一种模拟井筒-地层组系裂缝的钻井堵漏效果评价方法与流程

本发明涉及钻井液漏失控制，具体涉及一种模拟井筒-地层组系裂缝的钻井堵漏效果评价方法。

背景技术：

1、矿场堵漏是堵漏浆从井筒流动至裂缝内的复杂过程。由于裂缝性地层破碎程度高，与井筒连通的致漏裂缝又通常以组系形式存在，而现有的钻井堵漏效果评价方法主要是采用液压或气压加压方式封堵单一裂缝，以承压能力与漏失量为主要评价指标，其忽略了裂缝入口封门对堵漏效果的影响，且不能模拟矿场变排量/泵压模式，导致其堵漏效果评价偏差不足，相应地存在着评价准确度低的技术问题。

2、另外，针对堵漏效果评价，现有技术中还提出了如下相关技术：

3、如公开号为cn113640473a的专利文献公开了一种钻井及压裂用封堵能力测试实验装置及测试方法，其包括注入系统、模拟系统、控温系统和漏失系统，计量系统及数据采集系统，可实时采集压力、温度、流量等参数，并对数据进行运算处理。该技术能够测试压力、温度、流量等参数，其集成多种高温高压测试功能于一体，能在高温和高压动态条件下进行暂堵剂的各种性能评价实验，同时也可以根据井下漏层特征选择实验模块。但是，该技依然是常规的封堵能力测试实验装置，各种实验模块均为固定宽度或孔径模块，不能模拟真实裂缝动态变化过程。

4、又如公开号为cn114198084a的专利文献公开了一种裂缝性地层堵漏模拟评价装置及评价方法，其对裂缝封堵区设置了两个可视化窗，更加真实地模拟实际堵漏施工情况，并能对堵漏材料与地层流体共混程度以及堵漏材料漏层驻留性能进行定量评价。但该技术不能模拟高温高压的地层环境，不能开展法向闭合承压与返排反向承压实验；与此同时，其不能控制裂缝宽度变化。由此可见，其无法准确可靠地进行评价。

5、又如公开号为cn217055137u的专利文献公开了一种固结堵漏模拟评价装置，该装置能够模拟温度、压力及流体作用下固结堵漏施工，并评价堵漏浆滞留性能。但是，该装置漏层模拟腔为固定模块，没有缝宽或孔径控制系统，既不能实现裂缝或孔径宽度自调节，也不能开展闭合法向承压实验。

6、综合来说，现有技术中钻井堵漏效果评价方法存在以下不足：

7、1、现有室内防漏堵漏效果评价装置通常采用恒压或者恒流方式泵注堵漏浆，无法模拟矿场实时变排量挤注过程。

8、2、现有防漏堵漏效果评价装置通常釜体与裂缝模块直接连接，忽略了真实裂缝与井筒连接处为一转向收缩狭口，导致评价效果差异性较大。

9、3、现有技术采用单一裂缝模块无法模拟裂缝以组系形式存在的工况，导致评价结果的准确性低。

10、4、现有技术中以承压能力和漏失量为主要指标存在效果评价偏差。

11、因此，急需一种便捷可靠且能真实模拟组系裂缝的钻井堵漏效果评价方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种模拟井筒-地层组系裂缝的钻井堵漏效果评价方法，本发明考虑了井筒挤注封门风险、组系裂缝整体封堵效果及泵注方式对钻井堵漏效果的影响，能够基于室内实验形成了套更符合矿场堵漏施工的评价指标，从而得到更为准确的评价结果，对裂缝性油气藏钻井过程中钻井液漏失控制具有重要意义。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种模拟井筒-地层组系裂缝的钻井堵漏效果评价方法，其特征在于包括以下步骤：

4、步骤一、采用配浆系统配制堵漏浆；

5、步骤二、根据待模拟的矿场的堵漏施工排量调节泵送系统的输送排量，再控制泵送系统向井筒组系裂缝模拟装置的井筒中连续泵送堵漏浆，待堵漏浆泵送到位后再进行间歇挤注；其中，井筒组系裂缝模拟装置包括井筒，井筒的下端连接有至少两个横向可视模拟裂缝，每个横向可视模拟裂缝的另一端连接有汇流筒；

6、步骤三、当井筒下端任一横向可视模拟裂缝入口处的堵漏浆不再流入时，此时该横向可视模拟裂缝被视作封门，记录封门时间，并根据封门时间的快慢对堵漏浆封门风险进行评价；

7、当横向可视模拟裂缝内出现架桥时视为堵漏浆架桥成功，记录架桥区出现时间、架桥区持续时间、架桥区面积与横向可视模拟裂缝中裂缝平板的面积比值，并根据记录的数据对堵漏浆的封堵效率、封堵强度和封堵效能进行评价。

8、步骤二中，间歇挤注堵漏浆的方式为每开泵5分钟再停泵5分钟，累积操作30分钟；其中，间歇挤注的泵排量根据待模拟的矿场的间歇挤注排量调节，可以小于、等于或者高于输送排量。

9、步骤三中，封门风险评价包括封门效率和封门程度两个指标，计算方法分别如下：

10、封门效率：β封门＝t封门/t总，其中t封门为裂缝入口出现封门的时间，s；t总为总实验时间，s；

11、封门程度：λ封门＝h封门/hf，其中h封门为裂缝入口被封门的高度，cm；hf为总裂缝高度。

12、步骤三中，封堵效率和封堵强度的计算方法分别如下：

13、封堵效率：β封堵＝t架桥/t总，其中t架桥为裂缝内出现架桥的时间，s；t总为总实验时间，s；

14、封堵强度：λ封堵＝a30s/at，其中，a30s为裂缝内出现架桥开始后30s时封堵区面积，cm2；at为实验结束时裂缝内封堵区面积，cm2。

15、所述横向可视模拟裂缝包括框架、两块裂缝平板和两块裂缝宽度调节板，两块裂缝宽度调节板分别密封固定在两块裂缝平板的上部和下部，裂缝平板通过裂缝宽度调节板围合形成裂缝通道，框架分别可拆卸地夹持固定在裂缝平板的两端，横向可视模拟裂缝分别通过框架与井筒和汇流筒连接。

16、所述裂缝平板采用透明pvc材质制成，裂缝宽度调节板的厚度为1～10mm。

17、所述的各横向可视模拟裂缝中裂缝通道的宽度相同或不相同。

18、所述井筒上沿纵向方向设有可视窗和与可视窗相平行的标尺。

19、所述汇流筒竖向连接在横向可视模拟裂缝的端部，汇流筒的下端和上端分别连接有第一阀门和第二阀门，且汇流筒的上端经第二阀门和管道连通至收集罐。

20、所述泵送系统包括螺杆泵和固定在螺杆泵出口端的开关阀。

21、所述横向可视模拟裂缝上设有压力测点，压力测点内设有压力传感器。

22、所述泵送系统与井筒之间设有第一流量计，所述汇流筒的上端设有第二流量计。

23、采用本发明的优点在于：

24、1、本发明与现有钻井堵漏效果评价方法相比，可以模拟不同与井筒连通裂缝的数量，可实现组系裂缝整体封堵效果评价。

25、2、本发明考虑了堵漏浆从井筒向裂缝内挤注过程在裂缝入口封门的风险，有利于进一步提高评价结果的准确性。

26、3、本发明采用螺杆泵实现变排量与泵冲，与现有防漏堵漏效果评价装置液压或气压加载方式相比，更加贴近真实堵漏施工工况。

27、4、本发明提出了综合考虑封门风险、封堵效率及封堵强度的评价指标，解决了以承压能力和漏失量为主要评价指标存在的评价效果偏差问题。

28、5、本发明考虑矿场堵漏施工实际工况，能够基于室内实验形成一套更符合矿场堵漏施工的评价指标，具有评价准确可靠等优点，在石油与天然气钻井液漏失控制效果评价领域具有很高的实用价值和推广价值。