一种堵漏材料性能评价装置

1.本实用新型涉及勘探领域，具体涉及一种堵漏材料性能评价装置。


背景技术：

2.钻井过程中，裂缝性储层极易发生钻井液漏失，造成严重的储层伤害及巨大的经济损失。因此，在钻完井过程中必须要采取有效的、针对性强的防漏堵漏措施。现场常使用的解决方法是向钻井液中添加桥接堵漏材料(如碳酸钙、核桃壳等)，进行漏层封堵，该类材料进行封堵的关键在于形成高承压能力的封堵层，阻止漏失进一步发生，从而提高堵漏的成功率而堵漏材料性能会影响封堵带的承压能力，进而影响堵漏成功率。因此，堵漏材料的性能评价对油气田的勘探开发具有重要意义。
3.目前，国内外学者对堵漏材料的性能评价做了大量研究，并不断优化现有的堵漏材料，但仍缺乏一套完整的堵漏材料性能评价装置。如损害评价仪仍有许多可改进的方面，评价仪整体存在的不足如：1)装置过于复杂，难以操作且拆卸麻烦；2)装置只能测试封堵材料的封堵性能，而无法实现封堵带及滤饼渗透率测试，抗高温老化性能评价。
4.目前的岩心夹持器装置仍存在以下不足：1)岩心夹持器内置胶套不耐高温，不耐酸溶，进行抗高温老化性能及酸溶性能时，需卸载围压，取出岩心，进行加热及酸溶，完成后，再放回至岩心夹持器中，加载围压，该过程较为繁琐，同时无法保证岩心实验前后处于同一地应力条件下；2)胶套尺寸一定，则对放入其中的岩心半径有一定限制，不能够兼顾不同尺寸的岩心；3)内置胶套容易发生破裂，且更换胶套操作复杂。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的不足，本实用新型提供的一种堵漏材料性能评价装置解决了现有评价仪不能兼容堵漏材料的封堵性能、抗高温性能、酸溶解堵性能、封堵带及滤饼渗透率测试的问题。
6.为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：
7.提供一种堵漏材料性能评价装置，其包括支撑架和夹持器，夹持器包括两个金属半球；两个金属半球上设置有相互配合的锁紧台，两个金属半球的侧面均通过连接轴与支撑架可旋转连接；两个金属半球的上下两端共同设置有上盖和下盖；两个金属半球合并之后形成的腔室用于放置岩心；上盖中设置有连通夹持器内外的孔，上盖中的孔通过管线与泵腔相连，泵腔内装有钻井液；下盖中设置有连通夹持器内外的孔；一根连接轴穿出支撑架并固定连接有轮盘，轮盘的边缘处设置有把手。
8.进一步地，上盖与岩心之间预留有放置第二滤纸的位置，下盖与岩心之间预留有放置第一滤纸的位置。
9.进一步地，夹持器的下方设置有位于支撑架上的容器。
10.进一步地，金属半球的侧面设置有用于放置连接轴的连接件，连接件的端口为方形，连接轴放置在连接件中的一端也为方形。
11.进一步地，夹持器还包括螺杆；上盖上设置有通孔，下盖上设置有螺纹孔，螺杆穿过通孔并与螺纹孔进行旋紧。
12.进一步地，支撑架上设置有凹洞；把手包括t型空心管、中空握把、限位杆和空心限位器；t型空心管固定设置在轮盘的边缘处，且t型端远离轮盘；中空握把套设在t型空心管外；空心限位器通过螺纹连接在中空握把的头部，并与t型空心管的t型端形成互扣实现对中空握把的限位；限位杆的一端与中空握把的内部相连，限位杆的另一端穿过t型空心管和轮盘，并止于支撑架的凹洞内。
13.进一步地，轮盘的材质为铁，空心限位器上靠近轮盘的一侧设置有磁铁。
14.进一步地，岩心为钢块岩心，钢块岩心外包裹有热塑管。
15.本实用新型的有益效果为：
16.1、本装置可以进行堵漏材料的封堵性能、抗高温性能、酸溶解堵性能、封堵带及滤饼渗透率测试，兼容性高。
17.2、本夹持器为完全可拆卸结构，并通过推力和锁紧方式施加围压，改变现有通过手摇泵等方式进行围压加装的方式，无需设置胶套，解决了现有夹持器内置胶套容易发生破裂，且更换胶套操作复杂的问题。
18.3、本夹持器的空腔直径跟随金属半球间距变化，因此可以兼容不同尺寸的岩心。
19.4、本夹持器可相对支撑架转动，并通过把手与支撑架的凹洞进行转动限位，既便于调整夹持器方位，还可以稳定夹持器。
附图说明
20.图1为本装置的结构示意图；
21.图2为夹持器的结构示意图；
22.图3为把手的结构示意图。
23.其中：1、支撑架；2、夹持器；3、岩心；4、螺杆；5、连接轴；6、轮盘；7、把手；8、下盖；9、第一滤纸；10、上盖；11、第二滤纸；12、泵腔；13、锁紧台；14、容器；15、t型空心管；16、中空握把；17、限位杆；18、空心限位器；19、金属半球；20、螺纹孔；21、连接件；22、通孔。
具体实施方式
24.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
25.如图1和图2所示，该堵漏材料性能评价装置包括支撑架1和夹持器2，夹持器2包括两个金属半球19；两个金属半球19上设置有相互配合的锁紧台13，两个金属半球19的侧面均通过连接轴5与支撑架1可旋转连接；两个金属半球19的上下两端共同设置有上盖10和下盖8；两个金属半球19合并之后形成的腔室用于放置岩心3；上盖10中设置有连通夹持器2内外的孔，上盖10中的孔通过管线与泵腔12相连，泵腔12内装有钻井液；下盖8中设置有连通夹持器2内外的孔；一根连接轴5穿出支撑架1并固定连接有轮盘6，轮盘6的边缘处设置有把手7。
26.在本实用新型的一个实施例中，上盖10与岩心3之间预留有放置第二滤纸11的位置，下盖8与岩心3之间预留有放置第一滤纸9的位置。夹持器2的下方设置有位于支撑架1上的容器14。
27.金属半球19的侧面设置有用于放置连接轴5的连接件21，连接件21的端口为方形，连接轴5放置在连接件21中的一端也为方形。
28.夹持器2还包括螺杆4；上盖10上设置有通孔22，下盖8上设置有螺纹孔20，螺杆4穿过通孔22并与螺纹孔20进行旋紧。
29.支撑架1上设置有凹洞；如图3所示，把手7包括t型空心管15、中空握把16、限位杆17和空心限位器18；t型空心管15固定设置在轮盘6的边缘处，且t型端远离轮盘6；中空握把16套设在t型空心管15外；空心限位器18通过螺纹连接在中空握把16的头部，并与t型空心管15的t型端形成互扣实现对中空握把16的限位；限位杆17的一端与中空握把16的内部相连，限位杆17的另一端穿过t型空心管15和轮盘6，并止于支撑架1的凹洞内。
30.轮盘6的材质为铁，空心限位器18上靠近轮盘6的一侧设置有磁铁。岩心3为钢块岩心，钢块岩心外包裹有热塑管。
31.在具体实施过程中，使用本装置进行封堵带渗透率测试的具体方式为：
32.①
、将岩心3装入热塑管中，并进行水浴加热，使热塑管裹紧岩心3；
33.②
、在金属半球19的内侧涂抹热凝胶，并放置裹了热塑管的岩心3；同时在金属半球19的缝隙处设置填充物，例如橡胶或热熔胶进行密封；
34.③
、向两个金属半球19施加对向推力，实现环向围压加载，当加载至目标围压时，通过螺栓紧固两个金属半球19上的锁紧台13，撤销施加的推力；使用过程中还可以通过调整螺栓紧固程度来改变施加的围压；
35.④
、将上盖10和下盖8分别放置在金属半球19的上下端，并通过螺杆4使上盖10和下盖8夹紧金属半球19；
36.⑤
、往泵腔12内装入钻井液，将泵腔12与上盖10的孔相连，设置恒压或恒流模式将钻井液注入岩心3；
37.⑥
、若下盖8的孔处有滤液滴出，表面钻井液已完全侵入，即形成了封堵带；此时通过把手7将夹持器2进行上下翻转，通过下盖8的孔泵入标准盐水，即可进行封堵带渗透率测试。
38.使用本装置进行滤饼渗透率测试的具体方式为：
39.在进行封堵带渗透率测试的步骤
②
中，放置第一滤纸9和第二滤纸11，其余步骤与封堵带渗透率测试步骤相同。
40.使用本装置进行堵漏材料的封堵性能评价的具体方法为：
41.①
、采用与进行封堵带渗透率测试相同的组装方法组装夹持器2，将夹持器2反向放置，加载围压；
42.②
、测试初始渗透率k1；
43.③
、将夹持器2正向放置，将泵腔12内流体替换为钻井液+封堵材料，进行封堵实验：设置泵压依次为0，2，4，6，8，10mpa，各压力值下保持10min，若出口端无钻井液流出，则升高压力，流出钻井液时的压力即为该封堵材料的最大承压值；
44.④
、反向测试钻井液侵入后的渗透率k2，该值表示封堵带形成的致密程度及渗透
性；
45.⑤
、根据公式：
[0046][0047]
计算损害率d
k1
。最大承压值、渗透率k2和损害率为表征堵漏材料的封堵性能的参数。
[0048]
使用本装置进行堵漏材料的抗老化性能评价的具体方法为：
[0049]
①
、采用与进行封堵带渗透率测试相同的组装方法组装夹持器2，将钻井液及堵漏材料注入至裂缝岩心中，反向测试钻井液侵入后的渗透率k2；
[0050]
②
、进行高温老化：对金属半球19进行加热至150℃，并持续2小时，该过程模拟地温条件下封堵材料的性能变化(圆球度，硬度等)；
[0051]
③
、加热完成后，反向测试高温老化后的封堵带渗透率k3，并根据公式：
[0052][0053]
获取高温老化后封堵带渗透率的恢复率dk2，单位为％。
[0054]
使用本装置进行堵漏材料的酸溶解堵性能评价的具体方法为：
[0055]
①
、采用与进行封堵带渗透率测试相同的组装方法组装夹持器2，并在夹持器2内侧涂耐酸图层；
[0056]
②
、将钻井液及堵漏材料注入至裂缝岩心中，反向测试钻井液侵入后的渗透率k2；
[0057]
③
、将金属外筒正向放置，使用针筒向进口端处注入土酸(10％hcl+5％hf)，持续2h，该过程模拟封堵材料的酸溶解堵过程；
[0058]
④
、酸溶后，反向测试酸溶后的封堵带渗透率k4；
[0059]
⑤
、根据公式：
[0060][0061]
获取酸溶解堵后封堵带渗透率的恢复率d
k3
，单位为％。
[0062]
综上所述，本实用新型可以进行堵漏材料的封堵性能、抗高温性能、酸溶解堵性能、封堵带及滤饼渗透率测试，兼容性高。本夹持器为完全可拆卸结构，并通过推力和锁紧方式施加围压，改变现有通过手摇泵等方式进行围压加装的方式，无需设置胶套，解决了现有夹持器内置胶套容易发生破裂，且更换胶套操作复杂的问题。