处理后将标准岩心6倒置并通过新的密封套5与岩样钢底座13进行密封，重新将岩样钢底座13与筒体1连接后，向流体空间11内注入一定压力氮气并关闭流体入口开关8，待流体空间11内压力稳定后，打开流体流出开关14，通过压力传感器7记录压力衰减数据并在程序主界面上绘制驱替衰减曲线。根据实验检测的钻井完井液滤失量以及流体空间11内压力衰减曲线，通过对比滤失量和压力半衰期即可评价钻井完井液的储层保护能力。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所有装置均为模块化装置，易于拆卸搬运，适合在矿场使用。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的标准岩心6是采用钻探目的层段露头岩样制备而成。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，密封套5由18热塑套和软性密封材料组合进行密封。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，损害过程中标准岩心6所受围压与损害压力相等，不需要单独提供围压。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进行损害评价时，将岩心倒置，评价逆钻井液损害方向的岩心渗透率损害情况。