井壁裂隙打印地面模拟试验方法技术

本发明专利技术公开了一种井壁裂隙打印地面模拟试验方法，步骤为：制作花岗岩筒圈且内壁切割裂缝，制作井口盖板、上盖板和井底板；在井坑底浇筑混凝土底座，嵌入井底板；在井底板上逐节安装井筒；在井口覆盖木模并固定预埋螺栓；在井筒外周扎钢筋笼，浇筑混凝土；达到强度后拆木模，在打印装置的上端旋接上接头并焊接中心竖管；将打印装置起吊放入井筒内腔且置于井底板中心；安装井口盖板，然后将上盖板覆盖在井口盖板上；在中心竖管上安装筒内压力表并通过筒内注水阀与筒内注水管相连，在偏心竖管上安装环空压力表并通过环空注水阀与环空注水管相连；向井下加压，对打印装置进行井壁裂隙打印。本发明专利技术可对井壁打印动作及效果进行验证，获取打印参数。获取打印参数。获取打印参数。

【技术实现步骤摘要】
井壁裂隙打印地面模拟试验方法


[0001]本专利技术涉及一种石油钻井裂缝的打印，尤其涉及一种井壁裂隙打印地面模拟试验方法，属于钻井工具试验


技术介绍

[0002]在石油勘探、采油和钻井工程的研究工作中，弄清楚地层裂缝在井壁上的形状、大小、分布情况具有重要的意义。获取井壁裂缝的物理数据有多种方法，其中公布号为CN 109162710A的中国专利技术专利申请，公开了一种井壁裂隙打印装置，包括：内架结构体，其具有中心通道，内架结构体上沿轴向方向设有至少一个安装环槽；至少一个打印机构，能径向移动地安装在至少一个安装环槽内，打印机构具有沿圆周方向设置的至少三个安装托，安装托的外侧均设有打印结构层。该井壁裂隙打印装置，能够获得地层中不同岩性在井壁上的裂缝和孔洞，其形状、长短、宽窄、数量分布及方向等参数，装置结构简单，操作方便。
[0003]该井壁裂缝打印装置至今未能真正下到井内进行打印，主要原因如下：1、打印效果尚未在地面获得过验证，打印参数无法确定，直接下井作业的风险过大。
[0004]2、因为钻井过程中造成井下复杂的裂缝或裂缝性油藏的储油裂缝多存在于诸如花岗岩、辉绿岩、灰岩等较硬的埋藏较深的岩层中，且大小、多少、走向不尽相同，浅地层多为硬度不高、裂缝较少的泥岩，不易打印。如果将打印装置直接下到深井内进行打印，无法观测到打印装置在机构运动时的合理性和可靠性，而且周期长，容易造成井下事故。
[0005]一般铅的莫氏硬度为1.5，密度11.3437g/cm
³
，耐温可达220℃以上，熔点327℃。在现场打捞落物的施工中，Φ215.9mm的井眼，采用Φ200mm铅模，加压5T方可将井底落物的表面形状打印出来，压强为1.56MPa。但是地面试验证明，与铅模打印井下朝上的尖锐物不同，井壁打印没有钻柱的重力，加上表面粘附有糊状钻井液，打印井下尖锐物的经验不能适用于打印井壁裂隙。
[0006]传统的裂隙打印装置在活塞顶出使铅模完成打印后，很多情况下，活塞不能缩回缸体中，使铅模的打印面暴露在工具的圆周外，在上提过程中，容易与井壁发生刮蹭，使打印痕迹受到磨损，甚至于铅模会发生脱落，或者被卡在井壁台阶处。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种井壁裂隙打印地面模拟试验方法，可以较为真实地模拟井下环境，在地面对井壁打印动作及效果进行验证，获取准确的打印参数。
[0008]为解决以上技术问题，本专利技术的一种井壁裂隙打印地面模拟试验方法，依次包括如下步骤：S1、制作模拟井筒用的多节花岗岩筒圈，各花岗岩筒圈的内壁均切割有模拟裂缝；S2、制作封闭井口的井口盖板及上盖板，井口盖板上焊接有偏心竖管和测温套管，焊接制作井底板；
S3、在地面挖井坑，在坑底浇筑混凝土底座，将井底板水平嵌在混凝土底座的顶部中心；S4、混凝土底座凝固后，在井底板上逐节叠置花岗岩筒圈构成竹节井筒；S5、在竹节井筒的上端口覆盖木模，木模上设有与井口盖板法兰螺栓孔一一对应的木模铰制孔，各预埋螺栓自下而上穿过且固定在相应木模铰制孔中；S6、在竹节井筒的外周扎钢筋笼，然后浇筑混凝土；S7、钢筋混凝土达到强度后，拆除木模，在打印装置的上端旋接筒体上接头，筒体上接头的中心孔上端口焊接有向上延伸的中心竖管；S8、起吊打印装置，将其放入竹节井筒的内腔且置于井底板的中心；S9、安装井口盖板，然后将上盖板覆盖在井口盖板上；S10、在中心竖管上安装筒内压力表并通过筒内注水阀与筒内注水管相连，在偏心竖管上安装环空压力表并通过环空注水阀与环空注水管相连；S11、通过筒内注水阀及环空注水阀向井下加压，对打印装置进行井壁裂隙打印。
[0009]作为本专利技术的改进，步骤S2中，所述井底板的下端面焊接有嵌于钢筋混凝土中的底板锚爪，所述井底板的外周焊接有向上竖起的筒体定位环；步骤S4中，底部花岗岩筒圈的下端嵌于所述筒体定位环中。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述井底板的上端面中心焊接有中心定位环，所述中心定位环的内腔嵌有橡胶锥套，步骤S8中，所述打印装置下端的筒体公接头插接在橡胶锥套中且相互适配。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，步骤S4中，相邻花岗岩筒圈对接的端口分别设有筒圈定位孔，各筒圈定位孔中分别插接有筒圈定位销实现上下花岗岩筒圈之间的准确定位。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，步骤S3中，所述井底板的上端面中心安装有加温装置，加温装置的供电电缆位于加温电缆套管中；所述测温套管的下端封闭且上端开口，所述测温套管的内腔安装有热电阻探头。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，步骤S9中，井口盖板的顶面中心与上盖板中心孔外周之间通过井盖密封圈相互密封，然后在各预埋螺栓的上端旋上紧固螺母和并帽螺母将井口盖板和上盖板5固定在井口，接着将中心竖管的外周与上盖板中心孔的上端口相焊接。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述打印装置的筒体中部设有打印段，所述打印段的筒体外周均匀设有多块铅模托，各铅模托的外壁分别贴合有铅模，各铅模托分别由多个活塞驱动，各活塞分别嵌于筒体的径向孔中，所述筒体的中心孔中设有上芯轴，每个活塞的内端头分别设有活塞斜面，位于同一个圆周上各活塞的活塞斜面分别抵靠在同一个锥套外周的楔形斜面上，各所述锥套依次套装且固定在所述上芯轴的外周，各所述锥套上的各楔形斜面呈中心对称设置且下端分别向筒体轴线方向倾斜；所述锥套的楔形斜面上分别设有燕尾槽，所述活塞的活塞斜面上分别设有燕尾榫，所述燕尾榫分别嵌于相应的燕尾槽中。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述上芯轴的上端设有扩径的上芯轴密封段且上芯轴中心孔上端设有球座，球座上坐封有钢球，所述上芯轴密封段的台阶下方设有复位弹簧，所述复位弹簧的下端支撑在弹簧座上，所述弹簧座固定在在所述筒体上。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述上芯轴的下端旋接有下芯轴，所述下芯轴的上端设有下芯轴大端，所述下芯轴大端抵靠在最下方锥套的底部，所述下芯轴的下端插接在导
向套中，所述导向套固定在所述筒体的内腔。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述打印段的上方设有筒体上台阶，所述打印段的下方设有筒体下台阶，各铅模的外壁位于筒体上台阶及筒体下台阶在轴向的投影范围内。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，所述竹节井筒的内腔上部设有多个摄像头，各摄像头分别监控相应铅模的动作。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述铅模在圆周方向对称设有三块或四块，各铅模所面对的井筒内壁的模拟裂缝宽度各不相同；模拟裂缝由不同规格的切刀而成；或者用切刀先在井筒内壁切割出较宽的槽口，然后在槽口内填胶，胶体中心加金属薄片，胶体固化前将金属薄片抽出，胶体固化后形成不同宽度的模拟裂缝。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，步骤S11包括如下子步骤：步骤S11.1、设定所模拟的井深，根据模拟井深及钻井液密度，计算出相应井深处的液柱压力P液柱，并确定井筒内试验压力值P试验；步骤S11.2、通过环空注水阀和筒内注水阀向竹节井本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井壁裂隙打印地面模拟试验方法，其特征在于，依次包括如下步骤：S1、制作模拟井筒用的多节花岗岩筒圈，各花岗岩筒圈的内壁均切割有模拟裂缝；S2、制作封闭井口的井口盖板及上盖板，井口盖板上焊接有偏心竖管和测温套管，焊接制作井底板；S3、在地面挖井坑，在坑底浇筑混凝土底座，将井底板水平嵌在混凝土底座的顶部中心；S4、混凝土底座凝固后，在井底板上逐节叠置花岗岩筒圈构成竹节井筒；S5、在竹节井筒的上端口覆盖木模，木模上设有与井口盖板法兰螺栓孔一一对应的木模铰制孔，各预埋螺栓自下而上穿过且固定在相应木模铰制孔中；S6、在竹节井筒的外周扎钢筋笼，然后浇筑混凝土；S7、钢筋混凝土达到强度后，拆除木模，在打印装置的上端旋接筒体上接头，筒体上接头的中心孔上端口焊接有向上延伸的中心竖管；S8、起吊打印装置，将其放入竹节井筒的内腔且置于井底板的中心；S9、安装井口盖板，然后将上盖板覆盖在井口盖板上；S10、在中心竖管上安装筒内压力表并通过筒内注水阀与筒内注水管相连，在偏心竖管上安装环空压力表并通过环空注水阀与环空注水管相连；S11、通过筒内注水阀及环空注水阀向井下加压，对打印装置进行井壁裂隙打印。2.根据权利要求1所述的井壁裂隙打印地面模拟试验方法，其特征在于：步骤S2中，所述井底板的下端面焊接有嵌于钢筋混凝土中的底板锚爪，所述井底板的外周焊接有向上竖起的筒体定位环；步骤S4中，底部花岗岩筒圈的下端嵌于所述筒体定位环中。3.根据权利要求2所述的井壁裂隙打印地面模拟试验方法，其特征在于：所述井底板的上端面中心焊接有中心定位环，所述中心定位环的内腔嵌有橡胶锥套，步骤S8中，所述打印装置下端的筒体公接头插接在橡胶锥套中且相互适配。4.根据权利要求1所述的井壁裂隙打印地面模拟试验方法，其特征在于：步骤S4中，相邻花岗岩筒圈对接的端口分别设有筒圈定位孔，各筒圈定位孔中分别插接有筒圈定位销实现上下花岗岩筒圈之间的准确定位。5.根据权利要求1所述的井壁裂隙打印地面模拟试验方法，其特征在于：步骤S3中，所述井底板的上端面中心安装有加温装置，加温装置的供电电缆位于加温电缆套管中；所述测温套管的下端封闭且上端开口，所述测温套管的内腔安装有热电阻探头。6.根据权利要求1所述的井壁裂隙打印地面模拟试验方法，其特征在于：步骤S9中，井口盖板的顶面中心与上盖板中心孔外周之间通过井盖密封圈相互密封，然后在各预埋螺栓的上端旋上紧固螺母和并帽螺母将井口盖板和上盖板5固定在井口，接着将中心竖管的外周与上盖板中心孔的上端口相焊接。7.根据权利要求1所述的井壁裂隙打印地面模拟试验方法，其特征在于：所述打印装置的筒体中部设有打印段，所述打印段的筒体外周均匀设有多块铅模托，各铅模托的外壁分别贴合有铅模，各铅模托分别由多个活塞驱动，各活塞分别嵌于筒体的径向孔中，所述筒体的中心孔中设有上芯轴，每个活塞的内端头分别设有活塞斜面，位于同一个圆周上各活塞的活塞斜面分别抵靠在同一个锥套外周的楔形斜面上，各所述锥套依次套装且固定在所述上芯轴的外周，各所述锥套上的各楔形斜面呈中心对称设置且下端分别向筒体轴线方向倾
斜；所述锥套的楔形斜面上分别设有燕尾槽，所述活塞的活塞斜面上分别设有燕尾...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小元，文平，王委，刘亚，
申请(专利权)人：中石化华东石油工程有限公司，
类型：发明
国别省市：