CN117740547A - 深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置及方法，涉及石油工程技术领域。本发明评价装置包括评价装置本体、岩心试样、模拟钻头、循环泵、测试控制系统，评价装置本体包括顶盖、套筒和底座，套筒内设有模拟井筒，模拟井筒、顶盖、底座共同围成腔体，模拟井筒内设有与转速控制器连接的模拟钻头，模拟井筒底部内壁设有岩心固定槽，岩心试样被岩心夹持器固定于其中，循环泵与循环控制器相连接，循环泵一端连接模拟钻头顶部、另一端连接腔体，腔体底部设有与温度控制器连接的温度传感器、与压力控制器连接的压力传感器，各控制器分别与中央处理器相连接。本发明还原了岩心地层钻井时的真实井况，为评价井筒稳定性提供了依据。

Description

深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置及方法

技术领域

本发明涉及石油工程技术领域，具体涉及一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置及方法。

背景技术

岩心油气的勘探开发对于降低石油与天然气对外依存度、改善能源消费结构、确保国家能源安全具有重要意义。岩心地层油气勘探过程中，复杂井况的发生严重限制了勘探效果。因此，需要准确模拟井下真实情况，通过开展岩石力学实验，分析钻井液对岩心井壁稳定性的影响，进而评价岩心地层井壁稳定性，对于评价钻井液的性能以及井壁的稳定性具有重要意义。

现阶段，基于岩石力学实验评价岩心地层井壁稳定性时，所采用的岩心力化耦合装置不完善，既没有充分考虑井径大小及钻井液循环冲刷作用对井壁稳定性的影响，也没有考虑到岩心层理以及井斜角、方位角对井壁稳定性的影响。因此，亟需提出一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置及方法，综合考虑井径、钻井液循环冲刷、井斜角、方位角、岩心层理、钻井液配方、轴压等多种因素影响对井壁稳定性的影响，为钻井液性能评价和提高井壁稳定性提供依据。

发明内容

本发明旨在克服现有岩心力化耦合装置的不足，提供了一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置及方法，实现了对岩心地层钻井时真实井况的还原，通过对比浸泡前后岩心试样岩石力学参数的变化，确定钻井液浸泡对井壁稳定性的影响，有利于评价深部各向异性地层与井筒流体相互作用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置，包括评价装置本体、岩心试样、模拟钻头、循环泵、测试控制系统；

所述测试控制系统包括中央处理器、转速控制器、循环控制器、温度控制器、压力控制器；

所述评价装置本体包括顶盖、套筒和底座，所述套筒两端敞口，顶端封堵有顶盖、底端封堵有底座，套筒内部设置有模拟井筒，所述模拟井筒、顶盖、底座共同围成用于钻井液循环的腔体，所述模拟井筒内设置有模拟钻头，所述模拟钻头与模拟井筒同轴设置且与转速控制器相连接，模拟钻头的底部设置有多个钻井液喷射口；

所述模拟井筒底部内壁上设置有岩心固定槽，岩心固定槽内设置有岩心夹持器，所述岩心试样置于岩心夹持器中；

所述循环泵设置于评价装置外部，所述循环泵与流体储罐和循环控制器相连接，循环泵的流出端通过流体流出管道与模拟钻头顶部相连接，循环泵的流入端通过流体流入管道与腔体相连接；

所述腔体底部设置有与温度控制器相连接的温度传感器以及与压力控制器相连接的压力传感器，温度传感器和压力传感器均固定于底座顶面；

所述转速控制器、循环控制器、温度控制器、压力控制器分别与中央处理器相连接。

优选地，所述岩心夹持器由多个环形固定框架和多个竖向固定框架焊接而成，各环形固定框架在垂直方向上等间隔设置，相邻两个环形固定框架通过多根竖向固定框架相连接，形成一个中空且侧表面镂空的圆筒状结构，用于固定岩心试样；

所述岩心夹持器上设置有一对轴向旋钮，两个轴向旋钮相对设置且固定在竖向固定框架的中间位置处，用于调整岩心试样的斜度，所述轴向旋钮通过轴向调节杆与径向调节杆相连接，径向调节杆上设置有径向旋钮，用于调整岩心试样的方位；

所述岩心试样置于岩心夹持器的圆筒状结构中，岩心试样的两端夹设于轴压加载器内；所述轴压加载器用于向岩心试样施加轴压，包括上下对称设置的加压板，加压板均与加紧驱动件相连接。

优选地，所述轴向旋钮在垂直方向上的最大旋转角度为360°，径向旋钮在水平方向上的最大旋转角度为360°。

优选地，所述顶盖内设置有上排液管，上排液管的一端伸入腔体顶部，另一端与废液回收罐相连接，所述底座内设置有下排液管，下排液管的一端伸入腔体底部，另一端与废液回收罐相连接，上排液管和下排液管上均设置有控制阀。

优选地，所述模拟钻头的钻井液喷射口位于岩心试样的下方，各钻井液喷射口沿模拟钻头的周向等间隔设置。

优选地，所述流体储罐内储存有钻井液，模拟井筒的直径可调节。

一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价方法，采用如上所述的一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置，包括以下步骤：

步骤1，基于待模拟井下环境，调整模拟井筒的直径并置于套筒内；

步骤2，对岩心试样进行岩石力学实验，测试岩心试样的力学参数；

步骤3，将岩心试样安装在岩心夹持器中，利用岩心夹持器的轴向旋钮和径向旋钮调整岩心试样的层理角度、井斜角和方位角后，利用轴压加载器向岩心试样施加轴压至预设值后，将岩心夹持器置于模拟井筒的岩心固定槽中；

步骤4，利用顶盖密封套筒的顶端、用底座密封套筒的底端；

步骤5，开启上排液管上的控制阀、流体储罐和循环泵，利用循环泵将流体储罐内的钻井液经模拟钻头的钻井液喷射口喷出注入至腔体中，向评价装置本体内注入钻井液；

步骤6，利用中央处理器获取温度传感器和压力传感器的测量数据，调整钻井液的注入温度和注入压力，使得温度传感器的测量值等于预设温度值、压力传感器的测量值等于预设井底流压值后，待上排液管中流出钻井液时，关闭上排液管上的控制阀；

步骤7，开启转速控制器，调节转速控制器使得模拟钻头的转速达到指定转速后，利用循环控制器控制循环泵的注入流量，模拟实际钻井过程中的钻井液循环；

步骤8，将岩心试样在钻井液中浸泡至指定时间后，关闭中央控制器和循环泵，开启下排液管上的控制阀将模拟井筒内的钻井液排出后，将岩心试样从评价装置内取出，对浸泡后的岩心试样进行岩石力学实验，对比浸泡前后岩心试样的力学参数，确定钻井液与岩石相互作用对井壁稳定性的影响。

优选地，基于待模拟实际井下情况，根据待模拟井的井径，确定模拟井筒的直径；根据待模拟地层的岩心层理角度、井斜角和方位角，确定岩心试样的层理角度、井斜角和方位角；根据待模拟地层的地层压力值，调整岩心试样的轴压值；根据待模拟地层的地层温度，确定评价装置中钻井液的注入温度；根据待模拟地层中钻井液的注入压力，确定评价装置中钻井液的注入压力；根据待模拟井中钻头实际转速，确定模拟钻头的指定转速；根据待模拟井中钻井液的注入流量，确定循环泵的注入流量。

优选地，所述步骤7中，利用浸泡后的岩心试样进行岩石力学实验，测量浸泡后岩心试样的岩石力学参数，并与未浸泡岩心试样的力学参数进行对比，分析浸泡后岩石力学参数的变化，计算井壁坍塌破坏指数，确定井壁坍塌周期，分析力化耦合作用下，钻井液与岩石相互作用对井壁稳定性的影响；

所述岩石力学参数包括抗压强度、弹性模量、泊松比、内聚力和内摩擦角。

优选地，所述抗压强度计算公式为：

（1）

式中，为抗压强度，单位为MPa；/>为岩石样品受到的负载，单位为N；/>为岩石样品的横截面积，单位为mm²；

所述弹性模量计算公式为：

（2）

式中，为弹性模量，单位为MPa；/>为轴向应力增量，单位为MPa；/>为轴向应变增量，单位为MPa；

所述泊松比计算公式为：

（3）

式中，为泊松比；/>为轴向应变增量，单位为MPa；/>为径向应变增量，单位为MPa；

所述内聚力和内摩擦角计算公式为：

（4）

式中，为剪切应力，单位为MPa；/>为内聚力，单位为MPa；/>为法向应力，单位为MPa；/>为内摩擦角，单位为°；

所述井壁坍塌破坏指数计算公式为：

（5）

式中，为井壁坍塌破坏指数，/>为最小主应力，/>为最大主应力。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明提出的一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置，操作简单，综合考虑了井径、钻井液循环冲刷、井斜角、方位角、岩心层理、钻井液配方、轴压等多种因素对井筒稳定性的影响，还原了真实地层中的井下环境，测量数据可靠性高，为钻井液性能评价以及井壁稳定性评价提供了依据。

本发明还提出了一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价方法，通过模拟真实地层的井下情况，在预定的模拟地层温度和模拟地层压力条件下，考虑井径大小及钻井液循环冲刷作用对井壁岩石的影响，同时，还综合考虑了岩心层理、井斜角、方位角对井壁稳定性的影响，利用深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置实现了力化耦合作用下钻井液对井壁岩石浸泡的真实模拟，通过对钻井液浸泡后的岩心试样进行岩石力学实验，分析钻井液对岩心试样力学参数的影响，实现了对岩心地层井壁稳定性的准确评价。

附图说明

图1为本发明一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置的结构示意图。

图2为本发明钻井液喷射口的结构示意图。

图3为本发明岩心夹持器的结构示意图。

图中，1、中央处理器，2、转速控制器，3、循环控制器，4、温度控制器，5、压力控制器，6、循环泵，601、流体流出管道，602、流体流入管道，7、评价装置本体，701、顶盖，702、套筒，703、底座，704、模拟井筒，705、腔体，706、岩心固定槽，707、上排液管，708、下排液管，709、压力传感器，710、温度传感器，8、模拟钻头，801、钻井液喷射口，9、岩心试样，10、岩心夹持器，1001、环形固定框架，1002、竖向固定框架，1003、轴向旋钮，1004、轴向调节杆，1005、径向调节杆，1006、径向旋钮，11、轴压加载器，1101、加压板，1102、加紧驱动件。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

本实施例公开了一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置，如图1所示，包括评价装置本体7、岩心试样9、模拟钻头8、循环泵6、测试控制系统。

所述测试控制系统包括中央处理器1、转速控制器2、循环控制器3、温度控制器4、压力控制器5，转速控制器、循环控制器、温度控制器、压力控制器分别与中央处理器相连接，中央处理器用于控制各控制器以及接收各控制器所采集的测量数据。

所述评价装置本体7包括顶盖701、套筒702和底座703，所述套筒702为两端敞口的圆柱体，套筒702的顶端设置有顶盖701、底端设置有底座703，顶盖701和底座703对套筒两端密封，所述套筒702内部设置有直径可调节的模拟井筒704，模拟井筒的直径和制作材料与待模拟井相同，用于模拟真实地下环境中的井筒。所述模拟井筒704、顶盖701、底座703共同围成用于钻井液循环的腔体705。

所述顶盖701内设置有上排液管707，上排液管707的一端伸入腔体705顶部，另一端与废液回收罐相连接，所述底座703内设置有下排液管708，下排液管708的一端伸入腔体705底部，另一端与废液回收罐相连接，上排液管707和下排液管708上均设置有控制阀。

所述模拟井筒704内设置有模拟钻头8，所述模拟钻头8与模拟井筒704同轴设置且与转速控制器2相连接，模拟钻头8的底部设置有多个均匀分布的钻井液喷射口801，如图2所示。

所述模拟井筒704底部内壁上设置有岩心固定槽706，岩心固定槽内设置有岩心夹持器10，岩心试样9置于岩心夹持器10中，位于模拟钻头8的上方。所述岩心夹持器如图3所示，岩心夹持器由多个环形固定框架1001和多个竖向固定框架1002焊接而成，多个环形固定框架1001在垂直方向上等间隔设置，相邻两个环形固定框架1001通过多个竖向固定框架1002相连接，各竖向固定框架1002沿环形固定框架1001周向等间隔设置，连接相邻的环形固定框架形成一个中空且侧表面镂空的圆筒状结构，岩心试样置于圆筒状结构中。

所述岩心夹持器10上设置有一对轴向旋钮1003，两个轴向旋钮相对设置且固定在竖向固定框架的中间位置处，轴向旋钮在垂直方向上的最大旋转角度为360°，用于调整岩心试样的斜度；两个轴向旋钮分别通过轴向调节杆1004与径向调节杆1005相连接，径向调节杆上设置有径向旋钮1006，径向旋钮在水平方向上的最大旋转角度为360°，用于调整岩心试样的方位，通过调节轴向旋钮1003和径向旋钮1006调整岩心试样的位置和倾斜角度，模拟深部各向异性地层的岩心层理角度、井斜角和方位角，实现对地层真实情况的模拟。

所述岩心试样9置于岩心夹持器的圆筒状结构中，岩心试样的两端分别与轴压加载器11相连接，轴压加载器用于向岩心试样施加轴压，包括上下对称设置的加压板1101，加压板1101与岩心试样9表面相紧贴后与加紧驱动件1102相连接，利用加紧驱动件控制两个加压板之间的距离，通过调整两个加压板之间的距离向岩心试样施加轴压，用于模拟真实井下环境岩石所受到的地层压力，实现对岩心试样的力化耦合。

所述循环泵6设置于评价装置1外部，与流体储罐和循环控制器3相连接，流体储罐内储存有预先配制的钻井液，流体储罐与循环泵6的连接管道上设置有加热装置，用于控制注入流体的温度，模拟实际地层环境下钻井液的温度。通过调整循环泵6的泵入压力，控制注入流体的注入压力，模拟实际井中钻井液的注入压力。所述循环泵的流出端通过流体流出管道601与模拟钻头顶部相连接，循环泵的流入端通过流体流入管道602与腔体相连接，形成钻井液循环通道。当循环泵工作时，流体储罐内的钻井液经流体流出管道601流入模拟钻头8中，从模拟钻头8底部的钻井液喷射口801中喷出注入腔体705中，经流体流入管道602循环回循环泵6中，实现对真实地层中井内钻井液循环过程的模拟。

所述腔体705底部设置有温度传感器710和压力传感器709，温度传感器710和压力传感器709均固定于底座703顶面，温度传感器710与温度控制器4相连接，用于测量模拟井筒内钻井液的温度，压力传感器709与压力控制器5相连接，用于测量模拟井筒的井底流压。

由于钻井过程中，钻井液的浸泡会导致岩石自身性质的改变，降低岩石的强度，导致坍塌周期和井壁稳定性发生变化，且钻井液浸泡岩心受多种因素的影响，例如钻井液循环的冲刷作用、钻井液的配方、温度、压力、井径大小、岩心层理、井斜角、方位角、轴压的影响，因此，本发明还提出了一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价方法，采用如上所述的深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置，实现了对真实岩心地层的实验室还原，研究钻井液对井壁稳定性的影响，具体包括以下步骤：

步骤1，基于待模拟实际井下情况，根据待模拟井的井径调节模拟井筒的直径后，将模拟井筒置于套筒内，套筒对模拟井筒具有保护作用，同时，套筒的设置也避免了模拟井筒内钻井液的温度降低。

步骤2，对岩心试样进行岩石力学实验，测试岩心试样的力学参数，得到未浸泡岩心试样的抗压强度、弹性模量、泊松比、内聚力和内摩擦角。

步骤3，将岩心试样安装在岩心夹持器中，根据待模拟地层的岩心层理角度、井斜角和方位角，调整岩心夹持器的轴向旋钮和径向旋钮，使得岩心试样的层理角度、井斜角和方位角与待模拟地层相同后，将岩心试样置于轴压加载器的两个加压板之间，通过控制轴压加载器的加紧驱动件，调整两个加压板之间的距离向岩心试样施加轴压至预设值后，将岩心夹持器置于模拟井筒的岩心固定槽中。

步骤4，将模拟井筒置于套筒内，并用顶盖密封套筒的顶端、用底座密封套筒的底端。

步骤5，开启上排液管上的控制阀、流体储罐和循环泵，将按照实际钻井液配方预配制的钻井液储存于流体储罐内，利用循环泵将流体储罐内的钻井液经模拟钻头的钻井液喷射口喷出注入至评价装置本体的腔体中，向评价装置本体内注入钻井液。

步骤6，利用中央处理器获取温度传感器和压力传感器的测量数据，调整钻井液的注入温度和注入压力，利用中央处理器获取温度传感器和压力传感器的测量数据，使得温度传感器的测量值等于预设温度值、压力传感器的测量值等于预设井底流压值后，待上排液管中流出钻井液时，表明腔体内已注满钻井液，关闭上排液管上的控制阀。

步骤7，利用中央处理器开启转速控制器，调节转速控制器使得模拟钻头的转速达到指定转速后，同时，利用循环控制器控制循环泵，模拟实际钻井过程中的钻井液循环，并利用中央处理器实时获取循环泵的注入流量。

步骤8，将岩心试样在钻井液中浸泡至指定时间后，关闭中央控制器和循环泵，开启下排液管上的控制阀将模拟井筒内的钻井液排出后，将岩心试样从评价装置内取出，对浸泡后的岩心试样进行岩石力学实验，测量浸泡后岩心试样的抗压强度、弹性模量、泊松比、内聚力和内摩擦角，对比浸泡前后岩心试样的力学参数，确定钻井液与岩石相互作用对井壁稳定性的影响。

本实施例中，岩心试样的力学参数中，抗压强度用于表示岩石抵抗压力的能力，即围压不变的情况下岩石达到破坏的极限强度，如公式（1）所示：

（1）

式中，为抗压强度，单位为MPa；/>为岩石样品受到的负载，单位为N；/>为岩石样品的横截面积，单位为mm²。

所述弹性模量用于表示岩石在弹性范围内抵抗变形的难易程度，为应力-应变曲线的斜率，如公式（2）所示：

（2）

式中，为弹性模量，单位为MPa；/>为轴向应力增量，单位为MPa；/>为轴向应变增量，单位为MPa。

所述泊松比为岩心试样横向伸长与纵向缩短的比率，如公式（3）所示：

（3）

式中，为泊松比；/>为轴向应变增量，单位为MPa；/>为径向应变增量，单位为MPa。

所述内聚力和内摩擦角基于Mohr-Coulomb失效包络线确定，计算公式为：

所述内聚力和内摩擦角计算公式为：

（4）

式中，为剪切应力，单位为MPa；/>为内聚力，单位为MPa；/>为法向应力，单位为MPa；/>为内摩擦角，单位为°。

通过分析岩心试样的岩石力学参数变化，计算井壁坍塌破坏指数，如公式（5）所示：

（5）

式中，为井壁坍塌破坏指数，/>为最小主应力，/>为最大主应力。

基于计算得到的井壁坍塌破坏指数，分析在力化耦合作用下，钻井液浸泡岩心对 井壁稳定性的影响，当计算得到的井壁坍塌破坏指数时，此时井壁发生坍塌，根据井 壁由支撑状态至发生坍塌时的时长即可确定井壁坍塌周期，从而确定钻井液浸泡对井壁的 影响。

在本发明描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置，其特征在于，包括评价装置本体、岩心试样、模拟钻头、循环泵、测试控制系统；

所述测试控制系统包括中央处理器、转速控制器、循环控制器、温度控制器、压力控制器；

所述评价装置本体包括顶盖、套筒和底座，所述套筒两端敞口，顶端封堵有顶盖、底端封堵有底座，套筒内部设置有模拟井筒，所述模拟井筒、顶盖、底座共同围成用于钻井液循环的腔体，所述模拟井筒内设置有模拟钻头，所述模拟钻头与模拟井筒同轴设置且与转速控制器相连接，模拟钻头的底部设置有多个钻井液喷射口；

所述模拟井筒底部内壁上设置有岩心固定槽，岩心固定槽内设置有岩心夹持器，所述岩心试样置于岩心夹持器中；

所述循环泵设置于评价装置外部，所述循环泵与流体储罐和循环控制器相连接，循环泵的流出端通过流体流出管道与模拟钻头顶部相连接，循环泵的流入端通过流体流入管道与腔体相连接；

所述腔体底部设置有与温度控制器相连接的温度传感器以及与压力控制器相连接的压力传感器，温度传感器和压力传感器均固定于底座顶面；

所述转速控制器、循环控制器、温度控制器、压力控制器分别与中央处理器相连接。

2.根据权利要求1所述的一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置，其特征在于，所述岩心夹持器由多个环形固定框架和多个竖向固定框架焊接而成，各环形固定框架在垂直方向上等间隔设置，相邻两个环形固定框架通过多根竖向固定框架相连接，形成一个中空且侧表面镂空的圆筒状结构，用于固定岩心试样；

所述岩心夹持器上设置有一对轴向旋钮，两个轴向旋钮相对设置且固定在竖向固定框架的中间位置处，用于调整岩心试样的斜度，所述轴向旋钮通过轴向调节杆与径向调节杆相连接，径向调节杆上设置有径向旋钮，用于调整岩心试样的方位；

所述岩心试样置于岩心夹持器的圆筒状结构中，岩心试样的两端夹设于轴压加载器内；所述轴压加载器用于向岩心试样施加轴压，包括上下对称设置的加压板，加压板均与加紧驱动件相连接。

3.根据权利要求2所述的一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置，其特征在于，所述轴向旋钮在垂直方向上的最大旋转角度为360°，径向旋钮在水平方向上的最大旋转角度为360°。

4.根据权利要求1所述的一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置，其特征在于，所述顶盖内设置有上排液管，上排液管的一端伸入腔体顶部，另一端与废液回收罐相连接，所述底座内设置有下排液管，下排液管的一端伸入腔体底部，另一端与废液回收罐相连接，上排液管和下排液管上均设置有控制阀。

5.根据权利要求1所述的一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置，其特征在于，所述模拟钻头的钻井液喷射口位于岩心试样的下方，各钻井液喷射口沿模拟钻头的周向等间隔设置。

6.根据权利要求1所述的一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置，其特征在于，所述流体储罐内储存有钻井液，模拟井筒的直径可调节。

7.一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价方法，其特征在于，采用如权利要求1~6中任一项所述的一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价装置，包括以下步骤：

步骤1，基于待模拟井下环境，调整模拟井筒的直径并置于套筒内；

步骤2，对岩心试样进行岩石力学实验，测试岩心试样的力学参数；

步骤3，将岩心试样安装在岩心夹持器中，利用岩心夹持器的轴向旋钮和径向旋钮调整岩心试样的层理角度、井斜角和方位角后，利用轴压加载器向岩心试样施加轴压至预设值后，将岩心夹持器置于模拟井筒的岩心固定槽中；

步骤4，利用顶盖密封套筒的顶端、用底座密封套筒的底端；

步骤5，开启上排液管上的控制阀、流体储罐和循环泵，利用循环泵将流体储罐内的钻井液经模拟钻头的钻井液喷射口喷出注入至腔体中，向评价装置本体内注入钻井液；

步骤6，利用中央处理器获取温度传感器和压力传感器的测量数据，调整钻井液的注入温度和注入压力，使得温度传感器的测量值等于预设温度值、压力传感器的测量值等于预设井底流压值后，待上排液管中流出钻井液时，关闭上排液管上的控制阀；

步骤7，开启转速控制器，调节转速控制器使得模拟钻头的转速达到指定转速后，利用循环控制器控制循环泵的注入流量，模拟实际钻井过程中的钻井液循环；

步骤8，将岩心试样在钻井液中浸泡至指定时间后，关闭中央控制器和循环泵，开启下排液管上的控制阀将模拟井筒内的钻井液排出后，将岩心试样从评价装置内取出，对浸泡后的岩心试样进行岩石力学实验，对比浸泡前后岩心试样的力学参数，确定钻井液与岩石相互作用对井壁稳定性的影响。

8.根据权利要求7所述的一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价方法，其特征在于，基于待模拟实际井下情况，根据待模拟井的井径，确定模拟井筒的直径；根据待模拟地层的岩心层理角度、井斜角和方位角，确定岩心试样的层理角度、井斜角和方位角；根据待模拟地层的地层压力值，调整岩心试样的轴压值；根据待模拟地层的地层温度，确定评价装置中钻井液的注入温度；根据待模拟地层中钻井液的注入压力，确定评价装置中钻井液的注入压力；根据待模拟井中钻头实际转速，确定模拟钻头的指定转速；根据待模拟井中钻井液的注入流量，确定循环泵的注入流量。

9.根据权利要求8所述的一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价方法，其特征在于，所述步骤7中，利用浸泡后的岩心试样进行岩石力学实验，测量浸泡后岩心试样的岩石力学参数，并与未浸泡岩心试样的力学参数进行对比，分析浸泡后岩石力学参数的变化，计算井壁坍塌破坏指数，确定井壁坍塌周期，分析力化耦合作用下，钻井液与岩石相互作用对井壁稳定性的影响；

所述岩石力学参数包括抗压强度、弹性模量、泊松比、内聚力和内摩擦角。

10.根据权利要求9所述的一种深部各向异性地层与井筒流体相互作用的评价方法，其特征在于，所述抗压强度计算公式为：

（1）

式中，为抗压强度，单位为MPa；/>为岩石样品受到的负载，单位为N；/>为岩石样品的横截面积，单位为mm²；

所述弹性模量计算公式为：

（2）

式中，为弹性模量，单位为MPa；/>为轴向应力增量，单位为MPa；/>为轴向应变增量，单位为MPa；

所述泊松比计算公式为：

（3）

式中，为泊松比；/>为轴向应变增量，单位为MPa；/>为径向应变增量，单位为MPa；

所述内聚力和内摩擦角计算公式为：

（4）

式中，为剪切应力，单位为MPa；/>为内聚力，单位为MPa；/>为法向应力，单位为MPa；/>为内摩擦角，单位为°；

所述井壁坍塌破坏指数计算公式为：

（5）

式中，为井壁坍塌破坏指数，/>为最小主应力，/>为最大主应力。