CN108222921A - 地层模拟设备及地层裂缝的测试方法 - Google Patents

地层模拟设备及地层裂缝的测试方法 Download PDF

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CN108222921A
CN108222921A CN201611201199.XA CN201611201199A CN108222921A CN 108222921 A CN108222921 A CN 108222921A CN 201611201199 A CN201611201199 A CN 201611201199A CN 108222921 A CN108222921 A CN 108222921A
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crack
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gas
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CN201611201199.XA
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邹盛礼
杜小勇
吴晓花
冯高猛
曹勇
肖克
黄文鑫
赵新武
龚顺祥
王圣允
王冰
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China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Original Assignee
China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10Locating fluid leaks, intrusions or movements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells

Abstract

本发明提供一种地层模拟设备及地层裂缝的测试方法,其中,该地层模拟设备包括:井筒、裂缝部和地层筒;其中,该裂缝部包括第一端和第二端,该裂缝部除该第一端和该第二端外闭合,内部具有连通该第一端和该第二端的裂缝;该井筒与该第一端连接,该井筒用于容置流体;该地层筒与该第二端连接,该地层筒用于容置气体;该井筒与该第一端之间设置有开关;本发明可通过模拟待测地层裂缝,确定钻井或封堵裂缝时,参考的最佳流体,对现场的钻井或封堵施工起到了一定的指导作用,有效避免实际施工过程中由于气体与流体的置换,所发生的气侵、井涌、井喷等井下安全事故。

Description

地层模拟设备及地层裂缝的测试方法
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域,尤其涉及一种地层模拟设备及地层裂缝的测试方法。
背景技术
钻井时,井筒内充满钻井液用以辅助钻头进行钻井;在封堵地层裂缝时,井筒内充满封堵浆用以进行裂缝封堵。无论是钻井还是封堵裂缝,当钻头钻进气层时,气层中的气体就会侵入钻井液或封堵浆等流体中。尤其是裂缝型的天然气层,内含有大量气体,当钻头钻进地层内的裂缝时,裂缝内的天然气将会与流体接触,并且一部分天然气侵入到流体内,发生相互置换的过程,进而通过流体进入到井筒内,发生气侵、井涌、井喷等井下安全事故。
然而,实际作业中,工作人员无法直接观测到钻井或封堵过程中,气体与流体的置换过程,往往根据工作人员的经验进行判断和操作。
然而直接通过经验进行判断容易出现错误,产生安全隐患。
发明内容
本发明提供一种地层模拟设备及地层裂缝的测试方法,以模拟实际钻井或封堵过程中气体与流体的置换过程,避免判断错误引起的事故。
本发明提供一种地层模拟设备,包括:井筒、裂缝部和地层筒;
其中,所述裂缝部包括第一端和第二端,所述裂缝部除所述第一端和所述第二端外闭合,内部具有连通所述第一端和所述第二端的裂缝;
所述井筒与所述第一端连接,所述井筒用于容置流体;
所述地层筒与所述第二端连接,所述地层筒用于容置气体;
所述井筒与所述第一端之间设置有开关;所述开关在关闭状态下,所述地层筒中的气体通过所述第二端进入所述裂缝部的裂缝内,使得所述裂缝部的裂缝内的气体压力与待测地层内的气体压力的差值在预设范围内;所述开关在打开状态下,所述井筒内的流体通过所述第一端进入所述裂缝部的裂缝内。
进一步的,所述裂缝部包括至少两块相对设置的裂缝板,至少一块裂缝板为透明材质。
可选的,所述裂缝板之间设置有调节部,所述调节部通过调节所述裂缝板之间的距离,调节所述裂缝的宽度。
可选的,所述井筒还与空压机的输出端连接;
所述空压机的输出端还与所述地层筒连接,以控制所述地层筒输出的气体压力与所述待测地层内的气体压力的差值在预设范围内。
可选的,所述第一端与所述井筒间设置有第一压力表,所述第一压力表用于检测所述井筒输出的流体压力。
可选的,所述第二端与所述地层筒间设置有第二压力表,所述第二压力表用于检测所述地层筒输出的气体压力。
可选的,所述空压机的输出端还设置有稳压器,所述稳压器用于稳定所述空压机的输出压力。
可选的,所述空压机的输出端与所述稳压器之间还设置有调节阀,所述调节阀用于调节所述空压机的输出压力。
可选的,所述调节阀还连接有控制器,所述控制器还与所述第二压力表线连接;所述控制器用于根据所述第二压力表采集到的压力信号控制所述调节阀调节所述空压机的输出压力。
本发明还提供一种地层裂缝的测试方法,所述方法适用于地层模拟设备,所述地层模拟设备包括:井筒、裂缝部和地层筒;其中,所述裂缝部包括第一端和第二端,所述裂缝部除所述第一端和所述第二端外闭合,内部具有连通所述第一端和所述第二端的裂缝;所述井筒与所述第一端连接,所述地层筒与所述第二端连接,所述井筒与所述第一端之间设置有开关;所述方法包括:
向所述井筒内注入流体,向所述地层筒内注入气体;
关闭所述开关,使所述地层筒内的气体通过所述第二端进入到所述裂缝部的裂缝内,使得所述裂缝部的裂缝内的气体压力与待测地层内的气体压力的差值在预设范围内;
打开所述开关,使得所述井筒内的流体进入到所述裂缝部的裂缝内。
本发明提供一种地层模拟设备及地层裂缝的测试方法,其中地层模拟设备可包括:井筒、裂缝部和地层筒;其中,该裂缝部包括第一端和第二端,该裂缝部除该第一端和该第二端外闭合,内部具有连通该第一端和该第二端的裂缝;该井筒与该第一端连接,该井筒用于容置流体;该地层筒与该第二端连接,该地层筒用于容置气体;该井筒与该第一端之间设置有开关;该开关在关闭状态下,该地层筒中的气体通过该第二端进入该裂缝内,使得所述裂缝部的裂缝内的气体压力与待测地层内的气体压力的差值在预设范围内;该开关在打开状态下,该井筒内的流体通过该第一端进入裂缝部的裂缝内;本发明提供的地层模拟设备,通过模拟待测地层裂缝,确定钻井或封堵裂缝时,参考的最佳流体,对现场的钻井或封堵施工起到了一定的指导作用,有效避免实际施工过程中由于气体与流体的置换,所发生的气侵、井涌、井喷等井下安全事故。
附图说明
图1为本发明提供的第一种地层模拟设备的示意图;
图2为本发明提供的第二种地层模拟设备的示意图;
图3为本发明提供的第三种地层模拟设备的示意图;
图4为本发明提供的第四种地层模拟设备的示意图;
图5为本发明提供的第五种地层模拟设备的示意图;
图6为本发明提供的第六种地层模拟设备的示意图;
图7为本发明地层裂缝测试方法的流程图。
附图标记说明:
1-井筒;
2-裂缝部;
21-第一端;
22-第二端;
3-地层筒;
4-开关;
5-空压机;
6-第一压力表;
7-第二压力表;
8-稳压器;
9-调节阀;
10-控制器。
具体实施方式
本发明提供一种地层模拟设备。图1为本发明提供的第一种地层模拟设备的示意图。如图1所示,本发明提供的地层模拟设备,包括:井筒1、裂缝部2和地层筒3;其中,裂缝部2包括第一端21和第二端22,裂缝部2除第一端21和第二端22外闭合,内部具有连通第一端21和第二端22的裂缝;井筒1与第一端21连接,井筒1用于容置流体;地层筒3与第二端22连接,地层筒3用于容置气体。
井筒1与第一端21之间设置有开关4;开关4在关闭状态下,地层筒3中的气体通过第二端22进入裂缝部2的裂缝内,使得裂缝部2的裂缝内的气体压力与待测地层内的气体压力的差值在预设范围内;开关4在打开状态下,井筒1内的流体通过第一端21进入裂缝部2的裂缝内。
具体的,井筒1用于模拟实际钻井过程或者封堵裂缝过程所使用的井筒。井筒1中所容置的流体例如可以是钻井液或封堵浆等。
裂缝部2用于模拟待测地层中的裂缝。该待测地层中的裂缝内的气体压力可大于或等于预设的压力值,该待测地层中的裂缝内的气体可称为高压气体,如高压天然气。因此,用于模拟待测地层中的裂缝的裂缝部2所需通入的气体的压力,可以是根据待测地层内的气体压力确定的。具体地,裂缝部2所需通入的气体的压力与待测地层内的气体压力的差值可以是在预设范围内。例如,裂缝部2所需通入的气体的压力与待测地层内的气体压力可以相同。
地层筒3用于模拟待测地层;地层筒3所容置的气体例如可以为天然气。地层筒3中所容置的气体,可通入裂缝部2中。地层筒3中所容置的气体压力可以是根据待测地层内的气体压力确定的。
井筒1与第一端21之间设置有开关4;当开关4在关闭状态时,地层筒3向裂缝部2中的裂缝内通入气体,使得裂缝部2的裂缝内的气体压力与待测地层内的气体压力的差值在预设范围内。至此,裂缝部2的裂缝便可模拟钻井之前,含有大量气体的待测地层中的裂缝。
当开关4在打开状态时,井筒1内的流体可通过第一端21进入裂缝部2的裂缝内,用以模拟的是钻井或者封堵裂缝之前,井筒1内的流体顺着钻头进入待测地层裂缝内。
通过地层模拟设备,可确定井筒1内流体和裂缝部2的气体间的置换情况,准确确定井筒1内流体和裂缝部2的气体的平衡压力,并根据该平衡压力确定用于实际用于的最佳的流体压力,继而确定该流体的最佳粘度和/或最佳材质。
以钻井液作为流体为例,通过地层模拟设备对待测地层裂缝进行模拟,可确定出用于钻井的钻井液的最佳粘度。当井筒1内的钻井液进入到裂缝部2的裂缝中后,可通过裂缝部2的裂缝中气体与钻井液的置换情况,确定钻井液的最佳粘度。若气体进入钻井液中产生大量气泡,且该气泡顺着钻井液进入井筒1中,则产生气侵、井喷、井涌等现象,此时,需要增加钻井液的粘度,并再次将井筒1内的钻井液进入到裂缝部2裂缝中。反之,若裂缝内的气体没有进入钻井液,或,进入钻井液后产生的气泡没有进入井筒1,则可确定此时该钻井液的粘度为最佳粘度。
以封堵浆作为流体为例,通过地层模拟设备对待测地层裂缝进行模拟,可确定出封堵浆的最佳材质。当井筒1内的封堵浆进入到裂缝中,可通过裂缝部2裂缝中气体与封堵浆的置换情况,确定封堵浆的最佳材质。若该气体没有被封堵在裂缝内,而是进入到封堵浆中产生气泡,此时,需要更换不同材质的封堵浆,并将井筒1内的封堵浆进入到裂缝部2裂缝中。反之,若裂缝内的气体被封堵在裂缝内,未发生置换,则可确定此时该封堵浆的材质为最佳材质。
本发明提供的地层模拟设备,包括:井筒1、裂缝部2和地层筒3;其中,该裂缝部2包括第一端21和第二端22,该裂缝部2除该第一端21和该第二端22外闭合,内部具有连通该第一端21和该第二端22的裂缝;该井筒1与该第一端21连接,该井筒1用于容置流体;该地层筒3与该第二端22连接,该地层筒3用于容置气体;该井筒1与该第一端21之间设置有开关4;该开关4在关闭状态下,该地层筒3中的气体通过该第二端22进入裂缝部2的裂缝内,使得所述裂缝部的裂缝内的气体压力与待测地层内的气体压力的差值在预设范围内;该开关4在打开状态下,该井筒1内的流体通过该第一端21进入裂缝部2的裂缝内。本发明提供的地层模拟设备,可通过模拟待测地层裂缝,确定钻井或封堵裂缝时,参考的最佳流体,对现场的钻井或封堵施工起到了一定的指导作用,有效避免实际施工过程中由于气体与流体的置换,所发生的气侵、井涌、井喷等井下安全事故。
进一步的,裂缝部2包括至少两块相对设置的裂缝板,至少一块裂缝板为透明材质。
具体的,至少一块裂缝板采用透明材质,该透明材料例如可以是有机玻璃,有机玻璃透明度高,且强度也较高。通过这一设计,工作人员可以更直观的观察到裂缝部2中的裂缝内的情况。进一步的,其他裂缝板还可以是不锈钢材质。
进一步的,裂缝板之间设置有调节部,调节部可通过调节裂缝板之间的距离,调节裂缝部2中裂缝的宽度。
具体的,不同的待测地层的裂缝宽度不同,为了进一步提高地层模拟设备的准确性,可以对不同宽度的裂缝分别进行模拟实验。为实现这一目的,可在裂缝板之间设置调节部,调节部通过调节裂缝板之间的距离,调节裂缝的宽度。其中,该调节部例如可以是螺栓结构,使螺栓的两端分别连接不同的裂缝板,通过调节螺栓的松紧,可以调节裂缝板之间的间距,进而可以模拟不同宽度的裂缝。
可选的,在上述地层模拟设备的基础上,本发明还提供一种地层模拟设备。图2为本发明提供的第二种地层模拟设备的示意图。如图2所示,井筒1还与空压机5的输出端连接,以控制井筒1内流体的压力。空压机5的输出端还与地层筒3连接,以控制地层筒3输出的气体压力与待测地层内的气体压力的差值在预设范围内。
具体的,井筒1用于模拟实际钻井过程或者封堵裂缝过程所使用的井筒,空压机的输出端与井筒1相连,可将井筒1内的流体加压至实际钻井过程或者封堵裂缝过程所使用的井筒内的压力。
地层筒3用于模拟待测地层;空压机5的输出端与地层筒3连接,可通过控制空压机5输出至地层筒3的压力,控制地层筒3输出至裂缝部2的裂缝中的气体的压力与待测地层内的气体压力的差值可以是在预设范围内。当流体进入到裂缝部2的裂缝内时,裂缝部2的裂缝内的气体与流体之间可能发生置换,使得部分气体会侵入到井筒1内,则裂缝部2的裂缝内气体压力减小,需将地层筒3内的气体继续输出至裂缝部2的裂缝中进行补充。地层筒3内的气体输出至裂缝部2的裂缝中,使得地层筒3内的气体压力降低,可通过空压机5对地层筒3进行加压,可使得地层筒3输出的气体压力与待测地层内的气体压力的差值保持在预设范围内。
当井筒1内的流体压力大于或等于裂缝部2的裂缝内的气体压力时,则该气体与流体之间不会发生置换。
使用时,关闭开关4,首先通过空压机5对井筒1内的流体进行加压,控制井筒1内流体的压力,通过空压机5对地层筒3内的气体进行加压,使地层筒3内的气体通过第二端22进入到裂缝部2的裂缝内,从而使得裂缝部2的裂缝内的气体压力与待测地层内的气体压力的差值保持在预设范围内。然后打开开关4,使得井筒1内的流体进入到裂缝部2的裂缝内,此时,裂缝部2的裂缝内的气体与钻井液之间可能会发生置换,部分气体会侵入到井筒1内,则裂缝部2的裂缝内压力减小,地层筒3内的气体继续进入裂缝中进行补充,使得地层筒3内的气体压力降低,进而使得地层筒3输出的气体压力低于该预设值,此时,通过空压机5对地层筒3进行加压,可使得地层筒3输出的气体压力保持不变。
本实施例在上述地层模拟设备的基础上增加了空压机5,对井筒1和地层筒3进行压力控制,使得对井筒1和地层筒的压力的控制更加准确,从而使得地层模拟设备的实用性更高,对现场的钻井或封堵施工的指导性更强,有效地避免实际施工过程中由于气体与流体的置换,所发生的气侵、井涌、井喷等井下安全事故。
可选的,在上述地层模拟设备的基础上,本发明还提供一种地层模拟设备。图3为本发明提供的第三种地层模拟设备的示意图。如图3所示,第一端21与井筒1间设置有第一压力表6,第一压力表6用于检测井筒1输出的流体压力;第二端22与地层筒3间设置有第二压力表7,第二压力表7用于检测地层筒3输出的气体压力。
具体的,第一压力表6用于检测井筒1输出的流体压力;第二压力表7用于检测地层筒3输出的气体压力。当开关4在打开状态时,井筒1内的流体通过第一端21进入裂缝部2的裂缝内,同时,裂缝内的气体与流体之间发生置换,部分气体会侵入到井筒1内,此时,裂缝内的压力会发生变化,通过在第一端21和第二端22分别设置压力表,可以实时检测从第一端21输入至裂缝部2的裂缝的流体压力和从第二端22输入至裂缝部2的裂缝的气体压力。
本实施例在上述地层模拟设备的基础上增加了第一压力表6和第二压力表7,能够实时检测从第一端21输入至裂缝部2的裂缝的流体压力和从第二端22输入至裂缝部2的裂缝的气体压力,从而使得对井筒1和地层筒的压力的控制更加准确,从而使得地层模拟设备的实用性更高,对现场的钻井或封堵施工的指导性更强,有效地避免实际施工过程中由于气体与流体的置换,所发生的气侵、井涌、井喷等井下安全事故。
可选的,在上述地层模拟设备的基础上,本发明还提供一种地层模拟设备。图4为本发明提供的第四种地层模拟设备的示意图。如图4所示,空压机5的输出端还设置有稳压器8,稳压器8用于稳定空压机5的输出压力。
具体的,空压机5的输出端设置有稳压器8,稳压器8能够稳定空压机5的输出压力,当空压机5的输出压力发生波动时,能够起到缓冲的作用,进而减小空压机5输出压力的波动变化,避免了空压机5输出的压力波动过大。
本实施例在空压机5的输出端设置有稳压器8,稳定了空压机5的输出压力,避免由于压力波动过大造成的地层模拟设备的模拟失效,使得对待测地层裂缝的模拟更准确,有效避免实际施工过程中由于气体与流体的置换,所发生的气侵、井涌、井喷等井下安全事故。
可选的,在上述地层模拟设备的基础上,本发明还提供一种地层模拟设备。图5为本发明提供的第五种地层模拟设备的示意图。如图5所示,空压机5的输出端与稳压器8之间还设置有调节阀9,调节阀9用于调节空压机5的输出压力。
具体的,空压机5的输出端与稳压器8之间还设置有调节阀9,调节阀9用于调节空压机5的输出压力。通过调节调节阀9,可以对井筒1和地层筒3内的压力进行调整。
使用时,关闭开关4,打开调节阀9,则空压机5开始对井筒1内的流体进行加压,控制井筒1内流体的压力,同时使地层筒3内的气体通过第二端22进入到裂缝部2的裂缝内,从而使得裂缝部2的裂缝内的气体压力与待测地层内的气体压力的差值保持在预设范围内。此时拧紧调节阀9,然后打开开关4,井筒1内的流体进入到裂缝部2的裂缝内,此时,裂缝部2的裂缝内的气体与流体之间发生置换,使得部分气体侵入到井筒1内,则裂缝部2的裂缝内气体压力减小,需将地层筒3内的气体继续输出至裂缝部2的裂缝中进行补充。地层筒3内的气体输出至裂缝部2的裂缝中进行补充,使得地层筒3内的气体压力降低,此时,拧开调节阀9,再次通过空压机5对地层筒3进行加压,可使得地层筒3输出的气体压力与待测地层内的气体压力的差值保持在预设范围内。
本实施例在空压机5的输出端设置有调节阀9,通过调节阀9调节输出至井筒1和地层筒3的压力,可使得井筒1输出至裂缝部2的裂缝的流体压力和地层筒31输出至裂缝部2的裂缝的气体压力更加精确,可使得地层模拟设备的实用性更高,对现场的钻井或封堵施工的指导性更强,有效地避免实际施工过程中由于气体与流体的置换,所发生的气侵、井涌、井喷等井下安全事故。
可选的,在上述地层模拟设备的基础上,本发明还提供一种地层模拟设备。图6为本发明提供的第六种地层模拟设备的示意图。如图6所示,调节阀9还连接有控制器10,控制器10还与第二压力表7线连接;控制器10用于根据第二压力表7采集到的压力信号控制调节阀9调节空压机5的输出压力。
具体的,第二压力表7与控制器10线连接,第二压力表7将采集到的压力信号转换成电信号发送给控制器10。而控制器10还与调节阀9连接,控制器10可根据第二压力表7采集到的压力信号控制调节阀9调节空压机5的输出压力。
控制器10接收到该压力信号后与存储的预设压力进行比较,如果该压力小于预设压力,则控制调节阀9增加空压机5的输出压力,反之,则减小。
例如,当开关4处于打开状态时,井筒1内的流体进入到裂缝部2的裂缝内,裂缝部2的裂缝内的气体与钻井液之间可能会发生置换,部分气体会侵入到井筒1内,则裂缝部2的裂缝内压力减小,地层筒3内的气体继续进入裂缝中进行补充,使得地层筒3内的气体压力降低,进而使得地层筒3输出的气体压力低于该预设值,此时,设置于第二端22的第二压力表7能检测到这一变化,并将该压力信号发送给控制器10,控制器10接收到该压力信号后与存储的预设压力进行比较,得出该压力小于预设压力,则控制调节阀9增加空压机5的输出压力,可使得地层筒3输出的气体压力保持不变。
本实施例在上述实施例的基础上增加了控制器10,实现了地层筒3输出压力的自动控制,节省了人力,同时还可使得通过调节阀9调节输出至地层筒3的压力,可使得地层筒31输出至裂缝部2的裂缝的气体压力更加精确,可使得地层模拟设备的实用性更高,对现场的钻井或封堵施工的指导性更强,有效地避免实际施工过程中由于气体与流体的置换,所发生的气侵、井涌、井喷等井下安全事故。
本发明还提供一种地层裂缝的测试方法。图7为本发明地层裂缝测试方法的流程图。该方法适用于地层模拟设备,地层模拟设备包括:井筒1、裂缝部2和地层筒3;其中,裂缝部2包括第一端21和第二端22,裂缝部2除第一端21和第二端22外闭合,内部具有连通第一端21和第二端22的裂缝;井筒1与第一端21连接,地层筒3与第二端22连接,井筒1与第一端21之间设置有开关4;如图7所示,该方法可包括以下步骤:
S701、向井筒1内注入流体,向地层筒3内注入气体;
具体的,井筒1用于模拟实际钻井过程或者封堵裂缝过程所使用的井筒。井筒1中所容置的流体例如可以是钻井液或封堵浆等。地层筒3用于模拟待测地层;地层筒3所容置的气体例如可以为天然气。地层筒3中所容置的气体,可通入裂缝部2中。地层筒3中所容置的气体压力可以是根据待测地层内的气体压力确定的。
S702、关闭开关4,使地层筒3内的气体通过第二端22进入到裂缝部2的裂缝内,使得裂缝部2的裂缝内的气体压力与待测地层内的气体压力的差值在预设范围内;
当开关4在关闭状态时,地层筒3向裂缝部2中的裂缝内通入气体,使得裂缝部2的裂缝内的气体压力与待测地层内的气体压力的差值在预设范围内。至此,裂缝部2的裂缝便可模拟钻井之前,含有大量气体的待测地层中的裂缝。
S703、打开开关4,使得井筒1内的流体进入到裂缝部2的裂缝内。
当开关4在打开状态时,井筒1内的流体可通过第一端21进入裂缝部2的裂缝内,用以模拟的是钻井或者封堵裂缝之前,井筒1内的流体顺着钻头进入待测地层裂缝内。
具体的,以钻井液作为流体为例,则该方法可确定出用于钻井的钻井液的最佳粘度。当井筒1内的钻井液进入到裂缝中后,可通过裂缝部2的裂缝中气体与钻井液的置换情况,确定钻井液的最佳粘度。若该气体进入钻井液中产生大量气泡,且该气泡顺着钻井液进入井筒1中,则产生气侵、井喷、井涌等现象,此时,需要增加钻井液的粘度,并再次重复上述步骤。反之,若裂缝内的气体没有进入钻井液,或,进入钻井液后产生的气泡没有进入井筒1,则停止测试,可确定此时该钻井液的粘度为最佳粘度。
以封堵浆作为流体为例,则该方法可确定出封堵浆的最佳材质,进一步的,当井筒1内的封堵浆进入到裂缝中后,可通过裂缝部2裂缝中气体与封堵浆的置换情况,确定封堵浆的最佳材质。若该气体没有被封堵在裂缝内,而是进入到封堵浆中产生气泡,此时,需要更换不同材质的封堵浆,并再次重复上述步骤。反之,若裂缝内的气体被封堵在裂缝内,未发生置换,则停止检测,可确定此时该封堵浆的材质为最佳材质。
采用上述测试方法,通过对待测地层裂缝的模拟,可确定出钻井或封堵裂缝时,参考的最佳流体,对现场的钻井或封堵施工起到了一定的指导作用,有效避免实际施工过程中由于气体与流体的置换,所发生的气侵、井涌、井喷等井下安全事故。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种地层模拟设备,其特征在于,包括:井筒、裂缝部和地层筒;
其中,所述裂缝部包括第一端和第二端,所述裂缝部除所述第一端和所述第二端外闭合,内部具有连通所述第一端和所述第二端的裂缝;
所述井筒与所述第一端连接,所述井筒用于容置流体;
所述地层筒与所述第二端连接,所述地层筒用于容置气体;
所述井筒与所述第一端之间设置有开关;所述开关在关闭状态下,所述地层筒中的气体通过所述第二端进入所述裂缝部的裂缝内,使得所述裂缝部的裂缝内的气体压力与待测地层内的气体压力的差值在预设范围内;所述开关在打开状态下,所述井筒内的流体通过所述第一端进入所述裂缝部的裂缝内。
2.根据权利要求1所述的地层模拟设备,其特征在于,所述裂缝部包括至少两块相对设置的裂缝板,至少一块裂缝板为透明材质。
3.根据权利要求2所述的地层模拟设备,其特征在于,所述裂缝板之间设置有调节部,所述调节部通过调节所述裂缝板之间的距离,调节所述裂缝的宽度。
4.根据权利要求1所述的地层模拟设备,其特征在于,所述井筒还与空压机的输出端连接;
所述空压机的输出端还与所述地层筒连接,以控制所述地层筒输出的气体压力与所述待测地层内的气体压力的差值在预设范围内。
5.根据权利要求4所述的地层模拟设备,其特征在于,所述第一端与所述井筒间设置有第一压力表,所述第一压力表用于检测所述井筒输出的流体压力。
6.根据权利要求4所述的地层模拟设备,其特征在于,所述第二端与所述地层筒间设置有第二压力表,所述第二压力表用于检测所述地层筒输出的气体压力。
7.根据权利要求4所述的地层模拟设备,其特征在于,所述空压机的输出端还设置有稳压器,所述稳压器用于稳定所述空压机的输出压力。
8.根据权利要求7所述的地层模拟设备,其特征在于,所述空压机的输出端与所述稳压器之间还设置有调节阀,所述调节阀用于调节所述空压机的输出压力。
9.根据权利要求8所述的地层模拟设备,其特征在于,所述调节阀还连接有控制器,所述控制器还与所述第二压力表线连接;所述控制器用于根据所述第二压力表采集到的压力信号控制所述调节阀调节所述空压机的输出压力。
10.一种地层裂缝的测试方法,其特征在于,所述方法适用于地层模拟设备,所述地层模拟设备包括:井筒、裂缝部和地层筒;其中,所述裂缝部包括第一端和第二端,所述裂缝部除所述第一端和所述第二端外闭合,内部具有连通所述第一端和所述第二端的裂缝;所述井筒与所述第一端连接,所述地层筒与所述第二端连接,所述井筒与所述第一端之间设置有开关;所述方法包括:
向所述井筒内注入流体,向所述地层筒内注入气体;
关闭所述开关,使所述地层筒内的气体通过所述第二端进入到所述裂缝部的裂缝内,使得所述裂缝部的裂缝内的气体压力与待测地层内的气体压力的差值在预设范围内;
打开所述开关,使得所述井筒内的流体进入到所述裂缝部的裂缝内。
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