[發明專利]一種復雜地層下凝膠防漏堵漏性能測定裝置及其應用方法

有效

• 申請號: 201810326083.1
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108533210B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 黃全華;王成銀
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21B47/00;E21B47/117
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

1.一種復雜地層下凝膠防漏堵漏性能測定裝置，其特征是：包括實驗杯；所述實驗杯包括杯體(2)、底座(3)和帽蓋(1)，所述底座(3)和帽蓋(1)以可拆卸的方式連接在所述杯體(2)兩端；其中：

底座(3)上設置有空心圓柱凸臺(4)，所述空心圓柱凸臺(4)內填裝有卡筒(25)，所述卡筒(25)的數量至少為十個，其中部設置有巖心夾持孔(26)，所述巖心夾持孔(26)的直徑為25～27mm或38～40mm；所述空心圓柱凸臺(4)底部設置有導液孔(6)，所述導液孔(6)配備有堵塞(7)，所述導液孔(6)上方鋪設有濾網(5)；

杯體(2)下端設置有與所述空心圓柱凸臺(4)相配合的凹坑，所述杯體(2)插裝在所述空心圓柱凸臺(4)上；

帽蓋(1)包括一號帽蓋(1A)和二號帽蓋(1B)；所述一號帽蓋(1A)配備有標尺(8)，其頂部設置有標尺孔(9)和壓力注入孔(11)，所述標尺孔(9)和壓力注入孔(11)配備有孔塞(10)；所述標尺(8)能夠插裝到所述標尺孔(9)中，其下端以可拆卸的方式連接有活塞(12)，所述活塞(12)能夠插入杯體(2)內部并在杯體(2)內上下移動；所述二號帽蓋(1B)頂部設置有油管孔(14)和出水孔(15)，所述油管孔(14)中設置有能夠上下自由活動的擬油管(13)。

2.根據權利要求1所述的復雜地層下凝膠防漏堵漏性能測定裝置，其特征是：所述底座(3)和帽蓋(1)為板狀件，它們邊緣設置有螺紋孔(17)；所述杯體(2)兩端設置有連接邊(19)，所述連接邊(19)上設置有正對所述螺紋孔(17)的通孔(16)，所述螺紋孔(17)和通孔(16)中安裝有螺栓(18)；所述底座(3)和帽蓋(1)通過螺栓(18)與所述杯體(2)固定連接，連接面之間均墊有密封圈(20)。

3.根據權利要求1所述的復雜地層下凝膠防漏堵漏性能測定裝置，其特征是：所述標尺孔(9)為階梯孔，所述階梯孔上部塞有壓塊(21)，所述壓塊(21)中部設置有供標尺(8)穿過的通孔，所述孔塞(10)插裝在所述通孔中；所述壓塊(21)底部墊有密封圈(20)。

4.根據權利要求1所述的復雜地層下凝膠防漏堵漏性能測定裝置，其特征是：所述活塞(12)與所述標尺(8)螺紋連接；所述活塞(12)上設置有排氣孔(24)，所述排氣孔(24)配備有堵頭(23)。

5.根據權利要求1所述的復雜地層下凝膠防漏堵漏性能測定裝置，其特征是：所述二號帽蓋(1B)上出水孔(15)的數量為六個，所述出水孔(15)均勻分布在所述油管孔(14)周圍；所述油管孔(14)的直徑為30mm，所述出水孔(15)的直徑為10mm。

6.根據權利要求1所述的復雜地層下凝膠防漏堵漏性能測定裝置，其特征是：所述底座(3)和帽蓋(1)的厚度為20mm；所述杯體(2)的長度為210mm，其中凹坑段的長度為50mm，內徑為80mm，其余部分的內徑為75mm；所述空心圓柱凸臺(4)的高度為50mm，外徑為80mm，內徑為75mm；所述卡筒(25)的高度為50mm，外徑為75mm。

7.根據權利要求1所述的復雜地層下凝膠防漏堵漏性能測定裝置，其特征是：所述卡筒(25)與所述空心圓柱凸臺(4)之間墊有密封圈(20)。

8.根據權利要求1所述的復雜地層下凝膠防漏堵漏性能測定裝置，其特征是：所述卡筒(25)有十個，巖心夾持孔(26)的直徑以0.2mm的梯度從25mm增加到27mm；或者是巖心夾持孔(26)的直徑以0.2mm的梯度從38mm增加到40mm；巖心夾持孔(26)直徑為25mm或38mm的卡筒(25)與標準巖心無縫配合，以模擬純基質巖心；其余卡筒(25)內部插裝標準巖心后，標準巖心與卡筒(25)之間存在0～2.0mm的間隙，以模擬不同裂縫的巖心。

9.如權利要求1～8任意一項所述的復雜地層下凝膠防漏堵漏性能測定裝置的應用方法，其特征是：

測定凝膠的防漏堵漏性能，包括以下步驟：

a、測定凝膠脫水量：將一號帽蓋(1A)、杯體(2)和底座(3)組裝成完整的試驗裝置，杯體(2)中裝有凝膠；通過一號帽蓋(1A)上的壓力注入孔(11)向杯體(2)中加注不同壓力的壓力水，壓力水對活塞(12)施加壓力，活塞(12)壓縮凝膠以模擬實際壓差下凝膠對地層承壓能力；記錄標尺(8)讀數和導液孔(6)的漏失量，可得不同壓差下的凝膠脫水量、體積變化量以及凝膠脫水量與體積變化量之間的關系；

b、測定凝膠滲流量：將一號帽蓋(1A)、杯體(2)和底座(3)組裝成完整的試驗裝置，杯體(2)中裝有凝膠和水，水在凝膠上方，模擬凝膠在地層條件下的承壓環境；通過一號帽蓋(1A)上的壓力注入孔(11)向杯體(2)中加注不同壓力的壓力水，壓力水對活塞(12)施加壓力，活塞(12)壓縮水和凝膠；記錄導液孔(6)的出水量，對比此時的出水量與凝膠脫水量測定時的出水量，可得不同壓力下的凝膠滲流量；

c、用測得的不同壓差下的凝膠脫水量、工作液漏失量既滲流量評價凝膠的防漏和堵漏能力；

測定完井和修井作業后凝膠的反排性能：凝膠防漏堵漏性能測定完成后，用二號帽蓋(1B)替換一號帽蓋(1A)，通過上下抽提擬油管(13)或向杯體(2)中添加破膠劑，并上下抽提擬油管(13)，再向杯體(2)中注水，至從出水孔(15)排出的混合物中不存在粒徑大于0.5mm的凝膠塊為止，反排結束；根據杯體(2)內凝膠的排出量與剩余量判斷凝膠的破碎反排性能以及破膠劑的性能；

測定填砂或巖心因凝膠侵入而造成的滲透率下降，包括以下步驟：

a、將一號帽蓋(1A)、杯體(2)、底座(3)和卡筒(25)組裝成完整的試驗裝置，卡筒(25)上的巖心夾持孔(26)中填裝標準巖心，通過更換卡筒(25)，標準巖心與卡筒(25)之間具有0～2.0mm的間隙代表裂縫寬度，可模擬不同類型的地層巖心；杯體(2)中裝水；通過一號帽蓋(1A)上的壓力注入孔(11)向杯體(2)中加注壓力水；記錄導液孔(6)中的液體流量，計算砂體或巖心滲透率；

b、用凝膠替換杯體(2)中的水；往凝膠上方加入少量地層水，然后加裝活塞，并排出活塞與地層水之間的空氣，通過一號帽蓋(1A)上的壓力注入孔(11)向杯體(2)中加注壓力水，壓力水對活塞(12)施加壓力，活塞(12)壓縮凝膠；記錄標尺(8)讀數和導液孔(6)的出水量；

c、用二號帽蓋(1B)替換一號帽蓋(1A)，進行破膠反排操作；

d、用一號帽蓋(1A)替換二號帽蓋(1B)，重復步驟a，得到巖心污染后的滲透率；通過比較巖心污染前后的滲透率，可評價凝膠對巖心或填砂的污染以及反排成功后滲透率的恢復情況。