[發(fā)明專(zhuān)利]水泥膠結(jié)測(cè)試裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810796806.4
• 申請(qǐng)日: 2018-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110736698A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 豆寧輝;楊順輝;鮑洪志;王歡歡;張輝;張百靈;楊進(jìn);柯珂
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01N19/04
• 分類(lèi)號(hào): G01N19/04
• 代理公司: 11611 北京聿華聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉華聯(lián)

本發(fā)明涉及一種水泥膠結(jié)測(cè)試裝置和方法，用于測(cè)量水泥的膠結(jié)性能，所述裝置包括實(shí)驗(yàn)箱；安裝在所述實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的模擬套管，所述模擬套管通過(guò)水泥連接所述實(shí)驗(yàn)箱；選擇性連接所述模擬套管的提拉裝置，所述提拉裝置構(gòu)造成能夠向所述模擬套管施加向上的拉力；以及拉力檢測(cè)裝置，所述拉力檢測(cè)裝置構(gòu)造成能夠檢測(cè)所述提拉裝置和所述模擬套管之間的拉力。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確測(cè)量水泥在不同土質(zhì)下的膠結(jié)強(qiáng)度，為深水淺層固井階段的水泥選擇提供依據(jù)，從而增強(qiáng)固井質(zhì)量，降低風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水泥膠結(jié)測(cè)試裝置，尤其是一種深水固井用的水泥的膠結(jié)性測(cè)試的裝置，本發(fā)明涉及一種水泥膠結(jié)測(cè)試方法。

背景技術(shù)

在深水淺層固井過(guò)程中，由于淺土層成巖性差，井壁具有滲透性，需要固井水泥灌注在套管與井壁之間的環(huán)空中。水泥漿在井下高壓的情況下，會(huì)形成在井壁與套管之間的具有一定膠結(jié)能力的水泥環(huán)，以降低井壁的滲透性。其中，水泥的膠結(jié)強(qiáng)度是保證固井質(zhì)量的重要因素之一。因此固井前要根據(jù)不同的情況優(yōu)選合適的水泥漿。

現(xiàn)有的技術(shù)中，測(cè)試水泥的膠結(jié)性的主要方式是通過(guò)在模擬的油管和套管之間加入水泥漿，經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)后取出，然后用壓力計(jì)進(jìn)行壓力測(cè)試，記錄水泥環(huán)界面在壓力作用下脫落時(shí)的壓力，從而得到膠結(jié)強(qiáng)度。但是由于設(shè)備問(wèn)題，在壓力測(cè)試時(shí)會(huì)導(dǎo)致水泥環(huán)的各界面受力不同，相互干擾，極大影響了測(cè)試的難度，導(dǎo)致測(cè)試的準(zhǔn)確性非常低。而且現(xiàn)有的技術(shù)不能完成不同水泥漿于不同土質(zhì)環(huán)境的膠結(jié)配合，導(dǎo)致結(jié)論不全面。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種水泥膠結(jié)測(cè)試裝置和方法，能夠準(zhǔn)確測(cè)量水泥在不同土質(zhì)下的膠結(jié)強(qiáng)度，為深水淺層固井階段的水泥選擇提供依據(jù)，從而增強(qiáng)固井質(zhì)量，降低風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種水泥膠結(jié)測(cè)試裝置，包括：

實(shí)驗(yàn)箱；

安裝在所述實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的模擬套管，所述模擬套管通過(guò)水泥連接所述實(shí)驗(yàn)箱；

選擇性連接所述模擬套管的提拉裝置，所述提拉裝置構(gòu)造成能夠向所述模擬套管施加向上的拉力；以及

拉力檢測(cè)裝置，所述拉力檢測(cè)裝置構(gòu)造成能夠檢測(cè)所述提拉裝置和所述模擬套管之間的拉力。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述實(shí)驗(yàn)箱包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)置有土層，所述土層的上部設(shè)置有模擬井口，所述模擬井口通過(guò)水泥固定所述模擬套管。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述模擬井口內(nèi)選擇性地安裝有固井模具，所述固井模具在安裝所述模擬套管時(shí)固定所述模擬套管，并在澆筑水泥后拆除。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述模擬套管的頂部設(shè)置有若干提拉環(huán)，所述提拉裝置通過(guò)所述提拉環(huán)向所述模擬套管施加拉力。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述拉力檢測(cè)裝置包括設(shè)置在所述模擬套管和所述提拉裝置之間的傳感器，以及連接所述傳感器的拉力采集分析系統(tǒng)，所述拉力采集分析系統(tǒng)用于接收所述傳感器傳來(lái)的拉力信號(hào)，并進(jìn)行分析及可視化處理。

本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提出了一種水泥膠結(jié)測(cè)試的方法，包括：

步驟一，在實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)安裝所述模擬套管，并注入水泥將所述模擬套管固定；

步驟二，在實(shí)驗(yàn)箱的土層的上方設(shè)置水層，等待一段時(shí)間后水泥凝固成水泥環(huán)；

步驟三，將所述提拉裝置連接所述模擬套管，并通過(guò)提拉裝置對(duì)所述模擬套管施加拉力直至水泥環(huán)的任意膠結(jié)面被破壞；

步驟四，觀察所述水泥環(huán)的膠結(jié)面的破壞情況，同時(shí)通過(guò)拉力檢測(cè)裝置測(cè)量拉力數(shù)據(jù)并計(jì)算水泥的膠結(jié)強(qiáng)度；

步驟五，更換實(shí)驗(yàn)箱的土層和/或水泥的類(lèi)型重復(fù)上述步驟。