技术摘要：
本发明提供了一种固井冲洗液冲洗效率评价装置及方法，包括模拟井筒、钻井液水箱、冲洗液水箱和泵，钻井液水箱和冲洗液水箱均通过泵与模拟井筒的注入孔连通。模拟井筒包括内筒和外套，内筒的顶部设有注入孔，内筒的底部与内筒和外套之间的环形空间连通，内筒和外套的环  全部
背景技术：
冲洗液是在注水泥浆前预先泵入的一段流体,用以冲洗附着在井壁和套管壁上的 浮泥饼。但是目前就固井冲洗液的冲洗效率评价,国内外还没有形成统一的标准、方法和手 段。 固井施工中,冲洗液应用的是否合理直接关系到环空7的冲洗效率,甚至会影响到 界面的胶结强度和封固质量。因此,建立一种符合现场实际情况的冲洗效率评价方法至关 重要。然而，国内外还没有形成统一的固井冲洗效率评价方法,并且现在一些常用的冲洗效 率评价方法还存在着很大的不足,还不能完全为现场固井施工提供合理有效的指导。 目前有4种评价冲洗液冲洗效率的方法，分别为锥形瓶法、钻屑柱法、建立大型模 拟井筒和旋转黏度计法，但每种方法都只适用于特定的情况，各有利弊，一直没有统一的评 价方法。 锥形瓶法是最早使用的方法，比较原始，也相对简单。该方法的具体操作是：把 10mL钻井液放入锥形瓶，加入一定量的冲洗液，盖上瓶塞摇动30s，从瓶中倒出混合物，观察 冲洗情况。该方法非常简单，但有明显的缺陷，测量不准确，摇动力量的大小因人、因时而 异，可重复性差，该方法只用于粗略地评价冲洗效果，现已很少使用。钻屑柱法称取500g钻 屑，并用钻井液包裹，装入玻璃筒内，注入一定量的冲洗液，使冲洗液流过钻屑柱，根据冲洗 掉的钻井液的质量计算冲洗效率。该方法与锥形瓶法相比有很大的进步，可以计算冲洗效 率，但还是不完善，试验过程也比较复杂。 建立大型模拟井筒，通过建立模拟井筒实现真实顶替过程，但该方法不能实际观 察冲洗效果，而且试验规模很大，需要大功率的循环设备，不适合在室内评价冲洗液的性 能。 旋转黏度计法该方法是使旋转黏度计的转筒外壁沾满钻井液，杯中装满冲洗液， 转速设定在200r/min，冲洗一定时间，观察冲洗效果。该方法可以直观地观测冲洗效果，但 是不能定量表征冲洗效率，并且冲洗过程也与实际工况存在着较大的差距。因此，仍然不能 指导现场施工。 而且以上4种方法，不能很好地模拟井筒情况，如井筒井壁的粗糙不平等，这些都 会影响冲洗液的效果。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种固井冲洗液冲洗效率评价装置，应用砂岩来模拟井 壁，可以很好地模拟钻井液滤失造壁、固井冲洗过程。 本发明的另一个目的在于提供一种固井冲洗液冲洗效率评价方法，通过真实地模 3 CN 111577172 A 说　明　书 2/6 页 拟过程，得出冲洗液的冲洗效率，为固井冲洗时洗井液的选择提供一种实用方法。 为此，本发明提供的技术方案如下： 一种固井冲洗液冲洗效率评价装置，包括模拟井筒、钻井液水箱、冲洗液水箱和 泵，所述钻井液水箱和冲洗液水箱均通过泵与模拟井筒的注入孔连通。 所述模拟井筒包括内筒和外套，所述内筒的顶部设有注入孔，所述内筒的底部与 内筒和外套之间的环形空间连通，所述内筒和外套的环形空间连通有返出孔，所述外套的 内壁和外壁之间为环空，所述环空内填充有砂岩，所述外套的内壁上均匀设有多个失水孔。 所述外套底部密封连接有底座，所述内筒和外套顶部连接有法兰顶盖，所述注入 孔设于法兰顶盖的中部，所述返出孔设于法兰顶盖的两侧。 所述砂岩包括不同粒径的砂粒，砂粒占砂岩的质量百分比至少为50％，所述砂粒 包括250-350目粒径的砂粒和550-650目粒径的砂粒，其中，250-350目粒径的砂粒占砂粒总 质量的百分比为70％，550-650目粒径的砂粒占砂粒总质量的百分比为30％。 所述砂粒包括300目粒径的砂粒和60目粒径的砂粒。 所述模拟井筒的高度为800mm，所述内筒的内径D1为80mm，所述外套的内径D2为 120mm。 一种固井冲洗液冲洗效率评价方法，采用固井冲洗液冲洗效率评价装置，包括以 下步骤： 步骤1)称重内筒的质量G0； 步骤2)关闭返出孔上的阀门，然后开泵将钻井液水箱中的钻井液由注入孔注入内 筒，并充满模拟井筒，然后用气顶替加压，使钻井液向外套环空填充的砂岩所模拟的井壁失 水形成滤饼，然后取出内筒，称重G1； 步骤3)通过泵将冲洗液水箱中的冲洗液由注入孔注入内筒，紊流顶替模拟井筒内 的钻井液，之后取出内筒，称重G2； 步骤4)计算冲洗效率A， 步骤5)冲洗效率A达到设定值，则评价该冲洗液冲洗效率可满足冲洗要求。 步骤3)中冲洗液紊流顶替钻井液时，泵的临界排量Q通过下式确定： 式中，D0为内筒的外径，cm；D2为外套的内径，cm；ν为上返速度，cm/s。 钻井液的注入时间为4-6min，洗井液的顶替时间为7-10min。 所述步骤5)中冲洗效率A的设定值为80％。 本发明的有益效果是： 本发明提供的这种固井冲洗液冲洗效率评价装置，通过设置模拟井筒模拟钻井液 滤失造壁、固井冲洗过程，其中，内筒模拟套管，外套的内壁及环孔模拟井壁，真实地模拟了 实际情况，对冲洗液评价至关重要。 该装置通过在外套的环孔内填充砂岩，砂岩中包括不同粒径的砂粒，模拟井筒井 壁的粗糙度，并在外套的内壁设置失水孔，以便在加压的过程中形成压差，达到失水及形成 滤饼的目的。另外，该装置尺寸按照现有井眼尺寸设计，很好地模拟井筒冲洗过程。 4 CN 111577172 A 说　明　书 3/6 页 在冲洗过程中，根据冲洗时壁面剪切速率及上返速度得出泵的临界排量，使冲洗 液在紊流状态下实现冲刷井壁和套管的目的，实验结果参考性强，可以用于直到现场施工。 为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细 说明如下。 附图说明 图1是本发明的一种实施方式结构示意图。 图中： 附图标记说明： 1、内筒；2、外套；3、注入孔；4、返出孔；5、法兰顶盖；6、底座；7、环空。