[實用新型]高溫高壓納米封堵劑評價裝置

有效

• 申請號: 201720352279.9
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN206594139U
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 蘇俊霖;董汶鑫;黃進軍
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙)51241
• 代理人: 曹少華

技術領域

本實用新型應用于石油工程領域，具體為高溫高壓納米封堵劑評價裝置。

背景技術

井壁穩定性問題是目前油氣田開發亟待解決的關鍵性問題，目的在于防止井眼垮塌該重大工程事故。目前解決井壁穩定性問題的主要方法為封堵井壁，封堵井壁的方法又分為下套管與加封堵劑兩種方法。然而，下套管成本高，另外，在裸眼鉆井階段必須使用封堵劑進行封堵。因此，封堵劑的研發與性能評價顯得尤為重要。其中，納米封堵劑是目前研發的熱門。納米封堵劑因顆粒達到納米級，呈現出優于常規封堵劑的性能，例如：量子效應，表面效應，隧道效應等。納米封堵劑旨在封堵納米級巖石孔隙，并同時依靠其表面活性牢牢貼附于巖石表面。然而，目前尚未模擬地層條件評價納米封堵劑封堵性能的裝置。

現有技術之一為可視砂管，將微米級沙礫放入玻璃管中，然后注入納米級封堵劑，通過觀察管內液體的流動狀況來評價封堵效果。若管內液體流動性差，則說明納米封堵劑封堵效果佳；若液體流動性好，則封堵效果差。

現有技術一的缺點

1.除非納米封堵劑封堵效果極佳或者極差，才能利用肉眼觀察到明顯的流體流動情況，但是想要細致區分封堵封堵效果，該裝置無法做到。

2.該裝置只能簡單定性的表明納米封堵劑在實驗室內的封堵性能，但是否適用于高溫高壓的地層條件，無從得知。

3.應該同時考慮納米材料封堵后的壓力，流量，而不是僅僅從宏觀的流體流動來評價。

現有技術之二為API濾失儀，API濾失儀是用于測鉆井液失水量的一種裝置，但是由于目前尚缺納米封堵劑評價裝置，一些學者用此來評價納米封堵劑封堵效果。

該技術的缺點：

1.泥餅的含水、孔隙及應力情況與地層巖塊相差甚遠，應選用鉆取的巖心模擬地層。

2.該裝置只是考慮了液體流量，但是封堵介質的受力情況并沒考慮。也就是說，當泥餅被納米封堵封堵后，不僅僅液體流量會減小，泥餅所受壓力也會增加。然而，封堵介質所受壓力更為重要，因為井壁的垮塌與所受壓力密切相關。同時利用壓力評價封堵效果更加靈敏，因為壓力波傳遞速度快于流體流動速度。

3.該裝置只能施加驅替封堵劑的壓力，無法模擬地層高壓環境。

4.該裝置封堵方向為縱向，封堵效果受重力作用影響，而在實際鉆井過程中，封堵劑封堵方向為橫向，不受重力影響。

5.該裝置操作費時，并采用人工讀數，誤差大。

實用新型內容

本實用新型提供一種高溫高壓納米封堵劑評價裝置。

該裝置目的在于還原井下納米封堵劑封堵地層的情景，模擬地層條件，同時從壓力與流動性兩個方面進行評價，并且實現數據采集的智能化。

具體的技術方案：

高溫高壓納米封堵劑評價裝置，包括反應釜，所述的反應釜內設置有封堵介質，所述的反應釜一端為注液端，另一端為出口端，所述的注液端和出口端與封堵介質連接，所述的封堵介質與反應釜之間有高壓氣體；所述的出口端設置有流量記錄儀；封堵介質上還連接有溫壓傳感器；反應釜上還設置有圍壓入口和排氣口；反應釜還安裝有高阻材料；所述的溫壓傳感器和流量記錄儀分別連接計算機。

高阻材料插入電源，依靠高阻材料制造高溫環境；反應釜內部中空部分為高壓氣體模擬地層壓力；封堵介質具備一定彈性強度，目的為了防止封堵介質因高壓氣體產生破裂；溫壓傳感器用來監測封堵介質溫度壓力的變化，流量記錄儀記錄流量變化，兩者均接入計算機，準確記錄任意時刻三者的數值。

本實用新型提供的高溫高壓納米封堵劑評價裝置，依照地層滲流模型，左端為注液端模擬地層封堵液侵入端，中間為高溫釜體模擬高溫高壓地層，右端為出口端記錄流體流量用來評價封堵劑封堵性能。

本實用新型提供的高溫高壓納米封堵劑評價裝置的有益效果：

1.能夠模擬地層條件，評價納米封堵劑封堵效果；

2.可以同時研究地層溫度與壓力對封堵劑封堵效果的影響；

3.該裝置能同時試驗納米封堵劑封堵后，納米封堵介質的滲透性與封堵壓力的變化，使評價結果更加客觀與準確；

4.操作更簡便，減小了人為誤差，采用計算機自動記錄數據。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式