[發明專利]一種井筒組件微泄漏循環密封模擬檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201811531108.8
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109653729B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 劉書杰;許林;馮桓榰;許明標;邢希金;李強;馬巖;何松
• 申請（專利權）人: 中海石油（中國）有限公司;中海石油（中國）有限公司北京研究中心
• 主分類號: E21B47/005
• 分類號: E21B47/005
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

本發明公開了一種井筒組件微泄漏循環密封模擬檢測裝置及方法。該模擬檢測裝置包括井筒組件微泄漏模擬裝置和釜體；微泄漏模擬裝置的流體入口和流體出口分別與釜體的循環流體出口和循環流體入口連通，近流體出口設有流量計；流體入口與循環流體出口之間設液體驅替泵，其與微泄漏模擬裝置之間設有溢流閥，其與釜體上部相連通，溢流閥與微泄漏模擬裝置之間設有壓力表；釜體上設有加熱裝置，內部設有溫度傳感器。本發明裝置可模擬高溫、高壓井筒環境，采用泵入方式實施循環連續封堵，并實時監測井筒組件的微泄漏密封變化特征，可視化封堵材料在泄漏口的聚結行為，獲得微泄漏壓力變化與密封固體形成之間的動態關系；可用于評估密封流體的井筒組件微泄漏密封性。

技術領域

本發明涉及一種井筒組件微泄漏循環密封模擬檢測裝置及方法，屬于油氣田開發技術領域。

背景技術

井筒組件主要包括油管、油管掛、套管、套管掛、水泥石、封隔器、井下安全系統、井口閥以及配套控制管線，是確保油氣井完整性的重要部件。在油氣田開發生產過程中，由于井筒組件長期遭遇液柱壓力、摩擦力、交變載荷、苛性環境等不利因素，組件的損壞、磨損、泄漏等問題不可避免；尤其，對處于中后期開發的油氣田，油氣井組件泄漏造成的井筒環空帶壓一直是影響油氣生產的重要問題，意味著持續安全風險以及嚴重的生命和財產損傷和危險。開展井筒組件泄漏修復是恢復井筒完整性的唯一途徑，然而泄漏修復技術的選擇、實施及密封效果均與井筒組件的泄漏級別及檢測裝置密切相關。

專利號為CN201555697U的申請文件公開了一種高壓可控流量堵漏實驗儀，該儀器主要包括油罐、高壓驅替泵、活塞容器、釜體等四部分，其中釜體含加熱套且內置地層模擬模塊用于模擬漏失環境，而油罐、高壓驅替泵、活塞容器用于形成并控制堵漏流體的壓力與流量；上述高壓可控流量堵漏實驗儀通過模擬漏失地層溫度和堵漏壓差(1.5～2.0MPa)，可以完成對地層漏失情況的模擬和堵漏材料性能的評價。專利號為CN204738806U的申請文件公開了一種可視化模擬井下堵漏測試裝置，該裝置主要包括支架、帶上下蓋板的耐壓透明筒體、注漿組件和控壓組件，通過耐壓透明筒體的運用，不僅可以對堵漏后的密封體系進行承壓能力(7MPa)評價，還可以對動態堵漏過程進行360°觀測，有利于準確地描述和分析地層漏失及漿體封堵機理。在大量室內試驗以及對近年新型堵漏技術調研后發現，目前的模擬堵漏裝置在應用過程中存在一些不足：

1、現有模擬裝置多采用單筒堵漏，堵漏漿密封漏失層，隨后評價封堵效；由于單筒容積有限，無法模擬大容量密封流體的液-固轉化堵漏過程，尤其對孔隙規則的薄漏失層，現有裝置需要采用多次補漿完成封堵，而在此操作中封堵條件不可避免發生變化，因此不能準確對漏失層及封堵機理進行描述和分析。

2、現有模擬裝置多針對地層漏失，而對井筒組件(安全閥、聯接、油/套管、封隔器等)存在的微泄漏模擬的適應性不足，缺乏微泄漏模擬密封的檢測和分析技術。3、現有裝置采用氣壓驅動及電阻絲加熱控溫，對漏失環境模擬不充分，存在模擬壓差有限(7MPa)、體系控溫不穩等問題，且自動化程度低，不利于堵漏條件穩定性控制及密封行為描述。

發明內容

本發明的目的是提供一種井筒組件微泄漏循環密封模擬裝置，該裝置可模擬高溫(～150℃)、高壓(～25MPa)井筒環境，采用泵入方式實施循環連續封堵，并實時監測井筒組件的微泄漏密封變化特征，可視化封堵材料在泄漏口的聚結行為，獲得微泄漏壓力變化與密封固體形成之間的動態關系；可用于評估密封流體的井筒組件微泄漏密封性。

本發明首先提供一種井筒組件微泄漏模擬裝置，它包括密封筒和透明罩；

所述密封筒的筒壁上近其頂部設有流體入口和壓力傳感器；

所述密封筒的底部為開口設置，且與一堵頭密封配合；

所述堵頭上設有若干通孔；

所述透明罩為一上部敞口的罩體；

所述透明罩套設于所述密封筒外，且所述透明罩與所述密封筒的筒壁和底部之間形成一腔體；