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1、第26卷第1期钻井液与完井液Vol.26No.12009年1月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDJan.2009文章编号:100125620(2009)0120020203高温高压动态堵漏评价系统1,2,321余维初苏长明鄢捷年(1.中国石油大学(北京),北京;2.中国石化石油勘探开发研究院,北京;3.长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州)摘要介绍了防漏堵漏钻井液评价新仪器、新方法———高温高压动态堵漏评价系统的组成、工作原理及使用情况。新仪器可以在模拟地层温度、压力、环形空间钻井液上返速度的条件下评价一系列人造裂缝和漏床动态堵漏效果,也可测量
2、堵漏材料形成封堵层的最大承载能力及返排压力等。通过与老仪器的试验对比,新仪器设计新颖,结构合理,性能稳定,试验数据准确,是开展防漏堵漏钻井液研究的新仪器和新方法。关键词堵漏;堵漏钻井液;仪器;评价方法中图分类号:TE254.1文献标识码:AAPI室内静态堵漏评价试验装置的钢珠漏床安井底流体流速的条件;然后打开高压气源,通过高压装在泥浆罐的底部,其位置不合理,缝板的长度只有减压阀给高温高压泥浆罐中的钻井液加压,用于模拟6.4mm,且还是光滑的平面,因此不能真实地模拟地层压力,带压的钻井液通过缝板并形成堵漏层;通漏失地层的实际情况,而且钢珠漏床试验和缝板试过观察出口收集桶
3、收到的漏失液,即能得出试验液体[1]验不能同时进行,严重地影响了科研生产试验的对缝板或钢珠的堵漏效果。通过数据采集器自动采正常进行。通过笔者的多年努力,彻底抛弃了老型集试验仪中的温度、压力、流量等参数,并由计算机对API静态堵漏评价试验装置的结构,研制成功了能这些参数实时控制。缝板的内壁做成凹凸不平的波[3]够模拟地层温度、压力、井底流速等条件的新型智能浪状,使其更能接近地层的孔隙结构。高温高压动态堵漏评价系统,并取得了2项国家专利,其中一项为国家发明专利。1新仪器的组成和工作原理新型智能高温高压动态堵漏评价系统由气源、高压减压阀、泥浆泵、液体罐、钢珠漏床、人造缝板、
4、端面动循环岩心夹持器、流量计、电子天平、气源、压力传感器、温度传感器、环压泵、回压控制器、管道、壳体、控制线、加热系统、数据采集系统与处理系统[2]等部分组成,其整体结构如图1所示。新型智能高温高压动态堵漏评价系统的工作原理:试验时把人造缝板或钢珠装入缝板夹持器中,把含有堵漏材料的钻井液装入高温高压泥浆罐中,给泥浆罐和夹持器加温并通过计算机控制,用于模拟地层温度;待温度达到设定值后,打开泥浆罐底部的出口球阀,并控制泥浆泵的运转,使高温高压泥浆罐中的图1高温高压动态堵漏评价系统结构示意图钻井液在密闭的液体循环管道内循环,使其达到模拟基金项目:中国石化“十条龙”科技攻关项
5、目(P06063)的部分研究成果。第一作者简介:余维初,教授,1965年生,长期从事油田化学和保护油气层技术领域的教学和科研工作。地址:北京市中石化石油勘探开发研究院;邮政编码100083;电话(010)51616613/13907216790;E2mail:yuweichu@126.com。第26卷第1期余维初等:高温高压动态堵漏评价系统212新仪器特点和主要技术指标操作软件可观察回压的大小。6)若封堵成功,逆时针调节回压加压阀到最终2.1仪器结构特点位置(关闭状态),并打开回压泄压阀泄去回压;打开①使用高温高压泥浆泵,通过管道在漏床端面工作压力泄压阀,泄去加载压力
6、,并关闭工作压力泄形成剪切速率模拟动态堵漏效果,增强试验的真实压阀。换上出口封头,缓慢施加反排压力,并记录反性。②人造缝板的宽度和长度、钢珠漏床中钢珠的排贯通的最小压力(电脑界面回压值显示窗口)或在大小、填砂床中砂子的密度均可以根据实际需要调泥浆罐Ⅰ上继续加压,测定堵漏部位的最大承压能节。③能模拟静态和动态堵漏效果、非凝固性堵漏力(瞬时工作压力),试验完成后在软件界面上填入材料和水泥浆堵漏材料互换。④能提供堵漏压力、试验最终参数。最大堵漏承载压力、漏失量、漏失时间、回压压力、动7)换开口尺寸较大的缝板(或钢珠直径较大者态返速等试验参数,通过对比分析可以正确筛选堵或填砂
7、床颗粒较大者)重复上述步骤,直到不能堵塞漏效果优良的堵漏材料。⑤计算机软件自动控制并为止。采集温度、压力、流速等参数,能实时填入基本参数8)试验完成后观察桥接堵漏情况并记录桥堵贯及试验数据,同时具有定时器功能。穿深度。取出缝板或漏床清洗夹持器、回压阀及管2.2主要技术指标道,在泥浆罐Ⅱ中加入清水清洗,通过排污阀排去循①工作温度:室温～150℃。②工作压力:0～环管道剩余的液体。20MPa。③流动性速度:不大于1.5m/s。④回压3.2动态狭缝试验压力:10MPa。⑤堵漏材料用量:4L。⑥加热功1)选择一个开口尺寸较小的缝板与套筒(或钢率:不大于4kW
