一種破膠劑對濾餅的破膠性能的測試裝置和測試方法
2023-05-30 00:28:31
一種破膠劑對濾餅的破膠性能的測試裝置和測試方法
【專利摘要】本發明公開了一種破膠劑對濾餅的破膠性能的測試裝置和測試方法。本發明的破膠劑對濾餅的破膠性能的測試裝置包括加壓裝置(1)，加熱裝置(5)，破膠測試桶(4)，其可拆裝地布置在所述加熱裝置(5)內，所述破膠測試桶(4)內設置有濾失介質(7)，所述破膠測試桶(4)具有進液端(2)和出液端(9)，所述進液端(2)連接於所述加壓裝置(1)；計量系統(10)，其設置在所述出液端(9)的下方；以及採集系統(11)，其連接於所述計量系統(10)。本發明的破膠劑對濾餅的破膠性能測試裝置結構簡單，穩定性好且可操作性強，測量效率及精度高，填補了傳統無法評價濾餅破膠效果的不足，為準確評價形成破膠劑對濾餅的破膠性能提供了良好的技術參數，為現場作業提供有力的技術支持和理論依據。
【專利說明】一種破膠劑對濾餅的破膠性能的測試裝置和測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種破膠劑對濾餅的破膠性能的測試裝置和測試方法。
【背景技術】
[0002]鑽完井的過程中，為了減少固液相對儲層的傷害，往往需要在近井地帶形成性能優良的濾餅，而在儲層開發前，需要將濾餅清除，恢復儲層滲流通道，獲得儲層生產能力。清除濾餅的主要方式是通過加入破膠劑進行化學解堵作業。
[0003]目前，室內模擬破膠劑對近井地帶濾餅清除的實驗儀器很少，而傳統的做法是結合以下兩種方式:(I)通過測定破膠劑對鑽完井液的粘度降低率，計算泥餅的破膠時間；
(2)採用在破膠劑中浸泡泥餅的方式，觀察泥餅的清除狀況。兩種方式均存在弊端，且無法準確模擬現場條件下:(I)破膠劑在地層壓力狀況下對泥餅的清除；(2)破膠過程中濾失速率的連續變化；(3)破膠後模擬儲層的破膠效果。
[0004]因此，存在對在模擬地層條件下準確測定破膠劑對濾餅的破膠性能的測試裝置和測試方法存在需求。
【發明內容】
[0005]本發明的一個目的是提供一種破膠劑對濾餅的破膠性能的測試裝置。
[0006]本發明的另一個目的是提供一種破膠劑對濾餅的破膠性能的測試方法。
[0007]在本發明中，術語「破膠劑對濾餅的破膠性能」包括但不限於下述參數:濾失量、破膠時間和破膠效率。
[0008]本發明所述的破膠劑對濾餅的破膠性能的測試裝置包括:
[0009]加壓裝置(I)，
[0010]加熱裝置(5)，
[0011]破膠測試桶(4)，其可拆裝地布置在所述加熱裝置(5)內，所述破膠測試桶⑷內設置有濾失介質(7)，所述破膠測試桶(4)具有進液端(2)和出液端(9)，所述進液端(2)連接於所述加壓裝置(I);
[0012]計量系統(10)，其設置在所述出液端(9)的下方；以及
[0013]採集系統(11)，其連接於所述計量系統(10)。
[0014]本發明中採用的破膠測試桶可以為本領域常用的破膠測試桶，如高溫高壓濾失桶。
[0015]本發明中採用的濾失介質被設置成允許待測試的鑽井液通過並同時製得濾餅，包括但不限於具有不同滲透率的多孔砂盤、不同目數的濾紙或石英砂。
[0016]本發明中採用的加壓裝置可以是本領域常用的加壓裝置，如高壓氣源。
[0017]本發明中採用的加熱裝置可以是本領域常用的加熱裝置，如高溫加熱套、烘箱。
[0018]本發明中的計量系統用於測定破膠測試桶中的待測鑽井液的濾失量和破膠劑的濾失量，其可以採用本領域常用的計量系統。[0019]本發明的採集系統用於實時採集濾失量數據，其可以採用本領域常用的採集系統。
[0020]本發明的所述破膠劑對濾餅的破膠性能的測試方法，包括下述步驟:
[0021]向破膠測試桶(4)內加入模擬液，所述模擬液穿過濾失介質(7)後排出所述破膠測試桶(4)，測得預設溫度和壓力下破膠前的模擬液濾失速率V1 ；
[0022]所述模擬液排出所述破膠測試桶(4)後，加入鑽井液，所述鑽井液穿過所述濾失介質(7)，在所述濾失介質(7)上形成濾餅，測得預設溫度和壓力下鑽井液的濾失量；
[0023]所述鑽井液排出所述破膠測試桶(4)後，加入破膠劑，所述破膠劑穿過所述濾失介質(7)，測得預設溫度和壓力下破膠劑的濾失量，記錄濾失量突然增大時的時間，即為所述濾餅的破膠時間；
[0024]所述破膠劑排出所述破膠測試桶(4)後，再次加入所述模擬液，所述模擬液穿過所述濾失介質(7)，測得預設溫度和壓力下破膠後的模擬液濾失速率V2 ；
[0025]破膠後的模擬液濾失速率V2與破膠前的模擬液濾失速率V1的百分比即為破膠效率。
[0026]在本發明中，模擬液包括但不限於淡水、模擬地層水、煤油、精製油。
[0027]在本發明的測試過程中，濾失量開始時增長緩慢，當濾餅破膠後濾失量突然增大，將濾失量突然增大時的時間定義為濾餅的破膠時間；將濾失介質受到汙染的破膠後模擬液的濾失速率與濾失介質未受汙染的破膠前模擬液的濾失速率的百分比定義為破膠效率。
[0028]與現有技術相比，本發明有效解決了常規的破膠性能測試方法不能準確模擬現場地層條件下評價破膠劑對濾餅的破膠性能的難題。本發明的破膠劑對濾餅的破膠性能測試裝置可以準確高效地測得使用不同濾失介質時，濾餅的破膠時間和破膠效率，為準確評價濾餅的破膠性能提供了較高參考意義的技術參數。同時本發明還可以模擬地層條件下，測定工作液經過濾失介質的濾失量。
[0029]本發明的破膠劑對濾餅的破膠性能測試裝置結構簡單，穩定性好且可操作性強，測量效率及精度高，填補了傳統無法評價濾餅破膠效果的不足，為準確評價破膠劑對濾餅的破膠性能提供了良好的技術參數，為現場作業提供有力的技術支持和理論依據。
[0030]本發明的破膠劑對濾餅的破膠性能測試裝置在鑽井液在濾失介質上濾失形成濾餅後，即可開始測定濾餅的破膠時間和破膠效率，因而能夠現場作業。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]附圖用來提供對本發明技術方案的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本申請的實施例一起用於解釋本發明的技術方案，並不構成對本發明技術方案的限制。
[0032]圖1為根據本發明的一個實施方案的破膠劑對濾餅的破膠性能測試裝置的示意圖；
[0033]圖2顯示了由根據本發明的一個實施方案的破膠劑對濾餅的破膠性能測試裝置測得的弱凝膠鑽井液的濾失量隨時間變化的圖；
[0034]圖3顯示了由根據本發明的一個實施方案的破膠劑對濾餅的破膠性能測試裝置測得的破膠液對於濾餅破膠過程中隨時間變化的圖。【具體實施方式】
[0035]下面以多孔砂盤作為濾失介質、以弱凝膠鑽井液作為測試鑽井液以及以淡水為模擬液來舉例說明本發明的破膠劑對濾餅的破膠性能測試裝置以及測試和使用方法。
[0036]如圖1所示，測試時，首先檢查破膠測試桶4，在破膠測試桶4內安裝具有氣測滲透率為400mD的多孔砂盤7 ;向破膠測試桶4內加入150ml淡水；將破膠測試桶4的進液端螺紋蓋3擰緊並將破膠測試桶4置於加熱裝置5中，連接好管線和高壓氣源I ;打開破膠測試桶4的進液端閥杆2，對破膠測試桶4加壓至0.5MPa。使用加熱裝置5將破膠測試桶4的溫度控制並穩定在80°C後，打開出液端閥杆9，待淡水從破膠測試桶4全部流出時，測試結束。在淡水流出過程中，使用計量系統10和採集系統11測得流過多孔砂盤的淡水濾失速率 V1 為 24.34ml/min。
[0037]接著，關閉破膠測試桶4的出液端閥杆9，使破膠測試桶4降至室溫後將其取出；擰開破膠測試桶4的進液端螺紋蓋3，向破膠測試桶4內加入150mL的待測試弱凝膠鑽井液(購自中海油服油田化學研究院的PRD鑽井液)。重新將破膠測試桶4的進液端螺紋蓋3擰緊並將破膠測試桶4置於加熱裝置5中，連接好管線和高壓氣源I。打開破膠測試桶4的進液端閥杆2，並對破膠測試桶4加壓至3.5MPa。使用加熱裝置5將破膠測試桶4的溫度控制並穩定在80°C後，打開出液端閥杆9，同時使用計量系統10和採集系統11測得30min內的濾失量，濾液通過砂盤濾除並在濾失過程中逐漸形成濾餅6，圖2顯示了弱凝膠鑽井液的濾失量隨時間的變化曲線圖。
[0038]接著，關閉破膠測試桶4的出液端閥杆9，使破膠測試桶4降至室溫後將其取出；擰開破膠測試桶4的進液端螺紋蓋3，倒出弱凝膠鑽井液，然後加入150ml濃度為3%的過硫酸銨溶液(破膠劑)；重新將破膠測試桶4的進液端螺紋蓋3擰緊並將破膠測試桶4置於加熱裝置5中，連接好管線和高壓氣源I。打開破膠測試桶4的進液端閥杆2，並對破膠測試桶4加壓至50PSI。使用加熱裝置5將破膠測試桶4的溫度控制並穩定在80°C後，打開出液端閥杆9，同時使用計量系統10和採集系統11測定破膠劑對濾餅6的破膠過程中的濾失量，如圖3所示，在71.3min時，濾失量突然增大，說明濾餅的破膠時間為71.3min,待破膠劑全部從破膠測試桶4中流出後，破膠實驗結束。
[0039]待破膠實驗結束後，關閉破膠測試桶4的出液端閥杆9，使破膠測試桶4降至室溫後將其取出；擰開破膠測試桶4的進液端螺紋蓋3，倒出破膠劑後加入150ml淡水；重新將破膠測試桶4的進液端螺紋蓋3擰緊並將破膠測試桶4置於加熱裝置5中，連接好管線和高壓氣源I。打開破膠測試桶4的進液端閥杆2，並對破膠測試桶4加壓至0.5MPa。使用加熱裝置5將破膠測試桶4的溫度控制並穩定在80°C後，打開出液端閥杆9，同時使用計量系統10和採集系統11測定多孔砂盤濾餅破膠後淡水的平均濾失率V2為21.95ml/min，破膠後多孔砂盤的淡水濾失速率V2與破膠前多孔砂盤的淡水濾失速率V1的百分比即為破膠效率，V2A1 = 21.95/24.34 = 90.18，即破膠效率為 90.18% 0
[0040]雖然本發明所揭露的實施方式如上，但所述的內容僅為便於理解本發明而採用的實施方式，並非用以限定本發明。本發明所屬領域的技術人員，在不脫離本發明的由權利要求書界定的範圍和精神的前提下，可以在實施形式及細節上進行任何的修改與變化。
【權利要求】
1.一種破膠劑對濾餅的破膠性能的測試裝置，其包括: 加壓裝置(I)， 加熱裝置(5)， 破膠測試桶(4)，其可拆裝地布置在所述加熱裝置(5)內，所述破膠測試桶(4)內設置有濾失介質(7)，所述破膠測試桶(4)具有進液端(2)和出液端(9)，所述進液端(2)連接於所述加壓裝置(I); 計量系統(10)，其設置在所述出液端(9)的下方；以及 採集系統(11)，其連接於所述計量系統(10)。
2.根據權利要求1所述的測試裝置，其中所述濾失介質(7)包括多孔砂盤、濾紙或石英砂。
3.一種使用如權利要求1所述的測試裝置測試破膠劑對濾餅的破膠性能的方法，其包括下述步驟: 向破膠測試桶(4)內加入模擬液，所述模擬液穿過濾失介質(7)後排出所述破膠測試桶(4)，測得預設溫度和壓力下破膠前的模擬液濾失速率V1 ； 所述模擬液排出所述破膠測試桶(4)後，加入鑽井液，所述鑽井液穿過所述濾失介質(7)，在所述濾失介質(7)上形成濾餅，測得預設溫度和壓力下鑽井液的濾失量； 所述鑽井液排出所述破膠測試桶(4)後，加入破膠劑，所述破膠劑穿過所述濾失介質(7)，測得預設溫度和壓力下破膠劑的濾失量，記錄濾失量突然增大時的時間，即為所述濾餅的破膠時間； 所述破膠劑排出所述破膠測試桶(4)後，再次加入所述模擬液，所述模擬液穿過所述濾失介質(7)，測得預設溫度和壓力下破膠後的模擬液濾失速率V2 ； 破膠後的模擬液濾失速率V2與破膠前的模擬液濾失速率V1的百分比即為破膠效率。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述模擬液包括淡水、模擬地層水、煤油、精製油。
【文檔編號】G01N33/00GK103940963SQ201410165651
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月23日 優先權日:2014年4月23日
【發明者】陳緣博, 呂維軍, 項濤, 苗海龍, 王寶林, 李松, 耿鐵, 段連超, 陳俊生, 王衝敏 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務股份有限公司