本发明专利技术公开了一种水泥塞套管界面密封完整性测试装置及方法，属于油气井工程技术领域，该装置包括水泥塞套管系统，所述水泥塞套管系统包括模拟套管、模拟水泥塞和水泥塞套管模拟界面，所述模拟套管的内环空连接有水泥注入结构，能注入水泥浆并养化构成所述模拟水泥塞，所述模拟水泥塞与所述模拟套管之间的接触面构成所述水泥塞套管模拟界面。本发明专利技术还公开了一种水泥塞套管界面密封完整性测试方法。本发明专利技术的技术方案能够实时判断界面密封完整性的失效情况，并能够可视化形式获得不同温度、压差条件下水泥塞套管界面剥离裂缝的扩展过程，本发明专利技术提供的水泥塞套管界面密封完整性测试装置成本较低，结构简单，测试方法操作方便，适于实验推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油气井工程，涉及一种水泥塞套管界面密封完整性测试装置及方法，具体地说，涉及一种油气井弃置过程中不同温度、压力条件下水泥塞套管界面密封完整性测试装置及测试方法。
技术介绍
1、一个完整的油气田开发周期通常需要经历勘探、钻完井、开发及弃置四个环节。油气井的设计寿命一般为30年左右，目前国内有大量的油气井已进入生产开发的中后期。受生态环境和经济效益的影响，需要弃置的油气井数量逐年增加，油气井弃置作业需求呈上升趋势。井筒弃置是油气井生命周期的最后阶段，而弃置过程及弃置后期出现的地下流体运移、泄漏等井筒密封性问题，对生产安全及环保产生了不利影响。研究表明水泥塞套管界面密封完整性失效是导致套管弃置井泄漏及井筒完整性失效的主要方式。目前对水泥塞套管界面密封完整性的研究主要集中在水泥塞密封能力的实验研究，采用的主要方法是在钢管内注入均质的水泥浆，水泥凝固5-7天后，通过钢管外壁的加热装置改变系统的温度，在系统底部施加气体压力并调节水泥塞两端的压差，通过流量计测量穿过水泥塞的气体泄漏速度，确定通过水泥塞套管系统内气体的流动路径。
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【技术保护点】
1.一种水泥塞套管界面密封完整性测试装置，其特征在于，包括水泥塞套管系统，所述水泥塞套管系统包括模拟套管、模拟水泥塞和水泥塞套管模拟界面，所述模拟套管的内环空连接有水泥注入结构，能注入水泥浆并养化构成所述模拟水泥塞，所述模拟水泥塞与所述模拟套管之间的接触面构成所述水泥塞套管模拟界面；所述水泥塞套管系统顶部密封连接有压力加载系统；所述水泥塞套管系统外部设有温度加载系统，包括加热装置、导热液注入结构和导热液回流结构；所述水泥塞套管系统底部密封连接有气体注入系统；所述水泥塞套管系统顶部密封连接有气体检测系统，包括气体检测接口和气体检测仪；所述加热装置外部设有可视化系统，包括计算机控制柜、压力传...
【技术特征摘要】
1.一种水泥塞套管界面密封完整性测试装置，其特征在于，包括水泥塞套管系统，所述水泥塞套管系统包括模拟套管、模拟水泥塞和水泥塞套管模拟界面，所述模拟套管的内环空连接有水泥注入结构，能注入水泥浆并养化构成所述模拟水泥塞，所述模拟水泥塞与所述模拟套管之间的接触面构成所述水泥塞套管模拟界面；所述水泥塞套管系统顶部密封连接有压力加载系统；所述水泥塞套管系统外部设有温度加载系统，包括加热装置、导热液注入结构和导热液回流结构；所述水泥塞套管系统底部密封连接有气体注入系统；所述水泥塞套管系统顶部密封连接有气体检测系统，包括气体检测接口和气体检测仪；所述加热装置外部设有可视化系统，包括计算机控制柜、压力传感器、温度传感器和声波检测仪，所述声波检测仪对所述水泥塞套管模拟界面剥离裂缝的扩展过程进行记录，所述压力传感器、所述温度传感器、所述声波检测仪和所述气体检测系统均与所述计算机控制柜连接。
2.根据权利要求1所述的一种水泥塞套管界面密封完整性测试装置，其特征在于，所述模拟套管内环空顶部设置有第一套管密封接头，所述第一套管密封接头上连接有所述水泥注入结构，所述水泥注入结构将水泥浆注入所述模拟套管内环空内，所述水泥浆凝固构成所述模拟水泥塞，所述模拟水泥塞与所述模拟套管之间的接触面构成所述水泥塞套管模拟界面；所述模拟套管内环空底部连接有第二套管密封接头。
3.根据权利要求1所述的一种水泥塞套管界面密封完整性测试装置，其特征在于，所述水泥注入结构包括水泥储罐，所述水泥储罐的出口连接有水泥储罐控制阀，所述水泥储罐控制阀的出口与水泥浆注入泵连通，所述水泥浆注入泵通过高压管线与水泥浆注入接口连通，所述水泥注入接口设置于所述第一套管密封接头上。
4.根据权利要求1所述的一种水泥塞套管界面密封完整性测试装置，其特征在于，所述压力加载系统包括储液罐，所述储液罐的出口连接有储液罐控制阀，所述储液罐控制阀的出口与液体注入泵连通，所述液体注入泵的出口连接有液体注入泵控制阀，所述液体注入泵控制阀与液体注入接口连接，所述液体注入接口设置于所述第一套管密封接头上。
5.根据权利要求1所述的一种水泥塞套管界面密封完整性测试装置，其特征在于，所述温度加载系统包括所述加热装置，所述加热装置底部连接有所述导热液注入结构，所述加热装置顶部连接有所述导热液回流结构。
6.根据权利要求1所述的一种水泥塞套管界面密封完整性测试装置，其特征在于，所述模拟套管外部同轴且等径向间隔套设加热装置外壳，所述加热装置外壳与所述模拟套管结构之间构成封闭的加热装置内腔，所述加热装置外壳的底部设置有加热装置支座。
7.根据权利要求1所述的一种水泥塞套管界面密封完整性测试装置，其特征在于，所述导热液注入结构包括导热液储罐，所述导热液储罐的出口连接有第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋记伟，刘子帅，李勇，李军鹏，郭玉超，张海志，靳建洲，于永金，齐奉忠，徐明，王贵富，黄昭，罗玉财，郭雪利，张晓兵，王天鹤，徐文华，孙一流，张伟，徐璞，吕斌，夏修建，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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