[發(fā)明專利]水泥漿膨脹收縮的測試方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010134505.2
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN113341112B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王福云;馬輝運(yùn);唐詩國;鄭友志;李杰;夏宏偉;李維;焦利賓;辜濤;謝明華;楊濤;余江;青勝蘭;郭楓林;付嬙;趙曉麗;卿陽;宋文豪;馬云龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38;G01N25/16;G01N19/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 董亞軍

本申請公開了一種水泥漿膨脹收縮的測試方法和裝置，屬于油氣井固井技術(shù)領(lǐng)域。本申請實(shí)施例提供的水泥漿膨脹收縮的測試裝置，通過第一釜體測試水泥漿和傳輸介質(zhì)在軸向上的膨脹收縮量，通過第二釜體測試水泥漿和傳輸介質(zhì)在徑向上的膨脹收縮量，通過數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)獲取預(yù)設(shè)溫度和預(yù)設(shè)壓力下，傳輸介質(zhì)在徑向上的膨脹收縮量以及傳輸介質(zhì)在軸向上的膨脹收縮量，通過稠化儀測試水泥漿的稠化時間，以及通過靜膠凝強(qiáng)度分析儀測試水泥漿的靜膠凝時間，最終通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)確定水泥漿的體積變化量，從而實(shí)現(xiàn)高溫高壓下對水泥漿的體積變化的連續(xù)測量，真實(shí)反映出水泥漿在井下的體積變化，為保障及評價(jià)油氣井井筒完整性提供支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及油氣井固井技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及一種水泥漿膨脹收縮的測試方法和裝置。

背景技術(shù)

在油氣井固井技術(shù)領(lǐng)域，如果固井質(zhì)量差，會發(fā)生氣竄，高壓層流體竄入低壓層，造成油氣資源的流失或傷害儲層。而固井所用的水泥漿在井下高溫高壓條件下的體積變化將影響固井質(zhì)量，因此，有必要測試水泥漿在徑向和軸向上綜合的膨脹收縮量，也即水泥漿的體積變化量，從而保障固井質(zhì)量，防止油氣井發(fā)生氣竄。

相關(guān)技術(shù)中只能通過軸向測試裝置測試水泥漿在軸向上的膨脹收縮量，而無法同時測試水泥漿在軸向和徑向上的膨脹收縮量，導(dǎo)致無法真實(shí)反映高溫高壓下水泥漿在井下的體積變化量。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實(shí)施例提供了一種水泥漿膨脹收縮的測試方法和裝置，可以同時測出水泥漿在徑向上的膨脹收縮量和軸向上的膨脹收縮量，真實(shí)反映出水泥漿在井下的體積變化。具體技術(shù)方案如下：

一方面，本申請實(shí)施例提供了一種水泥漿膨脹收縮的測試裝置，所述裝置包括：第一釜體、第二釜體、稠化儀、靜膠凝強(qiáng)度分析儀、溫度壓力控制器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)；

所述第一釜體和所述第二釜體均與所述溫度壓力控制器連接，所述溫度壓力控制器與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接；

所述稠化儀、所述靜膠凝強(qiáng)度分析儀和所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)均與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接；

所述溫度壓力控制器用于控制所述第一釜體和所述第二釜體均處于預(yù)設(shè)溫度和預(yù)設(shè)壓力下；

所述第一釜體用于測試所述預(yù)設(shè)溫度和所述預(yù)設(shè)壓力下，所述水泥漿和傳輸介質(zhì)在軸向上的膨脹收縮量，所述傳輸介質(zhì)用于為所述水泥漿傳輸熱量；

所述第二釜體用于測試所述預(yù)設(shè)溫度和所述預(yù)設(shè)壓力下，所述水泥漿和所述傳輸介質(zhì)在徑向上的膨脹收縮量；

所述稠化儀用于測試所述水泥漿的稠化度達(dá)到預(yù)設(shè)稠化度時，所需的稠化時間；

所述靜膠凝強(qiáng)度分析儀用于測試所述水泥漿的靜膠凝強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)強(qiáng)度時，所需的靜膠凝時間；

所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中存儲有多個溫度和多個壓力下，所述傳輸介質(zhì)在徑向上的膨脹收縮量以及所述傳輸介質(zhì)在軸向上的膨脹收縮量；

所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于從所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中獲取所述預(yù)設(shè)溫度和所述預(yù)設(shè)壓力下，所述傳輸介質(zhì)在徑向上的膨脹收縮量以及所述傳輸介質(zhì)在軸向上的膨脹收縮量；根據(jù)所述水泥漿和所述傳輸介質(zhì)在軸向上的膨脹收縮量、所述水泥漿和所述傳輸介質(zhì)在徑向上的膨脹收縮量、所述傳輸介質(zhì)在徑向上的膨脹收縮量、所述傳輸介質(zhì)在軸向上的膨脹收縮量、所述稠化時間和所述靜膠凝時間，確定所述水泥漿的體積變化量。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述裝置還包括：數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)；

所述數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接；

所述數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)用于顯示所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到的所述水泥漿的體積變化量。

在另一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第二釜體包括：反應(yīng)釜、徑向膨脹收縮環(huán)和體積變化參數(shù)測試儀；

所述徑向膨脹收縮環(huán)位于所述反應(yīng)釜內(nèi)；