可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心及应用方法
【专利摘要】本发明公开了可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心，其中岩心上部连接块、岩心下部连接块、岩心左侧裂缝宽度固定拼接块和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块可拼装在一起构成圆柱体，岩心上部连接块的一面和岩心下部连接块的一面均为波浪形状相对设置、且相对两面的波浪形的凹凸部可相对应的贴合在一起，拼装在一起构成圆柱体中，岩心左侧裂缝宽度固定拼接块和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块分别卡在岩心上部连接块和岩心下部连接块两侧，使岩心上部连接块和岩心下部连接块的相对面之间留有间距。本发明的有益效果是可以有效保证岩心加围压后，裂缝宽度尺寸不变、可进行重复试验。
【专利说明】可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心及应用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于地层裂缝封堵【技术领域】，涉及可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心及应用方法。
【背景技术】
[0002]在室内利用天然裂缝岩心或人造裂缝岩心进行堵漏浆封堵效果评价时，在一定围压存在时，裂缝的尺寸很难保证不变，不能准确进行不同堵漏流体对同一裂缝宽度地层堵漏效果评价对比分析。同时，应用常规砂质岩心进行堵漏实验时，岩心受到堵漏流体的污染，造成试验岩心的可重复性变差。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心及应用，解决了现有在室内利用天然裂缝岩心或人造裂缝岩心进行堵漏浆封堵中岩心缝隙易变形、易受污染不能重复试验的问题。
[0004]本发明的另一个目的是提供钢铁岩心进行堵漏浆封堵实验的应用方法。
[0005]本发明可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心所采用的技术方案是包括岩心上部连接块、岩心下部连接块、岩心左侧裂缝宽度固定拼接块和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块；其中岩心上部连接块、岩心下部连接块、岩心左侧裂缝宽度固定拼接块和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块可拼装在一起构成圆柱体，岩心上部连接块的一面和岩心下部连接块的一面均为波浪形状相对设置、且相对两面的波浪形的凹凸部可相对应的贴合在一起，拼装在一起构成圆柱体中，岩心左侧裂缝宽度固定拼接块和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块分别卡在岩心上部连接块和岩心下部连接块两侧，使岩心上部连接块和岩心下部连接块的相对面之间留有间距。
[0006]进一步，所述岩心上部连接块、岩心下部连接块、岩心左侧裂缝宽度固定拼接块和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块的长度均为70mm，这四块拼接成的圆柱体截面直径为25mm ；所述岩心左侧裂缝宽度固定拼接块和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块的宽度为16_。
[0007]进一步，所述岩心上部连接块和岩心下部连接块的相对面之间间距为l_5mm。
[0008]本发明的另一种可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心，包括岩心上部连接块和岩心下部连接块；其中岩心上部连接块和岩心下部连接块是横截面呈半圆形的柱体，岩心上部连接块和岩心下部连接块拼接形成圆柱体，岩心上部连接块和岩心下部连接块的拼接面边缘设有凸起，使两个拼接面之间有距离，凸起之间的拼接面设有网格形的浅槽。
[0009]进一步，所述岩心上部连接块和岩心下部连接块长度为70mm。
[0010]进一步，所述网格形为方形或棱形。
[0011]进一步，所述圆柱体的截面直径为25mm，所述凸起部分之间的网格宽度为20mm。
[0012]进一步，所述两个拼接面之间距离为l_5mm。
[0013]按照上面两种钢铁岩心进行堵漏浆封堵实验的方法，按照以下步骤进行:
[0014]步骤1:实验前将岩心组件进行组装扣合后，用透明胶条缠绕在岩心外部以固定岩心呈圆柱体，保证各组块不会在放进岩心夹持器的过程中散开，放入高温高压动滤失仪的岩心夹持器中加一定围压
[0015]步骤2:将封堵桥液体注入高温高压滤失仪的循环容器中，注入高温高压滤失仪的循环容器中；
[0016]步骤3:关闭堵漏桥浆循环系统，打开循环仪器替换堵漏桥浆为常规钻井液，从被封堵液体循环后的钢铁裂缝岩心的一端开始用配置好的钻井液进行循环突破；
[0017]步骤4:记录钻井液的最大突破压力及一定时间的漏失量后关闭循环系统并泄围压完成一次实验。
[0018]本发明的有益效果是可以有效保证岩心加围压后，裂缝宽度尺寸不变、可进行重复试验。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明波浪缝形钢铁岩心轴向剖面示意图；
[0020]图2是本发明波浪缝形钢铁岩心径向截面示意图；
[0021]图3是本发明平直缝形钢铁岩心轴向剖面示意图；
[0022]图4是本发明平直缝形钢铁岩心径向截面示意图；
[0023]图5是本发明平直缝形钢铁岩心拼接面网格形的浅槽示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0025]如图1-图4所示，本发明的波浪形缝形钢铁岩心包括岩心上部连接块1、岩心下部连接块2、岩心左侧裂缝宽度固定拼接块3和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块4 ;其中岩心上部连接块1、岩心下部连接块2、岩心左侧裂缝宽度固定拼接块3和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块4可拼装在一起构成圆柱体，岩心上部连接块I的一面和岩心下部连接块2的一面均为波浪形状相对设置、且相对两面的波浪形的凹凸部可相对应的贴合在一起，拼装在一起构成圆柱体中，岩心左侧裂缝宽度固定拼接块3和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块4分别卡在岩心上部连接块I和岩心下部连接块2两侧，使岩心上部连接块I和岩心下部连接块2的相对面之间留有间距。
[0026]进一步，所述岩心上部连接块1、岩心下部连接块2、岩心左侧裂缝宽度固定拼接块3和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块4的长度均为70mm，这四块拼接成的圆柱体截面直径为25_ ;所述岩心左侧裂缝宽度固定拼接块3和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块4的宽度为16mm。
[0027]进一步，所述岩心上部连接块I和岩心下部连接块2的相对面之间间距为l_5mm。
[0028]本发明的另一种平直缝形钢铁岩心，包括岩心上部连接块I和岩心下部连接块2 ；其中岩心上部连接块I和岩心下部连接块2是横截面呈半圆形的柱体，岩心上部连接块I和岩心下部连接块2拼接形成圆柱体，岩心上部连接块I和岩心下部连接块2的拼接面边缘设有凸起，使两个拼接面之间有距离，凸起之间的拼接面设有网格形的浅槽。
[0029]进一步，所述岩心上部连接块I和岩心下部连接块2长度为70mm。
[0030]进一步，所述网格形为方形或棱形。
[0031]进一步，所述圆柱体的截面直径为25mm，所述凸起部分之间的网格宽度为20mm。
[0032]进一步，所述两个拼接面之间距离为l_5mm。
[0033]钢铁岩心进行堵漏浆封堵实验的方法，按照以下步骤进行:
[0034]步骤1:实验前将岩心组件进行组装扣合后，用透明胶条缠绕在岩心外部以固定岩心呈圆柱体，保证各组块不会在放进岩心夹持器的过程中散开，放入高温高压动滤失仪的岩心夹持器中加一定围压
[0035]步骤2:将封堵桥液体注入高温高压滤失仪的循环容器中，注入高温高压滤失仪的循环容器中；
[0036]步骤3:关闭堵漏桥浆循环系统，打开循环仪器替换堵漏桥浆为常规钻井液，从被封堵液体循环后的钢铁裂缝岩心的一端开始用配置好的钻井液进行循环突破；
[0037]步骤4:记录钻井液的最大突破压力及一定时间的漏失量后关闭循环系统并泄围压完成一次实验。
[0038]本发明涉及一种模拟裂缝情况钢铁裂缝岩心，裂缝宽度不会因为围压变化而变化，并可进行多次重复使用，以辅助评价堵漏液体对裂缝性漏失地层的封堵能力，应用于石油勘探开发的油气田钻井领域。本发明涉及一种新型模拟地层裂缝存在情况的钢铁岩心及其应用，通过在钢铁圆柱体上设计I?5_的缝宽，来模拟实际地层的裂缝宽度，利用钢铁自身强度，可以有效保证实验过程中，裂缝的宽度尺寸不变。并对不同堵漏浆体的堵漏效果进行对比分析实验前将岩心四个组件按组装顺序进行组装扣合后，用透明胶条缠绕在岩心外部以固定岩心呈圆柱体，保证各组块不会在放进岩心夹持器的过程中散开。通过岩心左、右两侧钢质裂缝宽度固定拼接块的自身强度支撑裂缝的宽度，而不需要担心岩心缝宽因所加围压过大而减小。此岩心可进行多次试验，并能提高封堵效果评价准确性及可靠性。本发明有效解决了因天然裂缝岩心及人造裂缝岩心由于不同围压存在时，裂缝实际宽度发生变化，导致实验数据重复性差或对不同地层宽度裂缝地层，堵漏效果评价分析准确性低的难题。也解决了不同堵漏浆体堵漏效果对比评价准确性低的难题。
[0039]下面列举具体实施例对本发明进行说明:
[0040]实施例1:
[0041]利用高温高压动滤失仪，借助钢铁岩心，模拟评价堵漏液体I号、2号对3mm裂缝宽度钢铁岩心的封堵能力，并进行对比评价。
[0042]①将3mm宽度钢铁裂缝岩心的四个组件按要求组合后，放入高温高压动滤失仪的岩心夹持器中加一定围压(由于钢铁岩心的本身的高强度，故围压可控范围较大)。
[0043]②将配置好的I号封堵桥液体注入高温高压滤失仪的循环容器中，开始用堵漏液体对裂缝岩心进行一定时间的循环封堵，模拟实际漏失性地层封堵流程。
[0044]③关闭堵漏桥浆循环系统，打开循环仪器替换堵漏桥浆为常规钻井液，从被封堵液体循环后的钢铁裂缝岩心的一端开始用配置好的钻井液进行循环突破。
[0045]④记录钻井液的最大突破压力P1及一定时间的漏失量U。
[0046]⑤关闭循环系统并泄围压，清洗钢铁裂缝岩心。应用堵漏液体2号，重复步骤①?④，测定堵漏液体的封堵钢铁岩心后，钻井液的最大突破压力P2以及一定时间的漏失量l2。
[0047]对比堵漏浆体I号、2号的突破压力P” P2及漏失量U、L2，突破压力越大、漏失量越小说明该堵漏浆体的堵漏效果越好。
[0048]实施例2:
[0049]利用高温高压动滤失仪，借助钢铁岩心，模拟评价了 150°C下的冻胶A对3mm和5mm裂缝进行封堵，评价其对不同宽度裂缝的封堵能力。
[0050]①通过搅拌机配制堵漏冻胶A，把胶体A倒入高温老化罐中。
[0051]②将3mm宽度裂缝钢铁岩心按要求组合后放入老化罐浆体中，利用滚子加热炉将老化灌加热到150°C ；
[0052]③浆体加热5小时后，取出老化灌冷却至室温，此时钢铁岩心的裂缝中充满了堵漏胶体；
[0053]④将完全被胶体封堵的钢铁裂缝岩心放入高温高压动滤失仪的岩心夹持器中加一定围压(由于钢铁岩心的本身强度高，故围压可控范围大)，模拟漏失性地层注入堵漏材料后的状态。
[0054]⑤在完全被胶体封堵的钢铁裂缝岩心的一端，用配置好的钻井液进行循环突破，并观察滤失情况和压力变化。
[0055]⑥当完全被堵漏材料封堵的钢铁裂缝岩心的出液端有钻井液开始漏失时，说明封堵钢铁岩心裂缝的堵漏材料被突破，记录3mm钢铁裂缝岩心的突破压力Pp
[0056]⑦将仪器关闭、泄压，换上5mm钢铁岩心。重复②?⑥步骤，记录下堵漏冻胶A封堵的5mm裂缝是的突破压力P2。
[0057]⑧比较P1和P2的大小，突破压力越大说明冻胶对此裂缝宽度的堵漏效果越好。
【权利要求】
1.可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心，其特征在于:包括岩心上部连接块(I)、岩心下部连接块(2)、岩心左侧裂缝宽度固定拼接块(3)和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块(4);其中岩心上部连接块(I)、岩心下部连接块(2)、岩心左侧裂缝宽度固定拼接块(3)和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块(4)可拼装在一起构成圆柱体，岩心上部连接块(I)的一面和岩心下部连接块(2)的一面均为波浪形状相对设置、且相对两面的波浪形的凹凸部可相对应的贴合在一起，拼装在一起构成圆柱体中，岩心左侧裂缝宽度固定拼接块(3)和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块(4)分别卡在岩心上部连接块(I)和岩心下部连接块(2)两侦牝使岩心上部连接块(I)和岩心下部连接块(2)的相对面之间留有间距。
2.按照权利要求1所述可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心，其特征在于:所述岩心上部连接块(I)、岩心下部连接块(2)、岩心左侧裂缝宽度固定拼接块(3)和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块(4)的长度均为70mm，这四块拼接成的圆柱体截面直径为25mm ;所述岩心左侧裂缝宽度固定拼接块⑶和岩心右侧裂缝宽度固定拼接块⑷的宽度为16mm。
3.按照权利要求1所述可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心，其特征在于:所述岩心上部连接块(I)和岩心下部连接块(2)的相对面之间间距为l_5mm。
4.应用权利要求1的钢铁岩心进行堵漏浆封堵实验的方法，其特征在于按照以下步骤进行: 步骤1:实验前将岩心组件进行组装扣合后，用透明胶条缠绕在岩心外部以固定岩心呈圆柱体，保证各组块不会在放进岩心夹持器的过程中散开，放入高温高压动滤失仪的岩心夹持器中加一定围压； 步骤2:将封堵桥液 体注入高温高压滤失仪的循环容器中，注入高温高压滤失仪的循环容器中； 步骤3:关闭堵漏桥浆循环系统，打开循环仪器替换堵漏桥浆为常规钻井液，从被封堵液体循环后的钢铁裂缝岩心的一端开始用配置好的钻井液进行循环突破； 步骤4:记录钻井液的最大突破压力及一定时间的漏失量后关闭循环系统并泄围压完成一次实验。
5.可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心，其特征在于:包括岩心上部连接块(I)和岩心下部连接块(2);其中岩心上部连接块⑴和岩心下部连接块⑵是横截面呈半圆形的柱体，岩心上部连接块(I)和岩心下部连接块(2)拼接形成圆柱体，岩心上部连接块(I)和岩心下部连接块(2)的拼接面边缘设有凸起，使两个拼接面之间有距离，凸起之间的拼接面设有网格形的浅槽。
6.按照权利要求5所述可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心，其特征在于:所述岩心上部连接块(I)和岩心下部连接块(2)长度为70mm。
7.按照权利要求5所述可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心，其特征在于:所述网格形为方形或棱形。
8.按照权利要求5所述可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心，其特征在于:所述圆柱体的截面直径为25mm,所述凸起部分之间的网格宽度为20mm。
9.按照权利要求5所述可重复使用模拟裂缝性漏失地层的钢铁岩心，其特征在于:所述两个拼接面之间距离为l_5mm。
10.应用权利要求5所述的钢铁岩心进行堵漏浆封堵实验的方法，其特征在于按照以下步骤进行: 步骤1:实验前将岩心组件进行组装扣合后，用透明胶条缠绕在岩心外部以固定岩心呈圆柱体，保证各组块不会在放进岩心夹持器的过程中散开，放入高温高压动滤失仪的岩心夹持器中加一定围压； 步骤2:将封堵桥液体注入高温高压滤失仪的循环容器中，注入高温高压滤失仪的循环 容器中； 步骤3:关闭堵漏桥浆循环系统，打开循环仪器替换堵漏桥浆为常规钻井液，从被封堵液体循环后的钢铁裂缝岩心的一端开始用配置好的钻井液进行循环突破； 步骤4:记录钻井液的最大突破压力及一定时间的漏失量后关闭循环系统并泄围压完成一次实验。
【文档编号】G01N33/00GK104076125SQ201410286990
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】李志勇, 杨超, 马攀, 陈帅, 李鸿飞, 韦火云, 张晋文, 李洋 申请人:中国石油大学(北京)