一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及钻井技术领域，尤其设及一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置及方 法。
【背景技术】
[0002] 钻井过程中，由于井壁具有渗透性和钻井液中含有膨润±等固相物质，因此会在 井壁上形成泥饼，而泥饼是由致密层、密实层、可压缩层及虚泥饼层组成的，在固井过程中 泥饼夹在水泥浆和地层之间，因此，虚泥饼的存在会影响固井二界面的胶结质量。为此，在 固井注水泥前注入一定量的冲洗液，对井壁上的虚泥饼进行冲洗，冲洗效率作为评价冲洗 液的重要指标。
[0003] 目前固井冲洗液冲洗效率的评价装置主要分为利用滤纸模拟井壁装置、利用岩屯、 (或筛管）模拟井壁装置、利用固定内筒模拟井壁装置共S类。其中，利用岩屯、（或筛管） 模拟井壁装置能够较好的模拟井壁的状态，但每次实验所使用的模拟砂岩W及泥饼的压实 程度都存在一定的差异，实验的重复性相对差，实验装置相对复杂、实验过程相对繁琐，不 能快速完成对冲洗液的评价。利用固定内筒模拟井壁装置，其实验操作简单，能够较好的模 拟井下环空的剪切冲洗过程，但由于模拟井壁的内筒下端面粘有钻井液，此部分减少量不 受剪切速率的影响，影响准确性；模拟井壁的内筒粘钻井液高度的一致性不好掌握，重复性 差；内外筒间隙小，拆卸内、外筒时容易碰到内筒外壁的钻井液，影响准确性；模拟井壁的 内筒外表面积小，粘钻井液的量相对较少，影响实验结果的准确性。
【发明内容】
[0004] 本申请提供一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置及方法，解决了或部分解决了现 有技术中利用岩屯、（或筛管）模拟井壁装置和利用固定内筒模拟井壁装置不能够准确测得 冲洗液对井壁钻井液的冲洗效率，并根据冲洗效率优选洗液类型，且实验误差大、操作方法 复杂、可重复性差的技术问题。
[00化]本申请提供一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置，所述装置包括；托盘；评价浆 杯，设置于所述托盘上，所述评价浆杯包括杯体、浆杯底座和防溢帽环，所述浆杯底座和防 溢帽环分别可拆卸地固定于与所述杯体的相对两端，所述杯体内壁采用螺纹或喷涂形式处 理，W确保所述钻井液能够挂在所述杯体内壁上；旋转内筒，设置于所述评价浆杯内；驱动 件；传动装置，与所述旋转内筒和所述驱动件连接，W将所述驱动件的驱动力传递给所述旋 转内筒，使得所述旋转内筒相对于所述评价浆杯转动；其中，根据所述杯体的净重、挂有钻 井液的杯体的重量和经冲洗液冲洗后的杯体的重量，计算所述冲洗液的冲洗效率。
[0006] 优选地，所述装置包括底座，所述驱动件固定于所述底座上。
[0007] 优选地，所述装置还包括固定于所述底座上的支架，所述传动装置和所述托盘固 定于所述支架上。
[000引优选地，所述杯体的内径与所述旋转内筒的外径差值大于等于10毫米。
[0009] 本申请还提供一种评价固井冲洗液冲洗效率的方法，所述方法包括；确定杯体的 内径R2;记录杯体的净重W。;向所述评价浆杯中加入钻井液，揽拌后将钻井液倒出，记录挂 有钻井液的杯体的重量Wi;向所述评价浆杯中加入冲洗液，冲洗时间T后，倒出冲洗液，记 录冲洗后的杯体的重量W2;根据所述W。、Wi和W 2,计算固井冲洗液的冲洗效率P。
[0010] 优选地，所述固井冲洗液的冲洗效率P具体为；
【主权项】
1. 一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置，其特征在于，所述装置包括： 托盘； 评价浆杯，设置于所述托盘上，所述评价浆杯包括杯体、浆杯底座和防溢帽环，所述浆 杯底座和防溢帽环分别可拆卸地固定于与所述杯体的相对两端，所述杯体内壁采用螺纹或 喷涂形式处理，以确保所述钻井液能够挂在所述杯体内壁上； 旋转内筒，设置于所述评价浆杯内； 驱动件； 传动装置，与所述旋转内筒和所述驱动件连接，以将所述驱动件的驱动力传递给所述 旋转内筒，使得所述旋转内筒相对于所述评价浆杯转动； 其中，根据所述杯体的净重、挂有钻井液的杯体的重量和经冲洗液冲洗后的杯体的重 量，计算所述冲洗液的冲洗效率。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括底座，所述驱动件固定于所述 底座上。
3. 如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括固定于所述底座上的支 架，所述传动装置和所述托盘固定于所述支架上。
4. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述杯体的内径与所述旋转内筒的外径差 值大于等于10毫米。
5. -种评价固井冲洗液冲洗效率的方法，其特征在于，所述方法包括： 确定杯体的内径馬； 记录杯体的净重％; 向所述评价浆杯中加入钻井液，搅拌后将钻井液倒出，记录挂有钻井液的杯体的重量 w1； 向所述评价浆杯中加入冲洗液，冲洗时间T后，倒出冲洗液，记录冲洗后的杯体的重量W2； 根据所述I、WJPW2，计算固井冲洗液的冲洗效率P。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述固井冲洗液的冲洗效率P具体为：
7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述冲洗时间
其中，所述V为冲 洗液用量，所述Vt为环空返速，所述A为环空横截面积。
8. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定杯体的内径R2，包括： 计算固井施工时的环空返速
其中，所述Q为顶替排量，所述A 为环空横截面积，所述Di为套管外径，所述D2为井眼直径； 计算固井施工时冲洗液对井壁的剪切速率
； 根据
和％= 2jtN/60计算杯体内径R2，其中，yn为杯体内表面 处剪切速率，《i为旋转内筒角速度，N为旋转内筒转速，Ri为旋转内筒直径。
【专利摘要】本发明公开一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置及方法，所述装置包括：托盘；评价浆杯，设置于所述托盘上，所述评价浆杯包括杯体、浆杯底座和防溢帽环，所述浆杯底座和防溢帽环分别可拆卸地固定于与所述杯体的相对两端，所述杯体内壁采用螺纹或喷涂形式处理，以确保所述钻井液能够挂在所述杯体内壁上；旋转内筒，设置于所述评价浆杯内；驱动件；传动装置，与所述旋转内筒和所述驱动件连接，以将所述驱动件的驱动力传递给所述旋转内筒，使得所述旋转内筒相对于所述评价浆杯转动；其中，根据所述杯体的净重、挂有钻井液的杯体的重量和经冲洗液冲洗后的杯体的重量，计算所述冲洗液的冲洗效率。
【IPC分类】E21B49-08, E21B21-00
【公开号】CN104563924
【申请号】CN201410808335
【发明人】唐世忠, 吴华, 饶富培, 郑丽娜, 步宏光, 李娟 , 李文娟, 徐永强
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月22日