可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心及應(yīng)用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心，其中巖心上部連接塊、巖心下部連接塊、巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊可拼裝在一起構(gòu)成圓柱體，巖心上部連接塊的一面和巖心下部連接塊的一面均為波浪形狀相對(duì)設(shè)置、且相對(duì)兩面的波浪形的凹凸部可相對(duì)應(yīng)的貼合在一起，拼裝在一起構(gòu)成圓柱體中，巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊分別卡在巖心上部連接塊和巖心下部連接塊兩側(cè)，使巖心上部連接塊和巖心下部連接塊的相對(duì)面之間留有間距。本發(fā)明的有益效果是可以有效保證巖心加圍壓后，裂縫寬度尺寸不變、可進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。
【專利說(shuō)明】可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心及應(yīng)用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地層裂縫封堵【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心及應(yīng)用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在室內(nèi)利用天然裂縫巖心或人造裂縫巖心進(jìn)行堵漏漿封堵效果評(píng)價(jià)時(shí)，在一定圍壓存在時(shí)，裂縫的尺寸很難保證不變，不能準(zhǔn)確進(jìn)行不同堵漏流體對(duì)同一裂縫寬度地層堵漏效果評(píng)價(jià)對(duì)比分析。同時(shí)，應(yīng)用常規(guī)砂質(zhì)巖心進(jìn)行堵漏實(shí)驗(yàn)時(shí)，巖心受到堵漏流體的污染，造成試驗(yàn)巖心的可重復(fù)性變差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心及應(yīng)用，解決了現(xiàn)有在室內(nèi)利用天然裂縫巖心或人造裂縫巖心進(jìn)行堵漏漿封堵中巖心縫隙易變形、易受污染不能重復(fù)試驗(yàn)的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供鋼鐵巖心進(jìn)行堵漏漿封堵實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用方法。
[0005]本發(fā)明可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心所采用的技術(shù)方案是包括巖心上部連接塊、巖心下部連接塊、巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊；其中巖心上部連接塊、巖心下部連接塊、巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊可拼裝在一起構(gòu)成圓柱體，巖心上部連接塊的一面和巖心下部連接塊的一面均為波浪形狀相對(duì)設(shè)置、且相對(duì)兩面的波浪形的凹凸部可相對(duì)應(yīng)的貼合在一起，拼裝在一起構(gòu)成圓柱體中，巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊分別卡在巖心上部連接塊和巖心下部連接塊兩側(cè)，使巖心上部連接塊和巖心下部連接塊的相對(duì)面之間留有間距。
[0006]進(jìn)一步，所述巖心上部連接塊、巖心下部連接塊、巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊的長(zhǎng)度均為70mm，這四塊拼接成的圓柱體截面直徑為25mm ；所述巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊的寬度為16_。
[0007]進(jìn)一步，所述巖心上部連接塊和巖心下部連接塊的相對(duì)面之間間距為l_5mm。
[0008]本發(fā)明的另一種可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心，包括巖心上部連接塊和巖心下部連接塊；其中巖心上部連接塊和巖心下部連接塊是橫截面呈半圓形的柱體，巖心上部連接塊和巖心下部連接塊拼接形成圓柱體，巖心上部連接塊和巖心下部連接塊的拼接面邊緣設(shè)有凸起，使兩個(gè)拼接面之間有距離，凸起之間的拼接面設(shè)有網(wǎng)格形的淺槽。
[0009]進(jìn)一步，所述巖心上部連接塊和巖心下部連接塊長(zhǎng)度為70mm。
[0010]進(jìn)一步，所述網(wǎng)格形為方形或棱形。
[0011]進(jìn)一步，所述圓柱體的截面直徑為25mm，所述凸起部分之間的網(wǎng)格寬度為20mm。
[0012]進(jìn)一步，所述兩個(gè)拼接面之間距離為l_5mm。
[0013]按照上面兩種鋼鐵巖心進(jìn)行堵漏漿封堵實(shí)驗(yàn)的方法，按照以下步驟進(jìn)行:
[0014]步驟1:實(shí)驗(yàn)前將巖心組件進(jìn)行組裝扣合后，用透明膠條纏繞在巖心外部以固定巖心呈圓柱體，保證各組塊不會(huì)在放進(jìn)巖心夾持器的過(guò)程中散開，放入高溫高壓動(dòng)濾失儀的巖心夾持器中加一定圍壓
[0015]步驟2:將封堵橋液體注入高溫高壓濾失儀的循環(huán)容器中，注入高溫高壓濾失儀的循環(huán)容器中；
[0016]步驟3:關(guān)閉堵漏橋漿循環(huán)系統(tǒng)，打開循環(huán)儀器替換堵漏橋漿為常規(guī)鉆井液，從被封堵液體循環(huán)后的鋼鐵裂縫巖心的一端開始用配置好的鉆井液進(jìn)行循環(huán)突破；
[0017]步驟4:記錄鉆井液的最大突破壓力及一定時(shí)間的漏失量后關(guān)閉循環(huán)系統(tǒng)并泄圍壓完成一次實(shí)驗(yàn)。
[0018]本發(fā)明的有益效果是可以有效保證巖心加圍壓后，裂縫寬度尺寸不變、可進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明波浪縫形鋼鐵巖心軸向剖面示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明波浪縫形鋼鐵巖心徑向截面示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明平直縫形鋼鐵巖心軸向剖面示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明平直縫形鋼鐵巖心徑向截面示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明平直縫形鋼鐵巖心拼接面網(wǎng)格形的淺槽示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]如圖1-圖4所示，本發(fā)明的波浪形縫形鋼鐵巖心包括巖心上部連接塊1、巖心下部連接塊2、巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊3和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊4 ;其中巖心上部連接塊1、巖心下部連接塊2、巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊3和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊4可拼裝在一起構(gòu)成圓柱體，巖心上部連接塊I的一面和巖心下部連接塊2的一面均為波浪形狀相對(duì)設(shè)置、且相對(duì)兩面的波浪形的凹凸部可相對(duì)應(yīng)的貼合在一起，拼裝在一起構(gòu)成圓柱體中，巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊3和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊4分別卡在巖心上部連接塊I和巖心下部連接塊2兩側(cè)，使巖心上部連接塊I和巖心下部連接塊2的相對(duì)面之間留有間距。
[0026]進(jìn)一步，所述巖心上部連接塊1、巖心下部連接塊2、巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊3和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊4的長(zhǎng)度均為70mm，這四塊拼接成的圓柱體截面直徑為25_ ;所述巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊3和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊4的寬度為16mm。
[0027]進(jìn)一步，所述巖心上部連接塊I和巖心下部連接塊2的相對(duì)面之間間距為l_5mm。
[0028]本發(fā)明的另一種平直縫形鋼鐵巖心，包括巖心上部連接塊I和巖心下部連接塊2 ；其中巖心上部連接塊I和巖心下部連接塊2是橫截面呈半圓形的柱體，巖心上部連接塊I和巖心下部連接塊2拼接形成圓柱體，巖心上部連接塊I和巖心下部連接塊2的拼接面邊緣設(shè)有凸起，使兩個(gè)拼接面之間有距離，凸起之間的拼接面設(shè)有網(wǎng)格形的淺槽。
[0029]進(jìn)一步，所述巖心上部連接塊I和巖心下部連接塊2長(zhǎng)度為70mm。
[0030]進(jìn)一步，所述網(wǎng)格形為方形或棱形。
[0031]進(jìn)一步，所述圓柱體的截面直徑為25mm，所述凸起部分之間的網(wǎng)格寬度為20mm。
[0032]進(jìn)一步，所述兩個(gè)拼接面之間距離為l_5mm。
[0033]鋼鐵巖心進(jìn)行堵漏漿封堵實(shí)驗(yàn)的方法，按照以下步驟進(jìn)行:
[0034]步驟1:實(shí)驗(yàn)前將巖心組件進(jìn)行組裝扣合后，用透明膠條纏繞在巖心外部以固定巖心呈圓柱體，保證各組塊不會(huì)在放進(jìn)巖心夾持器的過(guò)程中散開，放入高溫高壓動(dòng)濾失儀的巖心夾持器中加一定圍壓
[0035]步驟2:將封堵橋液體注入高溫高壓濾失儀的循環(huán)容器中，注入高溫高壓濾失儀的循環(huán)容器中；
[0036]步驟3:關(guān)閉堵漏橋漿循環(huán)系統(tǒng)，打開循環(huán)儀器替換堵漏橋漿為常規(guī)鉆井液，從被封堵液體循環(huán)后的鋼鐵裂縫巖心的一端開始用配置好的鉆井液進(jìn)行循環(huán)突破；
[0037]步驟4:記錄鉆井液的最大突破壓力及一定時(shí)間的漏失量后關(guān)閉循環(huán)系統(tǒng)并泄圍壓完成一次實(shí)驗(yàn)。
[0038]本發(fā)明涉及一種模擬裂縫情況鋼鐵裂縫巖心，裂縫寬度不會(huì)因?yàn)閲鷫鹤兓兓?，并可進(jìn)行多次重復(fù)使用，以輔助評(píng)價(jià)堵漏液體對(duì)裂縫性漏失地層的封堵能力，應(yīng)用于石油勘探開發(fā)的油氣田鉆井領(lǐng)域。本發(fā)明涉及一種新型模擬地層裂縫存在情況的鋼鐵巖心及其應(yīng)用，通過(guò)在鋼鐵圓柱體上設(shè)計(jì)I?5_的縫寬，來(lái)模擬實(shí)際地層的裂縫寬度，利用鋼鐵自身強(qiáng)度，可以有效保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，裂縫的寬度尺寸不變。并對(duì)不同堵漏漿體的堵漏效果進(jìn)行對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)前將巖心四個(gè)組件按組裝順序進(jìn)行組裝扣合后，用透明膠條纏繞在巖心外部以固定巖心呈圓柱體，保證各組塊不會(huì)在放進(jìn)巖心夾持器的過(guò)程中散開。通過(guò)巖心左、右兩側(cè)鋼質(zhì)裂縫寬度固定拼接塊的自身強(qiáng)度支撐裂縫的寬度，而不需要擔(dān)心巖心縫寬因所加圍壓過(guò)大而減小。此巖心可進(jìn)行多次試驗(yàn)，并能提高封堵效果評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性及可靠性。本發(fā)明有效解決了因天然裂縫巖心及人造裂縫巖心由于不同圍壓存在時(shí)，裂縫實(shí)際寬度發(fā)生變化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)性差或?qū)Σ煌貙訉挾攘芽p地層，堵漏效果評(píng)價(jià)分析準(zhǔn)確性低的難題。也解決了不同堵漏漿體堵漏效果對(duì)比評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性低的難題。
[0039]下面列舉具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明:
[0040]實(shí)施例1:
[0041]利用高溫高壓動(dòng)濾失儀，借助鋼鐵巖心，模擬評(píng)價(jià)堵漏液體I號(hào)、2號(hào)對(duì)3mm裂縫寬度鋼鐵巖心的封堵能力，并進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。
[0042]①將3mm寬度鋼鐵裂縫巖心的四個(gè)組件按要求組合后，放入高溫高壓動(dòng)濾失儀的巖心夾持器中加一定圍壓(由于鋼鐵巖心的本身的高強(qiáng)度，故圍壓可控范圍較大)。
[0043]②將配置好的I號(hào)封堵橋液體注入高溫高壓濾失儀的循環(huán)容器中，開始用堵漏液體對(duì)裂縫巖心進(jìn)行一定時(shí)間的循環(huán)封堵，模擬實(shí)際漏失性地層封堵流程。
[0044]③關(guān)閉堵漏橋漿循環(huán)系統(tǒng)，打開循環(huán)儀器替換堵漏橋漿為常規(guī)鉆井液，從被封堵液體循環(huán)后的鋼鐵裂縫巖心的一端開始用配置好的鉆井液進(jìn)行循環(huán)突破。
[0045]④記錄鉆井液的最大突破壓力P1及一定時(shí)間的漏失量U。
[0046]⑤關(guān)閉循環(huán)系統(tǒng)并泄圍壓，清洗鋼鐵裂縫巖心。應(yīng)用堵漏液體2號(hào)，重復(fù)步驟①?④，測(cè)定堵漏液體的封堵鋼鐵巖心后，鉆井液的最大突破壓力P2以及一定時(shí)間的漏失量l2。
[0047]對(duì)比堵漏漿體I號(hào)、2號(hào)的突破壓力P” P2及漏失量U、L2，突破壓力越大、漏失量越小說(shuō)明該堵漏漿體的堵漏效果越好。
[0048]實(shí)施例2:
[0049]利用高溫高壓動(dòng)濾失儀，借助鋼鐵巖心，模擬評(píng)價(jià)了 150°C下的凍膠A對(duì)3mm和5mm裂縫進(jìn)行封堵，評(píng)價(jià)其對(duì)不同寬度裂縫的封堵能力。
[0050]①通過(guò)攪拌機(jī)配制堵漏凍膠A，把膠體A倒入高溫老化罐中。
[0051]②將3mm寬度裂縫鋼鐵巖心按要求組合后放入老化罐漿體中，利用滾子加熱爐將老化灌加熱到150°C ；
[0052]③漿體加熱5小時(shí)后，取出老化灌冷卻至室溫，此時(shí)鋼鐵巖心的裂縫中充滿了堵漏膠體；
[0053]④將完全被膠體封堵的鋼鐵裂縫巖心放入高溫高壓動(dòng)濾失儀的巖心夾持器中加一定圍壓(由于鋼鐵巖心的本身強(qiáng)度高，故圍壓可控范圍大)，模擬漏失性地層注入堵漏材料后的狀態(tài)。
[0054]⑤在完全被膠體封堵的鋼鐵裂縫巖心的一端，用配置好的鉆井液進(jìn)行循環(huán)突破，并觀察濾失情況和壓力變化。
[0055]⑥當(dāng)完全被堵漏材料封堵的鋼鐵裂縫巖心的出液端有鉆井液開始漏失時(shí)，說(shuō)明封堵鋼鐵巖心裂縫的堵漏材料被突破，記錄3mm鋼鐵裂縫巖心的突破壓力Pp
[0056]⑦將儀器關(guān)閉、泄壓，換上5mm鋼鐵巖心。重復(fù)②?⑥步驟，記錄下堵漏凍膠A封堵的5mm裂縫是的突破壓力P2。
[0057]⑧比較P1和P2的大小，突破壓力越大說(shuō)明凍膠對(duì)此裂縫寬度的堵漏效果越好。
【權(quán)利要求】
1.可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心，其特征在于:包括巖心上部連接塊(I)、巖心下部連接塊(2)、巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊(3)和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊(4);其中巖心上部連接塊(I)、巖心下部連接塊(2)、巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊(3)和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊(4)可拼裝在一起構(gòu)成圓柱體，巖心上部連接塊(I)的一面和巖心下部連接塊(2)的一面均為波浪形狀相對(duì)設(shè)置、且相對(duì)兩面的波浪形的凹凸部可相對(duì)應(yīng)的貼合在一起，拼裝在一起構(gòu)成圓柱體中，巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊(3)和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊(4)分別卡在巖心上部連接塊(I)和巖心下部連接塊(2)兩偵牝使巖心上部連接塊(I)和巖心下部連接塊(2)的相對(duì)面之間留有間距。
2.按照權(quán)利要求1所述可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心，其特征在于:所述巖心上部連接塊(I)、巖心下部連接塊(2)、巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊(3)和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊(4)的長(zhǎng)度均為70mm，這四塊拼接成的圓柱體截面直徑為25mm ;所述巖心左側(cè)裂縫寬度固定拼接塊⑶和巖心右側(cè)裂縫寬度固定拼接塊⑷的寬度為16mm。
3.按照權(quán)利要求1所述可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心，其特征在于:所述巖心上部連接塊(I)和巖心下部連接塊(2)的相對(duì)面之間間距為l_5mm。
4.應(yīng)用權(quán)利要求1的鋼鐵巖心進(jìn)行堵漏漿封堵實(shí)驗(yàn)的方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行: 步驟1:實(shí)驗(yàn)前將巖心組件進(jìn)行組裝扣合后，用透明膠條纏繞在巖心外部以固定巖心呈圓柱體，保證各組塊不會(huì)在放進(jìn)巖心夾持器的過(guò)程中散開，放入高溫高壓動(dòng)濾失儀的巖心夾持器中加一定圍壓； 步驟2:將封堵橋液 體注入高溫高壓濾失儀的循環(huán)容器中，注入高溫高壓濾失儀的循環(huán)容器中； 步驟3:關(guān)閉堵漏橋漿循環(huán)系統(tǒng)，打開循環(huán)儀器替換堵漏橋漿為常規(guī)鉆井液，從被封堵液體循環(huán)后的鋼鐵裂縫巖心的一端開始用配置好的鉆井液進(jìn)行循環(huán)突破； 步驟4:記錄鉆井液的最大突破壓力及一定時(shí)間的漏失量后關(guān)閉循環(huán)系統(tǒng)并泄圍壓完成一次實(shí)驗(yàn)。
5.可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心，其特征在于:包括巖心上部連接塊(I)和巖心下部連接塊(2);其中巖心上部連接塊⑴和巖心下部連接塊⑵是橫截面呈半圓形的柱體，巖心上部連接塊(I)和巖心下部連接塊(2)拼接形成圓柱體，巖心上部連接塊(I)和巖心下部連接塊(2)的拼接面邊緣設(shè)有凸起，使兩個(gè)拼接面之間有距離，凸起之間的拼接面設(shè)有網(wǎng)格形的淺槽。
6.按照權(quán)利要求5所述可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心，其特征在于:所述巖心上部連接塊(I)和巖心下部連接塊(2)長(zhǎng)度為70mm。
7.按照權(quán)利要求5所述可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心，其特征在于:所述網(wǎng)格形為方形或棱形。
8.按照權(quán)利要求5所述可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心，其特征在于:所述圓柱體的截面直徑為25mm,所述凸起部分之間的網(wǎng)格寬度為20mm。
9.按照權(quán)利要求5所述可重復(fù)使用模擬裂縫性漏失地層的鋼鐵巖心，其特征在于:所述兩個(gè)拼接面之間距離為l_5mm。
10.應(yīng)用權(quán)利要求5所述的鋼鐵巖心進(jìn)行堵漏漿封堵實(shí)驗(yàn)的方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行: 步驟1:實(shí)驗(yàn)前將巖心組件進(jìn)行組裝扣合后，用透明膠條纏繞在巖心外部以固定巖心呈圓柱體，保證各組塊不會(huì)在放進(jìn)巖心夾持器的過(guò)程中散開，放入高溫高壓動(dòng)濾失儀的巖心夾持器中加一定圍壓； 步驟2:將封堵橋液體注入高溫高壓濾失儀的循環(huán)容器中，注入高溫高壓濾失儀的循環(huán) 容器中； 步驟3:關(guān)閉堵漏橋漿循環(huán)系統(tǒng)，打開循環(huán)儀器替換堵漏橋漿為常規(guī)鉆井液，從被封堵液體循環(huán)后的鋼鐵裂縫巖心的一端開始用配置好的鉆井液進(jìn)行循環(huán)突破； 步驟4:記錄鉆井液的最大突破壓力及一定時(shí)間的漏失量后關(guān)閉循環(huán)系統(tǒng)并泄圍壓完成一次實(shí)驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK104076125SQ201410286990
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】李志勇, 楊超, 馬攀, 陳帥, 李鴻飛, 韋火云, 張晉文, 李洋 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)