固井水泥环微裂缝封堵剂封堵能力评价装置及评价方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109633097A(43)申请公布日2019.04.16(21)申请号201910006959.9G01N1/28(2006.01)(22)申请日2019.01.04(71)申请人中国石油大学（华东）地址266555山东省青岛市黄岛区长江西路66号中国石油大学(华东)石油工程学院(72)发明人步玉环王凯郭胜来孔琦杨万春赵兵张杰杰孙佳昭(74)专利代理机构济南克雷姆专利代理事务所(普通合伙)37279代理人张祥明(51)Int.Cl.G01N33/00(2006.01)G01M3/26(2006.01)G01N3/10(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称固井水泥环微裂缝封堵剂封堵能力评价装置及评价方法(57)摘要本发明公开了一种固井水泥环微裂缝封堵剂封堵能力评价装置及评价方法，包括釜体、注入泵、环压泵、加压泵和加热控制装置，釜体内部设有圆环形胶套和人工造缝的水泥柱塞以及柱状砂岩岩心，上下封头中心设有浅凹槽，内有密封圈来密封釜体两端，封堵剂由上端注入，模拟井下封堵水泥环微裂缝作业。该装置可模拟井下高温环境，在微裂缝内封堵剂发挥作用实现封堵，通过加压泵施压将封堵剂挤入已经人工造缝的水泥柱塞，研究封堵剂进入及滞留水泥环微裂缝的能力，研究挤注压力对封堵剂封堵固井水泥环微裂缝的封堵质量和影响，还可以研究封堵剂在不同人工造缝长度的水泥柱塞中的封堵效果。CN109633097ACN109633097A权利要求书1/2页1.一种固井水泥环微裂缝封堵剂封堵能力评价装置，其特征在于，包括：釜体，所述釜体上设有环压孔；环形胶套，所述环形胶套容设在所述釜体内，环形胶套内具有用于装入带有裂缝的水泥柱塞的圆形腔，环形胶套和釜体之间具有环压腔；上封头和下封头，所述上封头和下封头分别设置在所述釜体的上部和下部，所述上封头上设有连通所述圆形腔的打压孔，所述下封头上设有连通所述圆形腔的第一出水口；所述第一出水口处设有出水口阀门，下封头上还设有用于检测下封头腔内压力的下封头腔内压力表；注入泵，所述注入泵通过管线与所述打压孔相连；环压泵，所述环压泵通过管线与所述环压孔相连；加热装置和加热控制装置，所述加热控制装置与加热装置相连，加热装置与釜体相连。2.根据权利要求1所述的固井水泥环微裂缝封堵剂封堵能力评价装置，其特征在于，所述上封头包括：第二上封头，所述第二上封头与所述釜体相连，第二上封头中部形成连通圆形腔的内筒；第一上封头，所述第一上封头与所述第二上封头相连，所述打压孔设在第一上封头上。3.根据权利要求1或2所述的固井水泥环微裂缝封堵剂封堵能力评价装置，其特征在于，所述上封头、下封头分别与环形胶套的上下两端紧紧接触。4.根据权利要求1所述的固井水泥环微裂缝封堵剂封堵能力评价装置，其特征在于，所述上封头、下封头与釜体之间均通过密封圈密封。5.根据权利要求1所述的固井水泥环微裂缝封堵剂封堵能力评价装置，其特征在于，所述环压孔设在所述釜体侧面下部，所述釜体侧面上部设有连通所述环压腔的第二出水口。6.根据权利要求1所述的固井水泥环微裂缝封堵剂封堵能力评价装置，其特征在于，所述加热装置包括套设在所述釜体外壁的夹套，夹套设有电热丝，所述加热控制装置与所述电热丝相连。7.固井水泥环微裂缝封堵剂防冲破能力评价方法，其特征在于，使用权利要求1-6任一项所述的固井水泥环微裂缝封堵剂封堵能力评价装置，包括以下步骤：(1)使封堵好的水泥柱塞置于圆形腔；(2)调整加热装置使釜体内温度满足实验要求；(3)通过环压泵给环形胶套加环压，使水泥柱塞与环形胶套紧紧接触；(4)由注入泵对釜体内封堵好的水泥柱塞施加水压，模拟冲击封堵好的裂缝的冲破压力；(5)反应结束；(6)封堵能力评价；所述步骤(1)、(2)无时间顺序。8.根据权利要求7所述的评价方法，其特征在于，所述封堵能力为滞留能力和/或防冲破能力；所述滞留能力指在一定压力下，裂缝中的封堵剂滞留在裂缝中多少的能力；所述防冲破能力指一定的冲破压力是否可以突破封堵好的水泥柱塞。9.根据权利要求7所述的评价方法，其特征在于，所述滞留能力评价步骤是：在步骤(4)2CN109633097A权利要求书2/2页施加一定压力情况下，观察下封头的出水口是否有流体在一段时间内持续流出，来评价封堵剂封堵微裂缝的能力好坏。10.根据权利要求7所述的评价方法，其特征在于，所述封堵能力评价步骤是：将出水口阀门关闭，观察下封头腔内压力表，若在一段时间内压力表示数逐渐增大最后与注入泵的注入压力相同，则表示水压已经突破封堵好的造缝水泥柱塞；若没有出现上述情况，压力表之间的压差维持恒定，表明封堵剂已经很好的实现封堵。3CN109633097A说明书1/7页固井水泥环微裂缝封堵剂