[發(fā)明專利]一種模擬地層水滲流水侵固井水泥漿的裝置及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011431891.8 | 申請日： | 2020-12-07 |
| 公開（公告）號： | CN112377146B | 公開（公告）日： | 2022-03-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 馬瑞瑞;張興國;夏陽;陸川;宋健;李鵬;魏舉行;侯毅;劉銀 | 申請（專利權(quán)）人： | 西南石油大學(xué) |
| 主分類號： | E21B33/13 | 分類號： | E21B33/13;E21B47/005 |
| 代理公司： | 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218 | 代理人： | 袁英 |
| 地址： | 610500 四*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 模擬 地層 滲流 水侵 井水 泥漿 裝置 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種模擬地層水滲流水侵固井水泥漿的裝置及方法。該裝置包括包括氮?dú)馄?0、地層水容器11、釜體1、圍壓泵16、濾液收集瓶19，釜體外側(cè)包裹有加熱套12，釜體上端中部設(shè)有圍壓接口15，釜體內(nèi)裝有模擬巖心8和水泥漿7，左釜蓋設(shè)有注水口5，右釜蓋設(shè)有濾液口9。該方法包括：將模擬試樣放入釜體內(nèi)，將溫度控制在井下實際溫度；對模擬試樣施加圍壓，地層水在壓差作用下從注水口流入釜體內(nèi)，經(jīng)過模擬巖心、水泥漿、模擬巖心后，從濾液口流出；測試模擬巖心與水泥石接觸面的液壓密封能力；計算固井二界面的剪切膠結(jié)強(qiáng)度；評價水泥漿抗水侵能力。本發(fā)明模擬井下地層水滲流過程，定量地分析水泥漿體系的抗水侵能力，更貼近井下實際工況。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及油氣井固井水泥漿技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種模擬地層水滲流水侵固井水泥漿的裝置及方法。
背景技術(shù)
良好的固井質(zhì)量可以保證石油開采效率，而水泥漿性能的優(yōu)劣是影響固井質(zhì)量的客觀因素之一。近年來，隨著油田注水開發(fā)，調(diào)整井?dāng)?shù)量增多，由于經(jīng)過長期的注水開發(fā)，形成井下層間壓差大、地層壓力紊亂、安全壓力窗口窄等地質(zhì)條件。固井過程中，由于受到地下水濾液的干擾，水泥漿被稀釋與沖刷，導(dǎo)致水竄、水侵等問題的頻繁發(fā)生，影響固井二界面膠結(jié)質(zhì)量，嚴(yán)重甚至導(dǎo)致油井事故發(fā)生。
目前針對固井水泥漿抗水侵能力的評價與改善，國內(nèi)外從不同方面做了大量的理論與實驗研究。對于水泥漿防竄能力的評價方法也是眾多，但是對于水泥漿水侵的評價手段與實驗裝置較少。陳曉樓提出了一種可研究地層中流體滲流對固井質(zhì)量影響的水滲流裝置(陳曉樓,劉愛嶺.水滲流模擬裝置的研制[J].河南石油,1999,(03):28-29+37-60)，該裝置使用鋼壁內(nèi)襯加篩網(wǎng)代替模擬巖心，不能真實地反映井下實際情況；張興國等人模擬水泥漿抗水侵過程，通過測得模擬巖心與水泥漿接觸界面的膠結(jié)強(qiáng)度、竄通壓力來表征水泥漿抗水侵能力(張興國,王金山,林志輝,趙殊勛,付加文,王貴富.固井水泥漿水侵模擬評價儀及評價方法：CN201611109718.X[P].2016)，但該實驗裝置設(shè)計有兩頂蓋，操作過程中需進(jìn)行切換，操作比較復(fù)雜；孫家上進(jìn)行了改進(jìn)，不需更換頂蓋，節(jié)省操作時間(孫家上,李早元,陳文.一種固井水泥漿水侵模擬評價儀：CN 202010060305.7[P].2020)，兩個裝置分別使用絲堵和螺絲對釜體內(nèi)部壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而讓釜體內(nèi)水泥漿有一定的流動空間，該方式不夠嚴(yán)謹(jǐn)，且該裝置對固井水泥漿抗水侵不能量化分析；王帥等人通過模擬井下固井二界面發(fā)生竄流的過程，實現(xiàn)了可調(diào)控的溫度和壓力條件，通過水流過巖心與水泥柱的膠結(jié)面將其溶蝕沖開，根據(jù)竄流壓力大小評價二界面膠結(jié)質(zhì)量的好壞(王帥,顧軍,湯乃千,干品,廖若君,等.一種油氣井固井二界面竄流實驗裝置：CN 201810081421.X[P].2018)，但并未模擬井下地層水滲流侵入對固井二界面的影響情況；王海平等人對水泥漿失重過程中氣水侵竄情況進(jìn)行測量，通過滲透塊滲入量間接定量地對水泥氣、水侵竄情況進(jìn)行分析(王海平,魏周勝,周興春,等.一種仿真環(huán)境水泥防竄能力評價裝置：CN 201921539058.8[P].2019)，同樣未模擬水泥漿自身對抗氣、水侵的能力，且在實驗過程中對所需設(shè)備采用恒溫油槽的加熱方式，加熱介質(zhì)為礦物油，最終清洗比較麻煩。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種模擬地層水滲流水侵固井水泥漿的裝置，該裝置原理可靠，操作簡便，能有效模擬井下地層水滲流過程，量化評價固井水泥漿抗水侵能力，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足。
本發(fā)明的另一目的還在于提供利用上述裝置進(jìn)行模擬地層水滲流水侵固井水泥漿的方法，通過模擬井下固井候凝時期地層水侵入水泥漿過程，對水泥漿抗水侵能力進(jìn)行較科學(xué)、量化研究，對優(yōu)化水泥漿性能，提高油氣井固井質(zhì)量具有重要意義。
為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
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