用于检测封窜剂胶结强度的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于检测封窜剂胶结强度的实验装置及方法，其中，用于检测封窜剂胶结强度的实验装置包括套管和流体泵送机构，套管为底端封闭、顶端敞开的中空壳体，套管的底端设排液口，套管的顶端连接有法兰盖，法兰盖上开设有进液口，套管内部中央设有人造岩心，人造岩心具有多条由上至下设置的用于容纳封窜剂的裂缝，人造岩心与套管之间设有水泥环，流体通过流体泵送机构泵送至各裂缝中。本发明专利技术提供的用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，具有结构简单，操作方便，模拟真实，检测快速，数据精确、安全可靠等优点，并可模拟评价调剖堵水剂或调驱剂体系的封堵性能。本发明专利技术提供的用于检测封窜剂胶结强度的方法具有检测快速，数据精确等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油水井调堵封窜
，特别涉及一种用于检测封窜剂胶结强度的实验装置以及一种用于检测封窜剂胶结强度的方法。
技术介绍
油井在经过多轮次注汽生产时，由于固井水泥环受到高温湿热蒸汽的反复侵蚀，以及水泥与岩石和套管的膨胀系数的差异，导致套管外水泥环局部易发生损坏或脱落，在水泥环自身以及水泥环与管壁之间产生缝隙，不同层位之间形成窜流通道，水体侵入油层，生产井效率低下，目前挤灰封窜是现场较为行之通行的做法：在压力允许的范围，通过泵车或注入泵，将封窜剂注入窜槽部位，封窜剂成胶凝结后起到封窜的目的。封窜剂水力胶结强度实际上是指胶结界面的抗气窜、水窜的能力，该参数表征了胶凝材料的密封性能和胶结强度，又可称为抗窜压力或穿透压力，通常是对套管与水泥环的胶结界面通过施加水力压力并测量开始渗漏的压力。从封堵效果的角度来看，水力胶结强度的重要性比剪切固结强度更大，因为大部分油气井水泥都能提供足够的支持套管重量所需的固结强度，而水力胶结强度却常常满足不了工程的需要，而且影响因素十分复杂。水力胶结强度直接影响固井的封固质量和油水井的堵漏效果，是防止因油气水窜造成封固失效的关键。授权公告号为CN2127786Y的中国技术专利公开了一种组合式水泥环胶结强度测试装置，适于测试油井水泥浆在模拟地层高温高压条件下养护后的水泥环与金属管之间的胶结强度，主要用于测试套管与井壁之间水泥环的水泥胶结强度。授权公告号为CN100545417C的中国专利技术专利公开了一种实验室用高温高压泥饼胶结质量评价装置，模拟评价井下钻井液、泥饼存在时对固井液界面胶结质量的影响，不同冲洗液对环空冲洗效果的评价，通过压力剪切测定两者界面的胶结强度，通过水压窜通原理测定两者界面的水力胶结强度，但是，上述装置均结构复杂，操作不方便，且存在高温高压危险。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种结构简单，操作方便，安全可靠的用于检测封窜剂胶结强度的实验装置。本专利技术的另一个目的是提供一种用于检测封窜剂胶结强度的方法，该方法采用上述用于检测封窜剂胶结强度的实验装置。为达到上述目的，本专利技术提供了一种用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，其包括：套管，所述套管为底端封闭、顶端敞开的中空壳体，所述套管的底端设排液口，所述套管的顶端连接有法兰盖，所述法兰盖上开设有进液口，所述套管内部中央设有人造岩心，所述人造岩心具有多条由上至下设置的用于容纳封窜剂的裂缝，所述人造岩心与所述套管之间设有水泥环，所述水泥环的外表面与所述套管的内表面紧密贴合，所述水泥环的内表面与所述人造岩心的外表面紧密贴合；流体泵送机构，其通过导流管与所述人造岩心的上端相连接，流体通过所述流体泵送机构泵送至各所述裂缝中。如上所述的用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，其中，所述套管的底面连接有端盖，所述端盖的中央设有具有内螺纹的排液通孔，所述排液通孔内旋接有丝堵。如上所述的用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，其中，所述排液口的横截面呈圆形，所述排液通孔的孔径与所述排液口的直径相等。如上所述的用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，其中，所述套管的底面设有向下凸出的连接柱，所述排液通孔贯通所述连接柱，所述连接柱的外表面设有外螺纹，所述端盖具有顶面和侧面，所述排液通孔设置在所述顶面上，所述侧面设有内螺纹，通过所述外螺纹与所述内螺纹的旋接配合，所述端盖与所述套管的底面相连接。如上所述的用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，其中，所述人造岩心的上端面与所述水泥环的上端面平齐，所述人造岩心的上端面低于所述套管的上端面，所述法兰盖、所述套管、所述人造岩心的上端面和所述水泥环的上端面围合成流体容置空间。如上所述的用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，其中，所述流体泵送机构为平流泵，所述导流管为不锈钢编织软管。本专利技术还提供了一种用于检测封窜剂胶结强度的方法，采用上述用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，所述用于检测封窜剂胶结强度的方法包括以下步骤：开启流体泵送机构，向人造岩心的各裂缝中泵送封窜剂，待所述封窜剂填充各所述裂缝后，关闭所述流体泵送机构；待所述封窜剂固化后，再次开启流体泵送机构，向所述人造岩心的上端泵送压力流体；待所述压力流体突破所述封窜剂从套管底面的排液口流出时，记录所述压力流体的实时压力值；根据记录的实时压力值计算突破压力梯度值。如上所述的用于检测封窜剂胶结强度的方法，其中，在开启所述流体泵送机构前，还包括以下步骤：在所述套管的底面连接端盖，在所述端盖上连接丝堵；将连接有所述端盖的所述套管放置在膨润土溶液中浸泡。如上所述的用于检测封窜剂胶结强度的方法，其中，在开启所述流体泵送机构前，还包括以下步骤：采用G级水泥和200目石英砂，按照水泥与石英砂配比2：1，水灰比0.44配制水泥砂浆；将配置好的所述水泥泥浆倒入模具中，待所述水泥泥浆固化成水泥柱后移走所述模具；在所述水泥柱上由上至下蚀刻多条裂痕，待进一步固化后，在每一所述裂痕内填充凡士林；将所述水泥柱放置在内置有水泥环的所述套管内，对所述套管加热使所述凡士林融化；待所述凡士林融化后，开启流体泵送机构，向所述人造岩心的上端泵送热水冲刷所述裂痕形成所述裂缝。如上所述的用于检测封窜剂胶结强度的方法，其中，所述压力流体为水或者水蒸气。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：本专利技术提供的用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，具有结构简单，操作方便，模拟真实，检测快速，数据精确、安全可靠等优点，同时该装置还可以用来模拟评价调剖堵水剂或调驱剂体系的封堵性能；本专利技术提供的用于检测封窜剂胶结强度的方法具有检测快速，数据精确等优点。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中：图1是根据本专利技术一实施例提供的用于检测封窜剂胶结强度的实验装置的结构示意图；图2是图1所示的用于检测封窜剂胶结强度的实验装置中人造岩心的剖视结构示意图。附图标号说明：1-套管；2-法兰盖；3-人造岩心；31-裂缝；4-水泥环；5-流体泵送机构；6-导流管；7-端盖；8-流体容置空间。具体实施方式为了对本专利技术的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，本专利技术提供了一种用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，其包括：套管1和流体泵送机构5，其中，套管1为底端封闭、顶端敞开的中空壳体，套管1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，其特征在于，所述用于检测封窜剂胶结强度的实验装置包括：套管，所述套管为底端封闭、顶端敞开的中空壳体，所述套管的底端设排液口，所述套管的顶端连接有法兰盖，所述法兰盖上开设有进液口，所述套管内部中央设有人造岩心，所述人造岩心具有多条由上至下设置的用于容纳封窜剂的裂缝，所述人造岩心与所述套管之间设有水泥环，所述水泥环的外表面与所述套管的内表面紧密贴合，所述水泥环的内表面与所述人造岩心的外表面紧密贴合；流体泵送机构，其通过导流管与所述人造岩心的上端相连接，流体通过所述流体泵送机构泵送至各所述裂缝中。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，其特征在于，所述用于检测封窜
剂胶结强度的实验装置包括：
套管，所述套管为底端封闭、顶端敞开的中空壳体，所述套管的底端设排液口，
所述套管的顶端连接有法兰盖，所述法兰盖上开设有进液口，所述套管内部中央设有
人造岩心，所述人造岩心具有多条由上至下设置的用于容纳封窜剂的裂缝，所述人造
岩心与所述套管之间设有水泥环，所述水泥环的外表面与所述套管的内表面紧密贴
合，所述水泥环的内表面与所述人造岩心的外表面紧密贴合；
流体泵送机构，其通过导流管与所述人造岩心的上端相连接，流体通过所述流体
泵送机构泵送至各所述裂缝中。
2.根据权利要求1所述的用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，其特征在于，
所述套管的底面连接有端盖，所述端盖的中央设有具有内螺纹的排液通孔，所述
排液通孔内旋接有丝堵。
3.根据权利要求2所述的用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，其特征在于，
所述排液口的横截面呈圆形，所述排液通孔的孔径与所述排液口的直径相等。
4.根据权利要求2所述的用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，其特征在于，
所述套管的底面设有向下凸出的连接柱，所述排液通孔贯通所述连接柱，所述连
接柱的外表面设有外螺纹，所述端盖具有顶面和侧面，所述排液通孔设置在所述顶面
上，所述侧面设有内螺纹，通过所述外螺纹与所述内螺纹的旋接配合，所述端盖与所
述套管的底面相连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于检测封窜剂胶结强度的实验装置，
其特征在于，
所述人造岩心的上端面与所述水泥环的上端面平齐，所述人造岩心的上端面低于
所述套管的上端面，所述法兰盖、所述套管、所述人造岩心的上端面和所述水泥环的
上端面围合成流体容置空间。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于检测封窜...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小凯，张景鑫，刘德铸，王浩，郑猛，李瑞，刘靖炜，杨立龙，刘林，姚明活，俸莉，金涛，杜海旺，李伟，孙晔，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11