固井冲洗效率的评价装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种固井冲洗效率的评价装置和方法，装置包括：模拟井筒泥饼形成部件、模拟井筒泥饼冲洗部件、加热水箱、水泵、质量流量计和加压装置；第一加热套筒用于设定岩心/钢柱的外表面在形成泥饼时的第一温度值；加压装置与进气孔连接；加压装置用于设定岩心/钢柱的外表面在形成泥饼时的第一压力值；第二加热套筒用于设定吸附有泥饼的岩心/钢柱在冲洗时的第二温度值；加热水箱用于装载冲洗液；水泵用于将冲洗液从进液口输入至第二模拟井筒中；质量流量计用于根据剪切速率相等原理设定冲洗液的排量。本发明专利技术提供的固井冲洗效率的评价装置，提升了冲洗效果评价的准确性。

Evaluation device and method for the efficiency of well cementing

The invention provides an evaluation device and method for the efficiency of well cementing, which consists of a simulated wellbore mud cake forming unit, a simulated wellbore mud cake flushing part, a heating tank, a water pump, a mass flowmeter and a pressurizing device, and the first heating sleeve is used to set the first temperature value of the outer surface of the core / steel column when the mud cake is formed; The pressure device is connected to the inlet; the pressure device is used to set the first pressure value of the outer surface of the core / steel column to form a mud cake; the second heating sleeve is used to set the second temperature value of the core / steel column adsorbed with mud cakes at the time of flushing; the heating tank is used to load the flushing fluid; the water pump is used to input the rinse from the inlet to the outlet. Two in the simulated wellbore, the mass flowmeter is used to set the displacement of the rinsing fluid according to the principle of equal shear rate. The evaluation device of the cementing efficiency of the invention improves the accuracy of the evaluation of the washing effect.

【技术实现步骤摘要】
固井冲洗效率的评价装置和方法
本专利技术涉及油气井开采
，尤其涉及一种固井冲洗效率的评价装置和方法。
技术介绍
油气井在固井下套管后，钻井液中的固相颗粒通过吸附作用附着在井壁岩石与套管壁上，形成泥饼。泥饼一方面减小了环空间隙，使得注水泥施工泵压过高、压漏地层；另一方面，注入的水泥浆达到一定返高后，固化的水泥浆将会与泥饼相胶结，大大降低了水泥石与套管、水泥石与井壁岩石的胶结能力，进而形成环空窜流通道，无法对地层流体(地层水和气)进行有效隔离，影响了固井质量。为此，在固井施工过程中，需要在注水泥前往井下注入一定量的冲洗液，用于冲洗和剥离滞留在套管和井壁岩石上的钻井液及泥饼，从而改善水泥浆与套管界面、水泥浆与井壁界面的胶结能力。因此，建立有效的模拟和评价套管、井壁冲洗效率的评价装置和方法，显得尤为重要。专利申请号为CN103541675B的专利公开了一种基于剪切速率相等原理的固井冲洗液评价装置及方法，是基于旋转粘度计设计原理和剪切速率相等原理形成的固井冲洗评价装置和方法。该装置是在常温常压下在岩心或钢柱壁面形成泥饼后进行的冲洗评价实验，由于泥饼的形成条件为常温常压，与实际井下在某一温度、压力下形成泥饼的环境相差甚远，因此影响了冲洗效果评价的准确性。而且，该专利公开的方法中，将冲洗液装入固定容器的浆杯中，冲洗液用量为定值，那么，在对套管/井壁面形成不同厚度的泥饼进行冲洗时，冲洗效果会产生影响。因此，现有的固井冲洗评试验装置和方法，模拟的环境与实际井下环境相差甚远，影响了冲洗效果评价的准确性。
技术实现思路
本专利技术提供一种固井冲洗效率的评价装置和方法，提升了冲洗效果评价的准确性。本专利技术提供的固井冲洗效率的评价装置，包括：模拟井筒泥饼形成部件、模拟井筒泥饼冲洗部件、加热水箱、水泵、质量流量计和加压装置；所述模拟井筒泥饼形成部件包括：第一支座、第一加热套筒、第一模拟井筒、井筒滤失上盖、井筒滤失下盖和岩心/钢柱；所述第一加热套筒设置在所述第一支座上，所述第一模拟井筒设置在所述第一加热套筒的内部，所述第一模拟井筒的顶端和底端分别与所述井筒滤失上盖和所述井筒滤失下盖连接；所述井筒滤失上盖上设置有进气孔；所述岩心/钢柱位于所述第一模拟井筒的内部且与所述井筒滤失下盖连接；所述第一加热套筒用于设定所述岩心/钢柱的外表面在形成泥饼时的第一温度值；所述加压装置与所述进气孔连接；所述加压装置用于设定所述岩心/钢柱的外表面在形成泥饼时的第一压力值；所述模拟井筒泥饼冲洗部件包括：第二支座、第二加热套筒、第二模拟井筒、井筒冲洗上盖、井筒冲洗下盖和吸附有泥饼的所述岩心/钢柱；所述第二加热套筒设置在所述第二支座上，所述第二模拟井筒设置在所述第二加热套筒的内部，所述第二模拟井筒的顶端和底端分别与所述井筒冲洗上盖和所述井筒冲洗下盖连接；所述井筒冲洗上盖上设置有出液口，所述井筒冲洗下盖上设置有进液口；所述吸附有泥饼的岩心/钢柱位于所述第二模拟井筒的内部且与所述井筒冲洗上盖连接；所述水泵的一端与所述质量流量计的入口连接，所述质量流量计的出口通过控制阀与所述进液口连接，所述出液口与所述加热水箱的入口连接，所述加热水箱的出口与所述水泵的另一端连接；所述第二加热套筒用于设定所述吸附有泥饼的岩心/钢柱在冲洗时的第二温度值；所述加热水箱用于装载冲洗液；所述水泵用于将所述冲洗液从所述进液口输入至所述第二模拟井筒中；所述质量流量计用于根据剪切速率相等原理设定所述冲洗液的排量。本专利技术提供的固井冲洗效率的评价方法，应用于本专利技术任一实施例提供的固井冲洗效率的评价装置，所述方法包括：获取冲洗液的冲洗液性能；根据试验井的井身数据和所述冲洗液性能，获取所述试验井在井壁/套管壁的剪切速率；根据岩心/钢柱的外径、第二模拟井筒的内径、井壁/套管壁的剪切速率，根据剪切速率相等原理，获取冲洗液的预设排量；获取岩心/钢柱的初始质量M3；将岩心/钢柱固定在井筒滤失下盖上，放置在第一模拟井筒的内部，通过加压装置设定第一压力值，通过第一加热套筒设定第一温度值，进行第一预设时长的滤失；滤失结束后，将吸附有泥饼的岩心/钢柱从第一模拟井筒中取出，获取吸附有泥饼的岩心/钢柱的第一质量M1；通过模拟井筒泥饼冲洗部件、加热水箱、水泵、质量流量计和控制阀依次连接构成的封闭回路，在加热水箱中添加冲洗液，根据质量流量计调节控制阀，将冲洗液的排量设置为预设排量；将吸附有泥饼的岩心/钢柱固定在井筒冲洗上盖上，放置在第二模拟井筒的内部，通过第二加热套筒设定第二温度值，在预设排量下进行第二预设时长的冲洗；冲洗结束后，将岩心/钢柱从第二模拟井筒中取出，获取岩心/钢柱在冲洗后的第二质量M2；根据公式E＝(M1-M2)/(M1-M3)计算冲洗效率E。本专利技术提供了一种固井冲洗效率的评价装置，装置包括：模拟井筒泥饼形成部件、模拟井筒泥饼冲洗部件、加热水箱、水泵、质量流量计和加压装置。本专利技术提供的固井冲洗效率的评价装置，用岩心模拟井壁，钢柱模拟套管，在设定温度压力条件下在岩心或者钢柱的表面形成泥饼，基于实际井筒与模拟井筒剪切速率相等原理，在设定温度、设定冲洗液排量的条件下进行冲洗模拟测试，提升了实验模拟环境与实际井下环境的吻合度，提升了冲洗效果评价的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一提供的模拟井筒泥饼形成部件的结构示意图；图2为本专利技术实施例一提供的模拟井筒泥饼形成部件的连接管路图；图3为本专利技术实施例一提供的模拟井筒泥饼冲洗部件的结构示意图；图4为本专利技术实施例一提供的模拟井筒泥饼冲洗部件的连接管路图；图5为本专利技术实施例一提供的夹持器的结构示意图；图6为本专利技术实施例一提供的固井冲洗效率的评价方法的流程图。附图标记说明：1：模拟井筒泥饼形成部件；2：模拟井筒泥饼冲洗部件；3：加热水箱；4：水泵；5：质量流量计；6：第一支座；7：第一加热套筒；8：第一模拟井筒；9：井筒滤失上盖；10：井筒滤失下盖；11：岩心/钢柱；12：进气孔；13：第二支座；14：第二加热套筒；15：第二模拟井筒；16：井筒冲洗上盖；17：井筒冲洗下盖；18：出液口；19：进液口；20、33：控制阀；21：第一盖体；22：夹持器；23：凹槽；24：第二丝扣孔；25：第二盖体；26：连接杆；27：搅拌器；28：氮气瓶；29：气体加压阀；30：气体流量控制阀；31：底座；32：支撑架。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例一提供的模拟井筒泥饼形成部件的结构示意图。图2为本专利技术实施例一提供的模拟井筒泥饼形成部件的连接管路图。图3为本专利技术实施例一提供的模拟井筒泥饼冲洗部件的结构示意图。图4为本专利技术实施例一提供的模拟井筒泥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固井冲洗效率的评价装置，其特征在于，包括：模拟井筒泥饼形成部件、模拟井筒泥饼冲洗部件、加热水箱、水泵、质量流量计和加压装置；所述模拟井筒泥饼形成部件包括：第一支座、第一加热套筒、第一模拟井筒、井筒滤失上盖、井筒滤失下盖和岩心/钢柱；所述第一加热套筒设置在所述第一支座上，所述第一模拟井筒设置在所述第一加热套筒的内部，所述第一模拟井筒的顶端和底端分别与所述井筒滤失上盖和所述井筒滤失下盖连接；所述井筒滤失上盖上设置有进气孔；所述岩心/钢柱位于所述第一模拟井筒的内部且与所述井筒滤失下盖连接；所述第一加热套筒用于设定所述岩心/钢柱的外表面在形成泥饼时的第一温度值；所述加压装置与所述进气孔连接；所述加压装置用于设定所述岩心/钢柱的外表面在形成泥饼时的第一压力值；所述模拟井筒泥饼冲洗部件包括：第二支座、第二加热套筒、第二模拟井筒、井筒冲洗上盖、井筒冲洗下盖和吸附有泥饼的所述岩心/钢柱；所述第二加热套筒设置在所述第二支座上，所述第二模拟井筒设置在所述第二加热套筒的内部，所述第二模拟井筒的顶端和底端分别与所述井筒冲洗上盖和所述井筒冲洗下盖连接；所述井筒冲洗上盖上设置有出液口，所述井筒冲洗下盖上设置有进液口；所述吸附有泥饼的岩心/钢柱位于所述第二模拟井筒的内部且与所述井筒冲洗上盖连接；所述水泵的一端与所述质量流量计的入口连接，所述质量流量计的出口通过控制阀与所述进液口连接，所述出液口与所述加热水箱的入口连接，所述加热水箱的出口与所述水泵的另一端连接；所述第二加热套筒用于设定所述吸附有泥饼的岩心/钢柱在冲洗时的第二温度值；所述加热水箱用于装载冲洗液；所述水泵用于将所述冲洗液从所述进液口输入至所述第二模拟井筒中；所述质量流量计用于根据剪切速率相等原理设定所述冲洗液的排量。...

【技术特征摘要】
1.一种固井冲洗效率的评价装置，其特征在于，包括：模拟井筒泥饼形成部件、模拟井筒泥饼冲洗部件、加热水箱、水泵、质量流量计和加压装置；所述模拟井筒泥饼形成部件包括：第一支座、第一加热套筒、第一模拟井筒、井筒滤失上盖、井筒滤失下盖和岩心/钢柱；所述第一加热套筒设置在所述第一支座上，所述第一模拟井筒设置在所述第一加热套筒的内部，所述第一模拟井筒的顶端和底端分别与所述井筒滤失上盖和所述井筒滤失下盖连接；所述井筒滤失上盖上设置有进气孔；所述岩心/钢柱位于所述第一模拟井筒的内部且与所述井筒滤失下盖连接；所述第一加热套筒用于设定所述岩心/钢柱的外表面在形成泥饼时的第一温度值；所述加压装置与所述进气孔连接；所述加压装置用于设定所述岩心/钢柱的外表面在形成泥饼时的第一压力值；所述模拟井筒泥饼冲洗部件包括：第二支座、第二加热套筒、第二模拟井筒、井筒冲洗上盖、井筒冲洗下盖和吸附有泥饼的所述岩心/钢柱；所述第二加热套筒设置在所述第二支座上，所述第二模拟井筒设置在所述第二加热套筒的内部，所述第二模拟井筒的顶端和底端分别与所述井筒冲洗上盖和所述井筒冲洗下盖连接；所述井筒冲洗上盖上设置有出液口，所述井筒冲洗下盖上设置有进液口；所述吸附有泥饼的岩心/钢柱位于所述第二模拟井筒的内部且与所述井筒冲洗上盖连接；所述水泵的一端与所述质量流量计的入口连接，所述质量流量计的出口通过控制阀与所述进液口连接，所述出液口与所述加热水箱的入口连接，所述加热水箱的出口与所述水泵的另一端连接；所述第二加热套筒用于设定所述吸附有泥饼的岩心/钢柱在冲洗时的第二温度值；所述加热水箱用于装载冲洗液；所述水泵用于将所述冲洗液从所述进液口输入至所述第二模拟井筒中；所述质量流量计用于根据剪切速率相等原理设定所述冲洗液的排量。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述井筒滤失下盖包括第一盖体和夹持器，所述第一盖体的中心设置有第一丝扣孔；所述夹持器与所述第一盖体通过所述第一丝扣孔丝扣连接；所述夹持器的顶端设置有凹槽，所述凹槽与所述夹持器的底端通过第二丝扣孔连通；所述凹槽用于固定所述岩心/钢柱。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述井筒冲洗上盖包括第二盖体和所述夹持器；所述第二盖体的侧壁上设置有所述出液口...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱金智，杨谋，李晓春，陈英，彭晓刚，邓建民，艾正青，张峰，袁中涛，刘忠飞，
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