一种用于钻井液性能测试的砂芯试片.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201020228521.X

申请日:

2010.06.18

公开号:

CN201778804U

公开日:

2011.03.30

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):E21B 47/00申请日:20100618授权公告日:20110330终止日期:20110618|||授权

IPC分类号:

E21B47/00; E21B47/10; E21B49/00

主分类号:

E21B47/00

申请人:

中国石油大学(华东); 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院

发明人:

赵修太; 李海涛; 任熵; 龙秋莲; 吕开河; 张静; 刘德新; 邱广敏

地址:

257061 山东省东营市东营区北二路271号

优先权:

专利代理机构:

济南金迪知识产权代理有限公司 37219

代理人:

郎彼得

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内容摘要

本实用新型涉及一种钻井液性能检测用的砂芯试片,由砂片与垫圈组成,所述砂片和垫圈是一体结构。该砂芯试片用砂子压制成砂片或用天然岩心切片作为渗漏介质,通过垫圈密封在滤失仪中,测定钻井液渗滤性能,同时试片可进行反冲洗,从而评价出渗透性恢复值,提高测试仪器的利用率。

权利要求书

1.  一种用于钻井液性能测试的砂芯试片,其特征在于由砂片和垫圈组成,所述砂片和垫圈是一体结构。

2.
  根据权利要求1所述的砂芯试片,其特征在于所述砂片是圆形的,所述垫圈是环形垫圈。

3.
  根据权利要求1所述的砂芯试片,其特征在于所述垫圈嵌入砂片的边缘内,是在砂片制作时用压片机将砂浆料与垫圈压制成一体的。

4.
  根据权利要求3所述的砂芯试片,其特征在于所述垫圈位于砂片厚度的中间。

5.
  根据权利要求1所述的砂芯试片,其特征在于由天然岩心的切片与环形垫圈胶结成一体结构。

说明书

一种用于钻井液性能测试的砂芯试片
技术领域
本实用新型涉及一种钻井液性能检测辅助装置,具体地说是检测钻井液滤失量用的一种砂芯试片。
背景技术
在钻井的过程中,井壁对钻井液的滤失,是对钻进过程的重要评价。滤失量是评价钻井液性能最基本也是最重要的指标之一。因此,钻井液滤失量测量的准确与否直接影响到钻井质量的好坏。但是,几十年来,滤纸一直是测量钻井液滤失量的渗漏介质。而滤纸的孔隙是均质的,地层孔隙是非均质的,所以,这种钻井液滤失量的测量方法不能准确反映地层的实际情况。
为了更好的模拟地层条件,目前常用砂床或砂芯滤失仪测定钻井液性能,它是通过在滤失仪中充填一定目数的砂子或夹持岩心来实现的。这类滤失仪或多或少都存在一定的问题,比如有的不能进行反排实验,测试指标单一,而有的结构复杂,需要对岩心加围压。并且它们都不能从微观上对钻井液处理剂作用机理进行分析。
CN200972444(200620137227.1)公开了一种高压砂床滤失仪,用于评价无渗透钻井液处理剂及其钻井液体系的渗漏效果。本实用新型由手动油泵、压力表和钻井液筒三部分组成。该装置可以用砂床作为渗漏介质,测定钻井液渗滤性能,较传统的渗漏介质滤纸对井下情况的模拟更为逼真。将液压泵作为该装置的压力源,突破了传统方法用氮气瓶作为压力源时压力受限的不足,可以将试验压力由1MPa提升到40MPa以上,可以根据试验需要进行调整。该专利文件的技术方案就是用的填砂(砂床)作为渗漏介质,只能测滤失量,不能进行反冲洗,测试恢复性能。
发明内容
为了克服现有滤失仪在钻井液性能测试中存在的缺陷,本实用新型提供一种砂芯试片,不仅可以更好的模拟地层提高测试准确度,而且还可用于渗透性恢复性能测试以及微观机理分析。
本实用新型的技术方案如下:
一种砂芯试片,由砂片和垫圈组成,所述砂片和垫圈是一体结构。
优选的,所述砂片是圆形的,所述垫圈是环形垫圈。所述垫圈是橡胶、塑料或不锈钢、铝、铁等金属材料。
优选的,所述垫圈嵌入砂片的边缘内,是在砂片制作时用压片机将砂浆料与垫圈压制成一体的。进一步优选的,所述垫圈位于砂片厚度的中间,便于在滤失仪上使用时与其上端密封圈及下端凹形端盖的密封。
本实用新型砂芯试片的另一种优选方式是,所述砂片是天然岩心的切片,将天然岩心的切片与环形垫圈胶结成一体结构。
所述砂片的尺寸优选为:Ф70-74mm,厚度10-15mm。
将清洗后的石英砂、河砂或海砂筛分,取一定目数的砂子与酚醛树脂或环氧树脂按100∶5-10质量比混合,并加入砂子质量1-2%的固化剂,搅拌均匀成砂浆料,在压片机将砂浆料与环形垫圈压制成一体,做成人工砂芯试片。
砂子的目数根据钻井液使用的地层情况加以确定,一般可选择25-200目范围内调整。
使用时,将砂芯试片通过环形垫圈与滤失仪内部进行密封,用砂芯试片做渗滤介质的滤失仪可以用来测定钻井液的滤失性能,同时可将测试过的试片翻转进行反冲洗操作,评价出试片的渗透性恢复值。在测试钻井液性能时,将钻井液处理前,处理后以及反冲洗后的试片放到到显微成像设备下,进行试片表面图像采集,可用于钻井液体系微观作用机理的分析。
本实用新型的有益效果是:
1、用砂子压制试片或直接天然岩心切片作为渗漏介质,测定钻井液渗滤性能,较传统的渗漏介质滤纸对井下情况的模拟更为逼真。
2、砂芯试片采用垫圈密封,相比加围压密封,结构简单,操作方便。试片可以反转,可以进行反冲洗从而评价出渗透性恢复值,提高测试仪器的利用率。
3、该砂芯试片采用砂片、岩片及金属垫圈部件,操作安全、方便,为有关科研和生产提供了一种新评价手段。
4、对砂芯试片表面显微成像分析,可以从微观对钻井液处理剂进行机理分析,如钻井液镶嵌剂、成膜剂等处理剂对地层保护机理进行分析。
附图说明
图1是现有技术滤失仪结构示意图,图中,1.钻井液筒,2.钻井液,3.砂片,4.环形垫圈,5.卡扣,6.螺扣,7.密封圈,8.凹形端盖,9.压力表,10.开关,11.加压装置。
图2是砂芯试片结构示意图(俯视)。
图3是实施例1砂芯试片结构示意图(剖面),
图4、5分别是实施例2、3砂芯试片结构示意图(剖面)。图中,3’.天然岩心切片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1:结构如图2、图3所示。
一种砂芯试片,由砂片和垫圈组成,所述砂片(3)是圆形的,所述垫圈是环形垫圈(4),不锈钢材料。所述环形垫圈(4)嵌入砂片(3)的边缘内,是在砂片制作时用压片机将砂浆料与垫圈压制成一体的。所述环形垫圈(4)位于砂片(3)厚度的中间,便于在滤失仪上使用时与其上端密封圈及下端凹形端盖的密封。
砂片制作:将清洗后的石英砂干燥筛分,把一定目数的砂子与环氧树脂E-44(广州市榕晟化工有限公司产售)按100∶8质量比混合,并加入砂子质量1.5%的固化剂T-593(大连市五金化工有限公司产),搅拌均匀后在压片机上将砂浆料与环形垫圈(4)压制成一体,做成人工砂芯试片。砂子目数的选择可根据地层情况,选择不同目数的砂子压制。
砂芯试片的使用方法如下:
如图1所示,砂片(3)通过环形垫圈(4)与滤失仪的O型密封圈(7)及凹形端盖(8)进行密封。滤失仪的卡扣(5)与螺扣(6)将凹形端盖(8)跟钻井液筒(1)卡牢锁紧。钻井液筒(1)通过加压管线与压力表(9)、开关(10)以及加压设备(11)串联。滤失性能测试时,通过加压装置(11)加到所需的压力后计时,测定在规定时间内的钻井液的滤失量。将测试过的试片翻转用清水进行反冲洗操作,评价出试片的渗透性恢复值。在测试钻井液性能时,对钻井液处理前、处理后以及反冲洗后的试片放到到显微成像设备下,进行试片表面图像采集,可用于钻井液体系微观作用机理的分析。
:实施例2:结构如图2、图4所示。
砂芯试片是由天然岩心的切片与环形垫圈胶结成一体结构。制备方法如下:
将天然岩心切片,尺寸为:Ф74mm,厚度10mm在天然岩心切片周边开槽,将涂有环氧树脂AB胶(佛山市森美亚复合材料有限公司产售)的橡胶环形垫圈,卡到槽内,使其胶结成一体结构。
实施例3:结构如图2、图5所示。
准备两块天然岩心切片,尺寸均为:Ф74mm,厚度5mm。在天然岩心切片相对一面涂环氧树脂AB胶(佛山市森美亚复合材料有限公司产售),将金属材料的环形垫圈家在中间胶结成一体结构。

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资源描述

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1、10授权公告号CN201778804U45授权公告日20110330CN201778804UCN201778804U21申请号201020228521X22申请日20100618E21B47/00200601E21B47/10200601E21B49/0020060173专利权人中国石油大学华东地址257061山东省东营市东营区北二路271号专利权人中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院72发明人赵修太李海涛任熵龙秋莲吕开河张静刘德新邱广敏74专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司37219代理人郎彼得54实用新型名称一种用于钻井液性能测试的砂芯试片57摘要本实用新型涉及一种钻井液性能检。

2、测用的砂芯试片,由砂片与垫圈组成,所述砂片和垫圈是一体结构。该砂芯试片用砂子压制成砂片或用天然岩心切片作为渗漏介质,通过垫圈密封在滤失仪中,测定钻井液渗滤性能,同时试片可进行反冲洗,从而评价出渗透性恢复值,提高测试仪器的利用率。51INTCLESM同样的发明创造已同日申请发明专利19中华人民共和国国家知识产权局12实用新型专利权利要求书1页说明书3页附图2页CN201778810U1/1页21一种用于钻井液性能测试的砂芯试片,其特征在于由砂片和垫圈组成,所述砂片和垫圈是一体结构。2根据权利要求1所述的砂芯试片,其特征在于所述砂片是圆形的,所述垫圈是环形垫圈。3根据权利要求1所述的砂芯试片,其特。

3、征在于所述垫圈嵌入砂片的边缘内,是在砂片制作时用压片机将砂浆料与垫圈压制成一体的。4根据权利要求3所述的砂芯试片,其特征在于所述垫圈位于砂片厚度的中间。5根据权利要求1所述的砂芯试片,其特征在于由天然岩心的切片与环形垫圈胶结成一体结构。权利要求书CN201778804UCN201778810U1/3页3一种用于钻井液性能测试的砂芯试片技术领域0001本实用新型涉及一种钻井液性能检测辅助装置,具体地说是检测钻井液滤失量用的一种砂芯试片。背景技术0002在钻井的过程中,井壁对钻井液的滤失,是对钻进过程的重要评价。滤失量是评价钻井液性能最基本也是最重要的指标之一。因此,钻井液滤失量测量的准确与否直接。

4、影响到钻井质量的好坏。但是,几十年来,滤纸一直是测量钻井液滤失量的渗漏介质。而滤纸的孔隙是均质的,地层孔隙是非均质的,所以,这种钻井液滤失量的测量方法不能准确反映地层的实际情况。0003为了更好的模拟地层条件,目前常用砂床或砂芯滤失仪测定钻井液性能,它是通过在滤失仪中充填一定目数的砂子或夹持岩心来实现的。这类滤失仪或多或少都存在一定的问题,比如有的不能进行反排实验,测试指标单一,而有的结构复杂,需要对岩心加围压。并且它们都不能从微观上对钻井液处理剂作用机理进行分析。0004CN2009724442006201372271公开了一种高压砂床滤失仪,用于评价无渗透钻井液处理剂及其钻井液体系的渗漏效。

5、果。本实用新型由手动油泵、压力表和钻井液筒三部分组成。该装置可以用砂床作为渗漏介质,测定钻井液渗滤性能,较传统的渗漏介质滤纸对井下情况的模拟更为逼真。将液压泵作为该装置的压力源,突破了传统方法用氮气瓶作为压力源时压力受限的不足,可以将试验压力由1MPA提升到40MPA以上,可以根据试验需要进行调整。该专利文件的技术方案就是用的填砂砂床作为渗漏介质,只能测滤失量,不能进行反冲洗,测试恢复性能。发明内容0005为了克服现有滤失仪在钻井液性能测试中存在的缺陷,本实用新型提供一种砂芯试片,不仅可以更好的模拟地层提高测试准确度,而且还可用于渗透性恢复性能测试以及微观机理分析。0006本实用新型的技术方案。

6、如下0007一种砂芯试片,由砂片和垫圈组成,所述砂片和垫圈是一体结构。0008优选的,所述砂片是圆形的,所述垫圈是环形垫圈。所述垫圈是橡胶、塑料或不锈钢、铝、铁等金属材料。0009优选的,所述垫圈嵌入砂片的边缘内,是在砂片制作时用压片机将砂浆料与垫圈压制成一体的。进一步优选的,所述垫圈位于砂片厚度的中间,便于在滤失仪上使用时与其上端密封圈及下端凹形端盖的密封。0010本实用新型砂芯试片的另一种优选方式是,所述砂片是天然岩心的切片,将天然岩心的切片与环形垫圈胶结成一体结构。0011所述砂片的尺寸优选为7074MM,厚度1015MM。说明书CN201778804UCN201778810U2/3页4。

7、0012将清洗后的石英砂、河砂或海砂筛分,取一定目数的砂子与酚醛树脂或环氧树脂按100510质量比混合,并加入砂子质量12的固化剂,搅拌均匀成砂浆料,在压片机将砂浆料与环形垫圈压制成一体,做成人工砂芯试片。0013砂子的目数根据钻井液使用的地层情况加以确定,一般可选择25200目范围内调整。0014使用时,将砂芯试片通过环形垫圈与滤失仪内部进行密封,用砂芯试片做渗滤介质的滤失仪可以用来测定钻井液的滤失性能,同时可将测试过的试片翻转进行反冲洗操作,评价出试片的渗透性恢复值。在测试钻井液性能时,将钻井液处理前,处理后以及反冲洗后的试片放到到显微成像设备下,进行试片表面图像采集,可用于钻井液体系微观。

8、作用机理的分析。0015本实用新型的有益效果是00161、用砂子压制试片或直接天然岩心切片作为渗漏介质,测定钻井液渗滤性能,较传统的渗漏介质滤纸对井下情况的模拟更为逼真。00172、砂芯试片采用垫圈密封,相比加围压密封,结构简单,操作方便。试片可以反转,可以进行反冲洗从而评价出渗透性恢复值,提高测试仪器的利用率。00183、该砂芯试片采用砂片、岩片及金属垫圈部件,操作安全、方便,为有关科研和生产提供了一种新评价手段。00194、对砂芯试片表面显微成像分析,可以从微观对钻井液处理剂进行机理分析,如钻井液镶嵌剂、成膜剂等处理剂对地层保护机理进行分析。附图说明0020图1是现有技术滤失仪结构示意图,。

9、图中,1钻井液筒,2钻井液,3砂片,4环形垫圈,5卡扣,6螺扣,7密封圈,8凹形端盖,9压力表,10开关,11加压装置。0021图2是砂芯试片结构示意图俯视。0022图3是实施例1砂芯试片结构示意图剖面,0023图4、5分别是实施例2、3砂芯试片结构示意图剖面。图中,3天然岩心切片。具体实施方式0024下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。0025实施例1结构如图2、图3所示。0026一种砂芯试片,由砂片和垫圈组成,所述砂片3是圆形的,所述垫圈是环形垫圈4,不锈钢材料。所述环形垫圈4嵌入砂片3的边缘内,是在砂片制作时用压片机将砂浆料与垫圈压制成一体的。所述环形垫圈4位于砂片3厚度的中间,。

10、便于在滤失仪上使用时与其上端密封圈及下端凹形端盖的密封。0027砂片制作将清洗后的石英砂干燥筛分,把一定目数的砂子与环氧树脂E44广州市榕晟化工有限公司产售按1008质量比混合,并加入砂子质量15的固化剂T593大连市五金化工有限公司产,搅拌均匀后在压片机上将砂浆料与环形垫圈4压制成一体,做成人工砂芯试片。砂子目数的选择可根据地层情况,选择不同目数的砂子压说明书CN201778804UCN201778810U3/3页5制。0028砂芯试片的使用方法如下0029如图1所示,砂片3通过环形垫圈4与滤失仪的O型密封圈7及凹形端盖8进行密封。滤失仪的卡扣5与螺扣6将凹形端盖8跟钻井液筒1卡牢锁紧。钻井。

11、液筒1通过加压管线与压力表9、开关10以及加压设备11串联。滤失性能测试时,通过加压装置11加到所需的压力后计时,测定在规定时间内的钻井液的滤失量。将测试过的试片翻转用清水进行反冲洗操作,评价出试片的渗透性恢复值。在测试钻井液性能时,对钻井液处理前、处理后以及反冲洗后的试片放到到显微成像设备下,进行试片表面图像采集,可用于钻井液体系微观作用机理的分析。0030实施例2结构如图2、图4所示。0031砂芯试片是由天然岩心的切片与环形垫圈胶结成一体结构。制备方法如下0032将天然岩心切片,尺寸为74MM,厚度10MM在天然岩心切片周边开槽,将涂有环氧树脂AB胶佛山市森美亚复合材料有限公司产售的橡胶环形垫圈,卡到槽内,使其胶结成一体结构。0033实施例3结构如图2、图5所示。0034准备两块天然岩心切片,尺寸均为74MM,厚度5MM。在天然岩心切片相对一面涂环氧树脂AB胶佛山市森美亚复合材料有限公司产售,将金属材料的环形垫圈家在中间胶结成一体结构。说明书CN201778804UCN201778810U1/2页6图1图2图3图4说明书附图CN201778804UCN201778810U2/2页7图5说明书附图CN201778804U。

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