[發(fā)明專利]固井水泥漿水侵模擬評價(jià)儀及評價(jià)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611109718.X
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106640062B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張興國;王金山;林志輝;趙殊勛;付加文;王貴富
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B33/13
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發(fā)明公開了固井水泥漿水侵模擬評價(jià)儀及評價(jià)方法。該評價(jià)儀主要由釜體、水浴鍋、中間容器、氮?dú)庠唇M成，釜體上部有釜體頂蓋A和釜體頂蓋B，下部有釜體底蓋；釜體內(nèi)部有水泥漿、模擬巖心，模擬巖心中心有一個(gè)豎直方向不通透的孔；釜體頂蓋A通過進(jìn)水口連接中間容器、氮?dú)庠矗w頂蓋B通過注氣口連接氮?dú)庠矗w底蓋有2個(gè)水泥漿注入口和出氣口。通過該裝置可以模擬固井中水侵的過程、評價(jià)水泥漿體系的抗水侵能力，也可以測得模擬巖心與水泥漿接觸界面的膠結(jié)強(qiáng)度和竄通壓力。本發(fā)明原理可靠，操作簡便，可為優(yōu)化調(diào)整井的固井水泥漿配方、提高水泥漿的抗水侵能力提供參考，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，具有廣闊的市場前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣井固井過程中的水泥漿水侵模擬評價(jià)儀及評價(jià)方法，可用于評價(jià)固井水泥漿的抗水侵能力。

背景技術(shù)

在油田開發(fā)中后期，鉆調(diào)整井(為進(jìn)一步開發(fā)及實(shí)現(xiàn)油氣層層系細(xì)分和井網(wǎng)加密而所鉆的生產(chǎn)井、注水井及更新井等)是提高油田儲(chǔ)量動(dòng)用程度、實(shí)現(xiàn)油田穩(wěn)產(chǎn)的重要措施之一。隨著油田的進(jìn)一步開發(fā)，每年鉆調(diào)整井的數(shù)量越來越多。因?yàn)樵诶嫌蛥^(qū)長期注水開采，導(dǎo)致地層壓力系統(tǒng)紊亂，安全壓力窗口窄，固井過程中壓穩(wěn)和壓漏矛盾突出，水竄、水侵問題頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響調(diào)整井的固井質(zhì)量。

有學(xué)者提出調(diào)整水泥漿體系得到觸變性強(qiáng)、靜膠凝強(qiáng)度發(fā)展快的防竄水泥漿來提高調(diào)整井的固井質(zhì)量(沈志宏，杜輝強(qiáng)，伍尚繼等.薄油層薄隔層活躍水層調(diào)整井固井技術(shù)[J].石油鉆采工藝,2001,23(2):25-26)，或者增大自由水和地層水侵入的流動(dòng)阻力來提高調(diào)整井的固井質(zhì)量(舒秋貴等.注水區(qū)塊調(diào)整井固井水侵機(jī)理研究[J].西部探礦工程,2004,16(2):72-74)。由于地層水不斷侵入水泥漿中，破壞水泥漿的膠凝結(jié)構(gòu)，形成局部小段或大段竄槽(邱燮和等.超淺調(diào)整井固井防水竄技術(shù)[J].鉆井液與完井液,2013,30(4):84-87)，這些針對水竄、水侵問題的研究，多從縮短水泥漿稠化時(shí)間、降低水泥漿濾失、減少水泥漿凝結(jié)過程中的體積收縮、使用雙凝水泥漿、環(huán)空憋壓彌補(bǔ)水泥漿失重等方面入手，但效果都不是很好，不能從根本上解決調(diào)整井固井水侵問題。

因此從水泥漿分子內(nèi)聚力出發(fā)，研究水泥漿自身抗水侵能力，顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供固井水泥漿水侵模擬評價(jià)儀，該裝置可以模擬固井中水侵的過程、評價(jià)水泥漿體系的抗水侵能力，也可以測得模擬巖心與水泥漿接觸界面的膠結(jié)強(qiáng)度、竄通壓力，為優(yōu)化調(diào)整井的固井水泥漿配方、提高水泥漿的抗水侵能力提供參考，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足。

本發(fā)明的另一目的還在于提供利用上述評價(jià)儀對固井水泥漿抗水侵能力進(jìn)行評價(jià)的方法，該方法原理可靠，操作簡便，具有廣闊的市場前景。

為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。

固井水泥漿水侵模擬評價(jià)儀，主要由釜體、氮?dú)庠础⒅虚g容器、水浴鍋等組成。

所述釜體內(nèi)部，由外向內(nèi)依次有水泥漿、模擬巖心，所述模擬巖心中心有一個(gè)豎直方向不通透的孔；所述釜體外部，釜體頂蓋A通過進(jìn)水口連接中間容器、氮?dú)庠矗w頂蓋B通過注氣口連接氮?dú)庠础?/p>

所述釜體頂蓋A有進(jìn)水口、卡槽，釜體頂蓋B有注氣口、卡槽；所述釜體底蓋有水泥漿注入口(2個(gè))、出氣口、卡槽；所述釜體中部有兩圈泄壓螺絲(每圈6個(gè))。

將模擬巖心放入釜體內(nèi)部，將釜體頂蓋A和釜體底蓋蓋好，將裝置倒置，通過釜體底蓋的水泥漿注入口向釜體內(nèi)注入水泥漿；水泥漿凝結(jié)之后，將釜體頂蓋A取下?lián)Q上釜體頂蓋B，將釜體底蓋松開幾扣，將出氣口旋開，通過釜體頂蓋B上的注氣口通氣。

所述模擬巖心上、下部均墊有石墨墊環(huán)，上部的石墨墊環(huán)中心有孔，防止水從上部和下部竄入水泥漿。

所述釜體頂蓋A、釜體頂蓋B和釜體底蓋，與釜體本身均是絲扣連接并墊有密封圈。

本發(fā)明的模擬巖心選取與地層滲透率和孔隙度相當(dāng)?shù)募纯伞?/p>