【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气井封堵，特别是一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置及其方法。
技术介绍
1、油气井挤水泥作业是油田常用封固窜漏层、射孔段炮眼等的一种作业方式，目的是通过施加压力强行将水泥浆挤入地层或炮眼，待水泥浆凝固后对地层或炮眼等进行封堵。
2、参阅图2，现有的油气井挤水泥作业，操作流程是：由水泥车通过钻杆注入一定量的超细水泥浆，将超细水泥浆注入指定位置后，起钻杆到水泥浆液面以上，施加压力将超细水泥浆挤入地层或炮眼，并依据压力变化判断水泥浆是否挤入地层；待压力持续上升到设定值停止挤入，起钻杆到安全位置，等待水泥浆凝固，水泥浆凝固后即可实现对地层或炮眼的封堵。
3、但是现有作业方法存在的问题是：不同的地层其孔缝发育的情况不同，封堵水泥浆在其中的进入和穿透能力可能有所不同，同时，不同的封堵水泥浆，由于其组分及其颗粒理化性能差异，其在压力下进入地层孔缝及炮眼的能力也不尽相同，且凝固后的强度也可能有所不同，为此，水泥浆是否能按预期进入地层孔缝、形成足够厚度的封堵带，是否能形成足够的强度以封堵不同尺寸的孔缝并达到预期的封堵效果等，均无法作出有效评估，从而无法根据具体油气井情况调节对应的挤压参数(目前只是经验参数)，导致封堵效果不够好。
4、基于此，本公司通过设计一模拟油气井高压水泥浆封堵的装置，通过室内进行模拟实验并进行评估，根据评价结果优选适于地层孔缝尺寸的封堵水泥浆组分、优化封堵水泥浆的配方，确保封堵水泥浆能够进入地层孔缝或炮眼一定的深度、以形成足够厚度的封堵带，并在凝固后具备足够的强度实现对
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能准确地提供挤压参数的模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置及其方法，解决了传统油气井封堵时只采用经验数据导致封堵效果不够好的问题。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
3、(第一方面)一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置，其为养护釜，包括:
4、外筒，具有竖直内腔；所述外筒的顶部可打开而底部封堵，其顶部具有进液-进气口，其底部具有排液-排气口；
5、内筒a，其内装有柱状岩心试件；所述柱状岩心试件与内筒a之间的缝隙经树脂封固，两者形成封固结构；所述封固结构放置在外筒的竖直内腔的下部，并且封固结构将内筒a的下部密封截断；
6、内筒b，其放置在外筒的竖直内腔的上部，内筒b与内筒a对接且对接处密封。
7、将柱状岩心试件装在养护釜内时，通过内筒b装入封堵水泥浆，然后养护釜通过压力控制、温度控制让封堵水泥浆渗入柱状岩心试件内；通过测量渗入柱状岩心试件的封堵水泥浆的量，评价封堵水泥浆进入柱状岩心试件孔缝的能力；通过测试封堵带的液压击穿压力，通过评价封堵带的承压能力，进而判定所用水泥浆对实验用地层孔缝的封堵效果；通过ct扫描或剖开观察，分析研究封堵水泥浆在不同条件下进入地层孔缝的情况，及其在地层孔缝中固结的情况。相比于传统的经验参数，本方案根据评价、分析相应的情况，获知封堵水泥浆在地层中挤堵的实际参数，从而能更具真实油气井岩心情况，为优化封堵水泥浆配方、改进挤封工艺提供参考和指导。
8、作为本申请优选的技术方案，所述排液-排气口，经透明刻度管与可调高压针阀相连。经透明刻度管更好地读取渗透出排液-排气口的封堵水泥浆的量。
9、进一步地，所述排液-排气口开设在下底座上，下底座将外筒的底部封堵。
10、作为本申请优选的技术方案，所述外筒的竖直内腔的内底部，还放置支撑网板；封固结构放置在支撑网板上。利于封堵水泥浆能从柱状岩心试件的下端面的整个端面渗出。
11、作为本申请优选的技术方案，所述进液-进气口为加压孔，加压孔开设在上顶盖上；所述上顶盖可打开地密封安装在外筒的顶部。加压孔既可以通入压力水，也可以通入压力气，还可以通入常压水。
12、作为本申请优选的技术方案，所述封固结构放置在外筒的竖直内腔的下部时，通过在内筒a外套设密封圈a将内筒a的下部密封截断。
13、作为本申请优选的技术方案，所述内筒b为上大下小的锥状，内筒a的上端的孔口为上大下小的扩口，两者适配对接且在对接处涂抹黄油后再进行对接，便于拆卸。内筒b充当进料筒的作用，避免封堵水泥浆与外筒的内壁粘附，无法将内筒a取出。
14、第二方面一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的方法，包括以下步骤：
15、s1、预处理；
16、取与地层岩心的孔隙、裂缝均相似的柱状岩心试件，将柱状岩心试件的柱面打磨光整；
17、再将柱状岩心试件装入内筒a中，两者之间的环形间隙经树脂填充后，整体形成封固结构；
18、s2、渗水；
19、待封固结构中的树脂凝固后，封固结构套设密封圈a后放置于养护釜的内腔中，该内腔为竖直柱状内腔，封固结构位于该内腔的下部；所述养护釜的内腔的顶部可打开，其上部具有进液-进气口，其底部具有排液-排气口；所述养护釜还具有加热器件；
20、养护釜在常温常压下通入渗流清水，让封固结构中的柱状岩心试件饱和清水，且多余的水经排液-排气口排出；
21、s3、在养护釜的内腔上部放入内筒b，内筒b的下端棱边与内筒a的上端棱边对接密封；
22、向内筒b内灌入预定体积、根据封堵工艺预制的封堵水泥浆；
23、s4、挤堵；
24、先封闭养护釜，并对其内部施加初始压力，然后再加热；当加热至设定温度后，打开排液-排气口，使得封堵水泥浆形成挤入压差，封堵水泥浆进入模拟的缝隙内，一部分水泥浆挤入柱状岩心试件内，另一部分水泥浆经排液-排气口排出；量取从排液-排气口排出的封堵水泥浆的量；
25、s5、根据挤封工艺要求完成挤堵后，关闭排液-排气口，再逐步、缓慢降低养护釜内的压力，恒温恒压养护封堵水泥浆，候凝；
26、s6、测试；
27、候凝至预定时间后，对养护釜降温、泄压，然后取出内筒b和内筒a，此时，模拟缝隙处经水泥将封堵后形成封堵带且封堵带凝固，在内筒b内的水泥浆也凝固；
28、拆掉内筒b内剩余水泥浆形成的水泥塞，并量取水泥塞的体积；通过定量的总的封堵水泥浆，减去剩余在内筒b内的水泥塞，再减去排液-排气口排出的水泥浆，于是得到了挤入挤入柱状岩心试件的封堵水泥浆的量，从而评价封堵水泥浆进入柱状岩心试件孔缝的能力。
29、当所述步骤s6完毕后还具有步骤s7，在步骤s7中：
30、当拆掉内筒b内剩余水泥浆形成的水泥塞后，将内筒a以及其内的柱状岩心试件重新放入养护釜内，从上部施加液压，测试封堵带的液压击穿压力，评价封堵带的承压能力，进而判定所用水泥浆对实验用地层孔缝的封堵效果；或者，采用千斤顶、抗压强度测试仪，将封堵后的柱状岩心试件从内筒a内筒中取出，再进行ct扫描或剖开观察，分析研究封堵水泥浆在不同条件下进入地层孔缝的情况，及其在地层孔缝中固结的情况。
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【技术保护点】
1.一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置，其特征在于：其为养护釜，包括:
2.根据权利要求1所述的一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置，其特征在于：所述排液-排气口，经透明刻度管(13)与可调高压针阀(10)相连；
3.根据权利要求1所述的一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置，其特征在于：所述外筒(2)的竖直内腔的内底部，还放置支撑网板(5)；封固结构放置在支撑网板(5)上。
4.根据权利要求1所述的一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置，其特征在于：所述封固结构放置在外筒(2)的竖直内腔的下部时，通过在内筒A(1)外套设密封圈A(8)将内筒A(1)的下部密封截断。
5.根据权利要求1所述的一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置，其特征在于：所述内筒B(4)为上大下小的锥状，内筒A(1)的上端的孔口为上大下小的扩口，两者适配对接且在对接处涂抹黄油后再进行对接。
6.一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的方法，其特征在于：包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的方法，其特征在
8.根据权利要求6或7所述的一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的方法，其特征在于：所述S4中，从排液-排气口排出的封堵水泥浆进入透明刻度管段(13)中，然后再被读取。
9.根据权利要求6或7所述的一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置及其方法，其特征在于：所述步骤S1中，柱状岩心试件，采用为实际油气井取出的标准尺寸的柱状地层岩心；
10.根据权利要求6或7所述的一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置及其方法，其特征在于：所述步骤S1中，柱状岩心试件，采用模拟实际油气井地层岩心的模拟岩心；
...【技术特征摘要】
1.一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置，其特征在于：其为养护釜，包括:
2.根据权利要求1所述的一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置，其特征在于：所述排液-排气口，经透明刻度管(13)与可调高压针阀(10)相连；
3.根据权利要求1所述的一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置，其特征在于：所述外筒(2)的竖直内腔的内底部，还放置支撑网板(5)；封固结构放置在支撑网板(5)上。
4.根据权利要求1所述的一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置，其特征在于：所述封固结构放置在外筒(2)的竖直内腔的下部时，通过在内筒a(1)外套设密封圈a(8)将内筒a(1)的下部密封截断。
5.根据权利要求1所述的一种模拟油气井高温高压水泥浆封堵的装置，其特征在于：所述内筒b(4)为上大下小的锥状，内筒a(1)的上端的孔口为上大下小的扩口，两者适配...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨国良，张作宏，刘华治，张建新，陈志超，梁远斌，曾科，车小朋，曾培华，代清，田发斌，
申请(专利权)人：四川川庆井下科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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