一种固井冲洗隔离液性能评价装置及方法与流程

本发明涉及油气田固井，具体为一种固井冲洗隔离液性能评价装置及方法。

背景技术：

1、随着油气田勘探开发向深层超深层拓展，以及非常规油气的开发，为了防止破碎地层坍塌失稳等问题，油基钻井液应用越来越广泛，油基钻井液具备抑制性好、抗温能力优越及润湿性能强等优点，广泛应用在页岩、泥岩、盐膏层等复杂地层及高温深井中，是非常规钻井的重要技术手段。与传统水基钻井液体系不同，油基钻井液的固井和完井工程面临许多问题，油基钻井液黏附性强、水润湿性差，固井时难以冲洗干净，残留油基钻井液、泥饼影响水泥浆胶结，严重降低固井胶结质量。固井冲洗隔离液的使用是解决这些问题的主要技术手段，所以，如何高效利用固井冲洗隔离液清除油基钻井液及泥饼，是钻井施工后固井面临的关键难题。

2、目前的固井冲洗隔离液性能评价装置及方法，通常使用在滤纸上用钻井液压制而成的泥饼，贴在六速旋转仪的转子上，在冲洗隔离液和隔离液中旋转，观察泥饼的掉落情况。滤纸制备的泥饼与井下岩石上形成的泥饼差别较大，旋转来表征冲洗程度与井下冲洗的工况差别较大，所以这种方法存在误差大、以及表征手段不科学等一系列问题，难以精准模拟井下复杂工况以及还原油基钻井液在井壁上附着所形成的泥饼等工况，对井壁的冲洗效果难以判定。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种固井冲洗隔离液性能评价装置及方法。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种固井冲洗隔离液性能评价装置，包括：井筒环路模拟系统、温度控制系统、压力控制系统、循环流量调节监测系统、泥饼冲洗可视化系统和分析系统；其中，所述井筒环路模拟系统包括环路流道和冲洗隔离液注入口；所述冲洗隔离液注入口用于注入待评价冲洗隔离液；所述泥饼冲洗可视化系统包括设置于所述环路流道内的岩心安装插销和设置于所述岩心安装插销侧边的扫描装置；所述岩心安装插销用于固定附有油基钻井液形成的泥饼的岩心试样；所述扫描装置用于监测所述岩心试样上的泥饼残留量；所述温度控制系统包括设置于所述环路流道内的螺旋加热管、加热控制器和设置于所述环路流道内所述岩心安装插销两侧边的温度传感器；所述加热控制器用于控制所述螺旋加热管为所述环路流道内的冲洗隔离液进行加热；所述温度传感器用于监测对所述岩心试样冲洗前后的冲洗隔离液温度值；所述压力控制系统，用于调节和监测所述环路流道内的压力值；所述循环流量调节监测系统，用于调节和监测所述环路流道内的冲洗隔离液流量值；所述分析系统，用于基于所述泥饼残留量、所述冲洗隔离液温度值、所述压力值和所述冲洗隔离液流量值，确定所述待分析冲洗隔离液的评价结果。

3、进一步地，所述冲洗隔离液注入口设置注入口盖板，所述注入口盖板通过螺栓和密封胶圈与所述冲洗隔离液注入口密封。

4、进一步地，所述温度控制系统还包括继电保护器，所述加热控制器和所述螺旋加热管通过所述继电保护器电连接。

5、进一步地，所述螺旋加热管包括螺旋导热管、设置于所述螺旋导热管内部的加热电阻丝和注满所述螺旋导热管内腔的导热油；所述加热电阻丝的两端与所述继电保护器电连接。

6、进一步地，所述温度传感器的数量为两个，分别对称密封插装于所述泥饼冲洗可视化系统前后侧壁开孔内。

7、进一步地，所述压力控制系统包括空气压缩机、安全泄压阀、压力表和压力传感器；其中，所述空气压缩机通过打压管线与所述环路流道侧边连接，所述安全泄压阀和所述压力表均设置于所述打压管线上，所述压力传感器密封插装在所述环路流道的侧壁开孔内。

8、进一步地，所述循环流量调节监测系统包括：循环离心泵、流量调节器和流量计；所述循环离心泵设置于所述环路流道的连接处；所述流量调节器与所述循环离心泵相连接，所述流量计密封插装在所述环路流道的后侧；所述流量调节器，用于控制所述循环离心泵调节所述环路流道内的冲洗隔离液的流量；所述流量计，用于监测所述环路流道内的冲洗隔离液流量值。

9、第二方面，本发明实施例还提供了一种固井冲洗隔离液性能评价方法，应用于本发明提供的一种固井冲洗隔离液性能评价装置；所述方法包括：基于固井下温度和压力条件制备附有油基钻井液形成的泥饼的岩心试样，并将所述岩心试样固定于所述岩心安装插销上；通过所述冲洗隔离液注入口向所述环路流道内注入待评价冲洗隔离液；基于所述温度控制系统、所述压力控制系统和所述循环流量调节监测系统，调节所述待评价冲洗隔离液在模拟固井下的温度、压力和冲洗隔离液的流量条件下，对所述岩心试样的表面泥饼进行冲洗；获取所述岩心试样在被所述待评价冲洗隔离液进行冲洗过程中的泥饼残留量、冲洗隔离液温度值、压力值和冲洗隔离液流量值；基于所述泥饼残留量、所述冲洗隔离液温度值、所述压力值和所述冲洗隔离液流量值，确定所述待分析冲洗隔离液的评价结果。

10、进一步地，所述评价结果包括冲洗率、冲洗时间、冲洗后泥饼的残留量。

11、进一步地，在确定所述待分析冲洗隔离液的评价结果之后，所述方法还包括：基于所述评价结果对所述待分析冲洗隔离液进行配方和性能优化。

12、本发明提供了一种固井冲洗隔离液性能评价装置及方法，能够准确模拟实际固井下的温度、压力环境，提高冲洗隔离液性能评价的准确性，能够实时采集并记录冲洗过程中的各项数据，为评价冲洗隔离液的性能提供有力支持，缓解了现有技术存在的误差大和难以判定井壁的冲洗效果的技术问题。

技术特征：

1.一种固井冲洗隔离液性能评价装置，其特征在于，包括：井筒环路模拟系统、温度控制系统、压力控制系统、循环流量调节监测系统、泥饼冲洗可视化系统和分析系统；其中，

2.根据权利要求1所述的固井冲洗隔离液性能评价装置，其特征在于：所述冲洗隔离液注入口设置注入口盖板，所述注入口盖板通过螺栓和密封胶圈与所述冲洗隔离液注入口密封。

3.根据权利要求1所述的固井冲洗隔离液性能评价装置，其特征在于：所述温度控制系统还包括继电保护器，所述加热控制器和所述螺旋加热管通过所述继电保护器电连接。

4.根据权利要求3所述的固井冲洗隔离液性能评价装置，其特征在于：所述螺旋加热管包括螺旋导热管、设置于所述螺旋导热管内部的加热电阻丝和注满所述螺旋导热管内腔的导热油；所述加热电阻丝的两端与所述继电保护器电连接。

5.根据权利要求1所述的固井冲洗隔离液性能评价装置，其特征在于：所述温度传感器的数量为两个，分别对称密封插装于所述泥饼冲洗可视化系统前后侧壁开孔内。

6.根据权利要求1所述的固井冲洗隔离液性能评价装置，其特征在于：所述压力控制系统包括空气压缩机、安全泄压阀、压力表和压力传感器；其中，所述空气压缩机通过打压管线与所述环路流道侧边连接，所述安全泄压阀和所述压力表均设置于所述打压管线上，所述压力传感器密封插装在所述环路流道的侧壁开孔内。

7.根据权利要求1所述的固井冲洗隔离液性能评价装置，其特征在于：所述循环流量调节监测系统包括：循环离心泵、流量调节器和流量计；所述循环离心泵设置于所述环路流道的连接处；所述流量调节器与所述循环离心泵相连接，所述流量计密封插装在所述环路流道的后侧；

8.一种固井冲洗隔离液性能评价方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的一种固井冲洗隔离液性能评价装置；所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述评价结果包括冲洗率、冲洗时间、冲洗后泥饼的残留量。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：在确定所述待分析冲洗隔离液的评价结果之后，所述方法还包括：基于所述评价结果对所述待分析冲洗隔离液进行配方和性能优化。

技术总结本发明公开了一种固井冲洗隔离液性能评价装置及方法，涉及油气田固井技术领域，包括：井筒环路模拟系统、温度控制系统、压力控制系统、循环流量调节监测系统、泥饼冲洗可视化系统和分析系统；井筒环路模拟系统包括环路流道和冲洗隔离液注入口；泥饼冲洗可视化系统包括岩心安装插销和扫描装置；温度控制系统包括螺旋加热管、加热控制器和温度传感器；压力控制系统，用于调节和监测环路流道内的压力值；循环流量调节监测系统，用于调节和监测环路流道内的冲洗隔离液流量值；分析系统，用于确定待分析冲洗隔离液的评价结果。本发明缓解了现有技术存在的误差大和难以判定井壁的冲洗效果的技术问题。技术研发人员：张超,黄熠,王巍,张万栋,马涛,张雨,张可,方胜杰,魏佳,韩成,吴江,李虎成,廖星奥受保护的技术使用者：中国海洋石油集团有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6