CN108533210B - 一种复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置及其应用方法 - Google Patents

一种复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置及其应用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108533210B
CN108533210B CN201810326083.1A CN201810326083A CN108533210B CN 108533210 B CN108533210 B CN 108533210B CN 201810326083 A CN201810326083 A CN 201810326083A CN 108533210 B CN108533210 B CN 108533210B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gel
hole
cap
cup body
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201810326083.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108533210A (zh
Inventor
黄全华
王成银
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN201810326083.1A priority Critical patent/CN108533210B/zh
Publication of CN108533210A publication Critical patent/CN108533210A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108533210B publication Critical patent/CN108533210B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10Locating fluid leaks, intrusions or movements
    • E21B47/117Detecting leaks, e.g. from tubing, by pressure testing

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

本发明公开了一种复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置及其应用方法,装置包括实验杯;实验杯包括杯体、底座和帽盖,底座和帽盖与杯体固定连接。帽盖包括一号帽盖和二号帽盖,一号帽上设有标尺孔和压力注入孔,标尺孔中插装有标尺,标尺下端连有活塞,活塞安装在杯体内部;二号帽盖上设有油管孔和出水孔,油管孔中设有能够上下自由活动的拟油管;底座上设有空心圆柱凸台,其内部装有卡筒,底部设有导液孔,导液孔配备有堵塞,导液孔上方铺有滤网;杯体下端设有与空心圆柱凸台相配合的凹坑,杯体插装在空心圆柱凸台上。采用该结构的试验装置,可有效解决现有实验装置需要人工对岩心钻孔以及岩心容易断裂的技术问题。

Description

一种复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置及其应用方法
技术领域
本发明属于石油工程实验设备技术领域,具体涉及一种复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置及其应用方法。
背景技术
凝胶防漏堵漏技术广泛用于石油工程领域,如在漏失地层钻井过程采用凝胶封堵以提高地层承压能力,在完井和修井过程中采用凝胶暂堵技术到达防漏储层保护的目的等。但凝胶并非完全非渗流体,在地层压差作用下存在着渗流,并且会发生凝胶自身的压实脱水,此过程中的凝胶渗流量和脱水量,即不同压差下的凝胶防漏堵漏性能的测定一直是尚未解决的难题。另外,在添加凝胶时,需要考虑凝胶对地层的污染情况,同时还需考虑凝胶使用完后的破胶及反排情况,因此,对凝胶的性能进行测定在凝胶暂堵技术应用中很有必要。
现有凝胶防漏堵漏性能测定装置中,在进行实验时,需要在岩心上人工造缝或钻孔,以模拟地层条件下的天然裂缝或溶孔,不仅费时,还容易损坏岩心,而且岩心放置过程中需要对岩心加围压,在实验过程中,岩心受围压挤压时,容易断裂,给实验结果带来严重偏差。
发明内容
针对上述现有技术,本发明提供一种可模拟复杂地层环境的凝胶性能测定装置,以解决解决现有实验装置需要人工对岩心钻孔以及岩心容易断裂的技术问题。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:提供一种可模拟复杂地层环境的凝胶测定装置,包括实验杯;实验杯包括杯体、底座和帽盖,底座和帽盖以可拆卸的方式连接在杯体两端;其中:
底座上设置有空心圆柱凸台,空心圆柱凸台内填装有卡筒,卡筒的数量至少为十个,其中部设置有岩心夹持孔,岩心夹持孔的直径为25~27mm或38~40mm;空心圆柱凸台底部设置有导液孔,导液孔配备有堵塞,导液孔上方铺设有滤网;
杯体下端设置有与空心圆柱凸台相配合的凹坑,杯体插装在空心圆柱凸台上;
帽盖分为一号帽盖和二号帽盖;一号帽盖顶部设置有标尺孔和压力注入孔,标尺孔和压力注入孔配备有配套的孔塞;标尺能够插装到标尺孔中,其下端以可拆卸的方式连接有活塞,活塞能够插入杯体内部并在杯体内上下移动;二号帽盖顶部设置有油管孔和出水孔,油管孔中设置有能够上下自由活动的拟油管。
本发明的有益效果是:实验杯配备有两个不同的帽盖,通过更换帽盖即可完成不同的试验,能够测定多种试验数据,功能多样。而且,帽盖和底座与杯体以可拆卸的方式相连接,更换或安装方便。底座上设置有空心圆柱凸台,杯体下端设置有与空心圆柱凸台相配合的凹坑,杯体插装在空心圆柱凸台上,杯体与底座连接更加稳定;空心圆柱凸台内填装有卡筒,卡筒上设置有直径不等的岩心夹持孔,岩心装入卡筒后,岩心与卡筒之间具有0~2.0mm的空隙,空隙可以模拟岩心上的缝隙和孔洞,不需要人为造缝或钻孔,不仅降低了工作强度,还不会造成岩心的损伤;另外,由于本发明中岩心未受到破坏,而且在实验过程中岩心竖直放置,在受到压力挤压时也不会断裂,不仅可以扩大压力测试范围,而且所得到的试验结果更加准确。空心圆柱凸台底部设置有导液孔,导液孔配备有堵塞,根据不同的试验需求,堵塞可拿掉或保留;导液孔上方铺设滤网,能有效阻止凝胶等物质从导液孔中流出,充分保障了试验精度。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,底座和帽盖为板状件,板状件边缘设置有螺纹孔;杯体两端设置有连接边,连接边上设置有正对螺纹孔的通孔,螺纹孔和通孔中安装有螺栓,底座和一号帽盖或二号帽盖通过螺栓与杯体固定连接,连接面之间均垫有密封圈。
采用上述进一步技术方案的有益效果是:底座和帽盖为板状件,加工方便。底座和帽盖通过螺纹与杯体固定连接,连接或拆装更加方便。在杯体两端设置连接边,杯体与帽盖和底座的连接面积增大,连接更加稳定。
进一步,标尺孔为阶梯孔,阶梯孔上部塞有压块,压块中部设置有供标尺穿过的通孔,孔塞插装在所述通孔中;压块底部垫有密封圈。
采用上述进一步技术方案的有益效果是:将标尺孔设置成阶梯孔,并在阶梯孔上部塞有压块,压块底部垫有密封圈,大大提高了密封效果,即使标尺在移动过程中也不会发生压力水泄露的情况。
进一步,活塞与标尺螺纹连接;活塞上设置有排气孔,排气孔配备有堵头。
采用上述进一步技术方案的有益效果是:标尺与活塞通过螺纹连接,连接方便且稳定,在利用标尺提拉活塞的过程中,活塞不会与标尺分离,活塞安装于取出更加方便。在活塞上设置排气孔,活塞在安转过程中可以排空活塞与凝胶之间的空气,活塞与凝胶紧密贴合,试验效果更佳。排气孔内设置堵头,排气完毕后,插入堵头,活塞完全隔绝压力水和凝胶,不会对试验结果造成影响。
进一步,二号帽盖上出水孔的数量为六个,出水孔均匀分布在油管孔周围;油管孔的直径为30mm,出水孔的直径为10mm。
进一步,底座、一号帽盖和二号帽盖的厚度为20mm;杯体总体长度为210mm,其中凹坑段的长度为50mm,内径为80mm,其余部分的内径为75mm;空心圆柱凸台的高度为50mm,外径为80mm,内径为75mm。卡筒的高度为50mm,外径为75mm。
进一步,卡筒与空心圆柱凸台之间垫有密封圈。
采用上述进一步技术方案的有益效果是:卡筒装入空心圆柱凸台后,它们之间不存在间隙,凝胶不会漏出,保证了试验精度。
进一步,卡筒有十个,岩心夹持孔的直径以0.2mm的梯度从25mm增加到27mm;或者是岩心夹持孔的直径以0.2mm的梯度从38mm增加到40mm;岩心夹持孔直径为25mm或38mm的卡筒与标准岩心无缝配合,以模拟纯基质岩心;其余卡筒内部插装标准岩心后,标准岩心与卡筒之间存在0~2.0mm的间隙,以模拟不同裂缝的岩心。
采用上述进一步技术方案的有益效果是:本发明设置十个岩心夹持孔依次增大的卡筒,对不同缝隙或孔洞的地层进行模拟时,只需更换卡筒即可,操作方便。
采用上述试验装置可以进行如下试验:
(1)测定凝胶的防漏堵漏性能,包括以下步骤:
测定凝胶的防漏堵漏性能,包括以下步骤:
a、测定凝胶脱水量:将一号帽盖(1A)、杯体(2)和底座(3)组装成完整的试验装置,杯体(2)中装有凝胶;通过一号帽盖(1A)上的压力注入(11)孔向杯体(2)中加注不同压力的压力水,压力水对活塞(12)施加压力,活塞(12)压缩凝胶以模拟实际压差下凝胶对地层承压能力;记录标尺(8)读数和导液孔(6)的漏失量,可得不同压差下的凝胶脱水量、体积变化量以及凝胶脱水量与体积变化量之间的关系;
b、测定凝胶渗流量:将一号帽盖(1A)、杯体(2)和底座(3)组装成完整的试验装置,杯体(2)中装有凝胶和水,水在凝胶上方,模拟凝胶在地层条件下的承压环境;通过一号帽盖(1A)上的压力注入孔(11)向杯体(2)中加注不同压力的压力水,压力水对活塞(12)施加压力,活塞(12)压缩水和凝胶;记录导液孔(6)的出水量,对比此时的出水量与凝胶脱水量测定时的出水量,可得不同压力下的凝胶渗流量;
c、用测得的不同压差下的凝胶脱水量、工作液漏失量既渗流量评价凝胶的防漏和堵漏能力;
测定完井和修井作业后凝胶的反排性能:凝胶防漏堵漏性能测定完成后,用二号帽盖(1B)替换一号帽盖(1A),通过上下抽提拟油管(13)或向杯体(2)中添加破胶剂,并上下抽提拟油管(13),再向杯体(2)中注水,至从出水孔(15)排出的混合物中不存在粒径大于0.5mm的凝胶块为止,反排结束;根据杯体(2)内凝胶的排出量与剩余量判断凝胶的破碎反排性能以及破胶剂的性能;
测定填砂或岩心因凝胶侵入而造成的渗透率下降,包括以下步骤:
a、将一号帽盖(1A)、杯体(2)、底座(3)和卡筒(25)组装成完整的试验装置,卡筒(25)上的岩心夹持孔(26)中填装标准岩心,通过更换卡筒(25),标准岩心与卡筒(25)之间具有0~2.0mm的间隙代表裂缝宽度,可模拟不同类型的地层岩心;杯体(2)中装水;通过一号帽盖(1A)上的压力注入孔(11)向杯体(2)中加注压力水;记录导液孔(6)中的液体流量,计算砂体或岩心渗透率;
b、用凝胶替换杯体(2)中的水;往凝胶上方加入少量地层水,然后加装活塞,并排出活塞与地层水之间的空气,通过通过一号帽盖(1A)上的压力注入孔(11)向杯体(2)中加注压力水,压力水对活塞(12)施加压力,活塞(12)压缩凝胶;记录标尺(8)读数和导液孔(6)的出水量;
c、用二号帽盖(1B)替换一号帽盖(1A),进行破胶反排操作;
d、用一号帽盖(1A)替换二号帽盖(1B),重复步骤a,得到岩心污染后的渗透率;通过比较岩心污染前后的渗透率,可评价凝胶对岩心或填砂的污染以及反排成功后渗透率的恢复情况。
附图说明
图1为本发明的主剖视图;
图2为一号帽盖与杯体结合后的剖视图;
图3为二号帽盖与杯体结合后的剖视图;
图4为底座与杯体的连接示意图;
图5为一号帽盖标尺孔示意图;
图6为活塞示意图;
图7为卡筒俯视图;
图8为卡筒剖视图;
图9为卡筒与标准岩心模拟纯基质岩心时的剖视图;
图10为卡筒与标准岩心模拟裂缝岩心时的剖视图;
其中,1、帽盖;1A、一号帽盖;1B、二号帽盖;2、杯体;3、底座;4、空心圆柱凸台;5、滤网;6、导液孔;7、堵塞;8、标尺;9、标尺孔;10、孔塞;11、压力注入孔;12、活塞;13、拟油管;14、油管孔;15、出水孔;16、通孔;17、螺纹孔;18、螺栓;19、连接边;20、密封圈;21、压块;22、螺纹盲孔;23、堵头;24、排气孔;25、卡筒;26、岩心夹持孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明的实施例中,如图1~8所示,提供了一种可模拟复杂地层环境的凝胶性能测定装置,包括实验杯。
如图1所示,实验杯整体上呈圆柱状,实验杯包括杯体2、底座3和帽盖1。底座3和帽盖1以可拆卸的方式与杯体2固定连接,本发明中可拆卸的连接方式可以为螺纹连接或螺栓连接,但为了便于底座3和帽盖1的制造,最好采用螺栓连接。螺栓连接的具体方法为:将底座3和帽盖1做成厚度为20~25mm的圆板,并在圆板的边缘设置三个、四个或六个均匀分布的螺纹孔17;在杯体2的两端设置有厚度为10~15mm的连接边19,连接边19的边缘与底座3和帽盖1的边缘重合,其可以与杯体2一体成型,也可以焊接在杯体2上;连接边19上设置有正对螺纹孔17的通孔16;螺纹孔17和通孔16中安装有螺栓18,底座3和帽盖1通过螺栓18与杯体2固定连接;而且为了保证连接后的密封性能,在连接面之间均垫有密封圈20。另外,底座3中部还设置有空心圆柱凸台4,空心圆柱凸台4内填装有卡筒25,卡筒25的数量至少为十个,其中部设置有岩心夹持孔26,岩心夹持孔26的直径为25~27mm或38~40mm。本发明中卡筒25数量为十个,这十个卡筒25的岩心夹持孔26的直径以0.2mm的梯度从25mm增加到27mm,或者是岩心夹持孔26的直径以0.2mm的梯度从38mm增加到40mm;而且为了卡筒25与空心圆柱凸台4贴合更加紧密,在卡筒25与空心圆柱凸台4之间垫有密封圈20。空心圆柱凸台4可以与底座3一体成型,也可以焊接在底座3上。空心圆柱凸台4插入到杯体2内部,为了安装更加紧密和稳定,在杯体2的底部设置有与空心圆柱凸台4相配合的凹坑,凹坑的深度与空心圆柱凸台4的高度均为50mm,凹坑的内径为80mm,空心圆柱凸台4的外径和内径分别为80mm和75mm;杯体2的总长度为210mm,除开凹坑外,其余部分的内径为75mm。空心圆柱凸台4的底部设置有导液孔6,导液孔6配备有与之匹配的堵塞7,堵塞7从底座的底部插入导液孔6中。根据不同的试验需求,堵塞7可拿掉或保留。为了阻止在试验过程中,杯体2中的凝胶或碎岩颗粒从导液孔6中漏出,在导液孔6的上方铺设有滤网5,滤网5的滤眼以水能顺利通过而凝胶或碎岩颗粒不能通过为准。
帽盖分为一号帽盖1A和二号帽盖1B,一号帽盖1A和二号帽盖1B具有不同结构,它们在不同时间段与杯体2进行连接,以完成不同的试验。一号帽盖1A顶部设置有标尺孔9和压力注入孔11,为了在制备凝胶时,实验杯可以构成一密闭空间,标尺孔9和压力注入孔11配备有孔塞10。标尺8可以插装到标尺孔9中,标尺8为圆柱刻度尺,标尺8下端通过挂钩或螺纹连接有活塞12。标尺8通过挂钩与活塞12连接时,活塞12的上表面设置有挂环,标尺8的底端设置有挂钩;标尺8通过螺纹与活塞12连接时,活塞12的上表面设置有螺纹盲孔22,标尺8的底端设置有螺纹。活塞12在塞入杯体2的过程中,由于活塞12与杯体2杯壁之间的密闭性能良好,活塞12下方的空气不能顺利排出,会对试验产生不利影响。因此,本发明在活塞12上设置有排气孔24,以在活塞12的安装过程中排净活塞12下方的空气,避免造成试验误差。而且排气孔24配备有堵头23,排完空气后,用堵头23堵住排气孔24,活塞12的隔绝作用不会受到影响。在试验过程中,标尺8会随着活塞12运动,为了保证活塞12上方压力稳定,标尺8与标尺孔9之间的密封性能必须良好,因此,本发明优选将标尺孔9做成阶梯孔,并在阶梯孔上部塞有压块21,压块21中部设置有供标尺8通过的通孔,通孔的直径与标尺8的直径相当,压块21底部垫有密封圈20,密封圈20被紧致压缩在阶梯孔的台阶上。
一号帽盖1A与杯体2和底座3相配合,可用来测定凝胶的防漏堵漏性能,包括以下步骤:
a、测定凝胶脱水量:将一号帽盖1A、标尺8、活塞12、杯体2和底座3组装成完整的试验装置,杯体2中、活塞12底部填装凝胶;通过一号帽盖1A上的压力注入11孔向杯体2中加注不同压力的压力水,压力水对活塞12施加压力,活塞12压缩凝胶;标尺8不再下降时,证明凝胶的体积不再变化,记录标尺8读数和导液孔6的出水量,可得不同压力下的凝胶脱水量V1、体积变化量,并据此得出凝胶脱水量与体积变化量之间的关系。
b、测定凝胶渗流量:将一号帽盖1A、杯体2和底座3组装成完整的试验装置,杯体2中填装与步骤a等量的凝胶;通过一号帽盖1A上的压力注入孔11向杯体2中加注不同压力的压力水,压力水压缩凝胶;记录导液孔6的出水量V2,对比此时的出水量与凝胶脱水量测定时的出水量,可得不同压力下的凝胶渗流量,凝胶渗流量=V2-V1
c、用测得的不同压差下的凝胶脱水量和凝胶渗流量评价凝胶的防漏和堵漏能力。
二号帽盖1B顶部设置有油管孔14和出水孔15,出水孔15均匀分布在油管孔14周围,油管孔14的直径为30mm,出水孔15的直径为10mm;本发明中出水孔15的数量有六个,油管孔14中设置有能够上下自由活动的拟油管13。二号帽盖1B与杯体2和底座3相配合,可用来评价完井和修井作业后凝胶的反排性能以及破胶剂的性能,并优选破胶时间和破胶工艺。具体操作为:凝胶压缩脱水过程完成以后,卸下一号帽盖1A,再扣装上二号帽盖1B;上下抽提拟油管13,或者是从拟油管13中注入破胶剂并上下抽提拟油管13,使凝胶破碎,待时段时间后,通过拟油管13往杯体2中通入清水,破碎的凝胶与清水构成的混合物从出水孔15排出。持续观察从出水孔15排出的混合物中凝胶的含量变化情况,至混合物中不存在粒径大于0.5mm的凝胶块为止,统计从加入破胶剂到反排结束的时间,所统计的时间即为凝胶破碎反排所需时间。待反排完成后打开二号帽盖1B,观察杯体2内凝胶排出与剩余情况,并以此判断凝胶的破碎反排性能和破胶剂的性能。
本发明中的试验装置除了可以进行上述试验外,还可以用来测定填砂或岩心因凝胶侵入而造成的渗透率下降。测定的具体方法为:
a、将一号帽盖1A、杯体2、标尺8、活塞12、底座3和卡筒25组装成完整的试验装置,卡筒25上的岩心夹持孔26内填装标准岩心,活塞12底部装水。通过一号帽盖1A上的压力注入孔11向杯体2中加注压力水,压力水对活塞12施加压力,活塞12压缩水;记录导液孔6中的液体流量,并根据液体流量计算砂体渗透率。通过更换卡筒25,标准岩心与卡筒25之间具有0~4mm的间隙,间隙代表裂缝宽度,可模拟不同类型的地层岩心。
b、用凝胶替换杯体2中的水;通过一号帽盖1A上的压力注入孔11向杯体2中加注压力水,压力水对活塞12施加压力,活塞12压缩凝胶;标尺8不再下降时,证明凝胶的体积不再变化,记录标尺8读数和导液孔6的出水量;
c、用二号帽盖1B替换一号帽盖1A,进行破胶反排操作;
d、用一号帽盖1A替换二号帽盖1B,重复步骤a,得到岩心污染后的渗透率;通过比较岩心污染前后的渗透率,可评价凝胶对岩心或填砂的污染以及反排成功后渗透率的恢复情况。
通过加入不同的岩心类型,可以评价凝胶对不同地层岩心的渗透率恢复性能。岩心类型有:纯基质岩心、带有溶孔的岩心、带有裂缝的岩心以及带有溶孔和裂缝的岩心。岩心的行业标准直径为25mm或38mm,需要测定纯基质岩心的渗透率和纯基质岩因凝胶侵入而造成的渗透率下降时,选用岩心夹持孔26直径为25mm或38mm的卡筒25,此时标准岩心刚好卡进卡筒25中,标准岩心与卡筒25之间不存在缝隙;需要测定带有溶孔的岩心或带有裂缝的岩心的渗透率及其因凝胶侵入而造成的渗透率下降时,选用岩心夹持孔26直径大于标准岩心直径的卡筒25,此时标准岩心安放进卡筒25后,标准岩心与卡筒25之间存在缝隙,该缝隙可看成是岩心上的裂缝或溶孔,从而模拟裂缝岩心或溶孔岩心,通过更换不同直径岩心夹持孔的卡筒25,即可调节标准岩心与卡筒25之间的距离,从而模拟不同的裂缝岩心情况。需要取出卡筒25时,用小棍从导液孔6底部伸入,用力顶出卡筒25即可。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述,但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内,本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。本装置不限定凝胶封堵防漏堵漏性能测定,也可以评价与测定其他化学凝胶防漏堵漏性能。

Claims (9)

1.一种复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置,其特征是:包括实验杯;所述实验杯包括杯体(2)、底座(3)和帽盖(1),所述底座(3)和帽盖(1)以可拆卸的方式连接在所述杯体(2)两端;其中:
底座(3)上设置有空心圆柱凸台(4),所述空心圆柱凸台(4)内填装有卡筒(25),所述卡筒(25)的数量至少为十个,其中部设置有岩心夹持孔(26),所述岩心夹持孔(26)的直径为25~27mm或38~40mm;所述空心圆柱凸台(4)底部设置有导液孔(6),所述导液孔(6)配备有堵塞(7),所述导液孔(6)上方铺设有滤网(5);
杯体(2)下端设置有与所述空心圆柱凸台(4)相配合的凹坑,所述杯体(2)插装在所述空心圆柱凸台(4)上;
帽盖(1)包括一号帽盖(1A)和二号帽盖(1B);所述一号帽盖(1A)配备有标尺(8),其顶部设置有标尺孔(9)和压力注入孔(11),所述标尺孔(9)和压力注入孔(11)配备有孔塞(10);所述标尺(8)能够插装到所述标尺孔(9)中,其下端以可拆卸的方式连接有活塞(12),所述活塞(12)能够插入杯体(2)内部并在杯体(2)内上下移动;所述二号帽盖(1B)顶部设置有油管孔(14)和出水孔(15),所述油管孔(14)中设置有能够上下自由活动的拟油管(13)。
2.根据权利要求1所述的复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置,其特征是:所述底座(3)和帽盖(1)为板状件,它们边缘设置有螺纹孔(17);所述杯体(2)两端设置有连接边(19),所述连接边(19)上设置有正对所述螺纹孔(17)的通孔(16),所述螺纹孔(17)和通孔(16)中安装有螺栓(18);所述底座(3)和帽盖(1)通过螺栓(18)与所述杯体(2)固定连接,连接面之间均垫有密封圈(20)。
3.根据权利要求1所述的复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置,其特征是:所述标尺孔(9)为阶梯孔,所述阶梯孔上部塞有压块(21),所述压块(21)中部设置有供标尺(8)穿过的通孔,所述孔塞(10)插装在所述通孔中;所述压块(21)底部垫有密封圈(20)。
4.根据权利要求1所述的复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置,其特征是:所述活塞(12)与所述标尺(8)螺纹连接;所述活塞(12)上设置有排气孔(24),所述排气孔(24)配备有堵头(23)。
5.根据权利要求1所述的复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置,其特征是:所述二号帽盖(1B)上出水孔(15)的数量为六个,所述出水孔(15)均匀分布在所述油管孔(14)周围;所述油管孔(14)的直径为30mm,所述出水孔(15)的直径为10mm。
6.根据权利要求1所述的复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置,其特征是:所述底座(3)和帽盖(1)的厚度为20mm;所述杯体(2)的长度为210mm,其中凹坑段的长度为50mm,内径为80mm,其余部分的内径为75mm;所述空心圆柱凸台(4)的高度为50mm,外径为80mm,内径为75mm;所述卡筒(25)的高度为50mm,外径为75mm。
7.根据权利要求1所述的复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置,其特征是:所述卡筒(25)与所述空心圆柱凸台(4)之间垫有密封圈(20)。
8.根据权利要求1所述的复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置,其特征是:所述卡筒(25)有十个,岩心夹持孔(26)的直径以0.2mm的梯度从25mm增加到27mm;或者是岩心夹持孔(26)的直径以0.2mm的梯度从38mm增加到40mm;岩心夹持孔(26)直径为25mm或38mm的卡筒(25)与标准岩心无缝配合,以模拟纯基质岩心;其余卡筒(25)内部插装标准岩心后,标准岩心与卡筒(25)之间存在0~2.0mm的间隙,以模拟不同裂缝的岩心。
9.如权利要求1~8任意一项所述的复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置的应用方法,其特征是:
测定凝胶的防漏堵漏性能,包括以下步骤:
a、测定凝胶脱水量:将一号帽盖(1A)、杯体(2)和底座(3)组装成完整的试验装置,杯体(2)中装有凝胶;通过一号帽盖(1A)上的压力注入孔(11)向杯体(2)中加注不同压力的压力水,压力水对活塞(12)施加压力,活塞(12)压缩凝胶以模拟实际压差下凝胶对地层承压能力;记录标尺(8)读数和导液孔(6)的漏失量,可得不同压差下的凝胶脱水量、体积变化量以及凝胶脱水量与体积变化量之间的关系;
b、测定凝胶渗流量:将一号帽盖(1A)、杯体(2)和底座(3)组装成完整的试验装置,杯体(2)中装有凝胶和水,水在凝胶上方,模拟凝胶在地层条件下的承压环境;通过一号帽盖(1A)上的压力注入孔(11)向杯体(2)中加注不同压力的压力水,压力水对活塞(12)施加压力,活塞(12)压缩水和凝胶;记录导液孔(6)的出水量,对比此时的出水量与凝胶脱水量测定时的出水量,可得不同压力下的凝胶渗流量;
c、用测得的不同压差下的凝胶脱水量、工作液漏失量既渗流量评价凝胶的防漏和堵漏能力;
测定完井和修井作业后凝胶的反排性能:凝胶防漏堵漏性能测定完成后,用二号帽盖(1B)替换一号帽盖(1A),通过上下抽提拟油管(13)或向杯体(2)中添加破胶剂,并上下抽提拟油管(13),再向杯体(2)中注水,至从出水孔(15)排出的混合物中不存在粒径大于0.5mm的凝胶块为止,反排结束;根据杯体(2)内凝胶的排出量与剩余量判断凝胶的破碎反排性能以及破胶剂的性能;
测定填砂或岩心因凝胶侵入而造成的渗透率下降,包括以下步骤:
a、将一号帽盖(1A)、杯体(2)、底座(3)和卡筒(25)组装成完整的试验装置,卡筒(25)上的岩心夹持孔(26)中填装标准岩心,通过更换卡筒(25),标准岩心与卡筒(25)之间具有0~2.0mm的间隙代表裂缝宽度,可模拟不同类型的地层岩心;杯体(2)中装水;通过一号帽盖(1A)上的压力注入孔(11)向杯体(2)中加注压力水;记录导液孔(6)中的液体流量,计算砂体或岩心渗透率;
b、用凝胶替换杯体(2)中的水;往凝胶上方加入少量地层水,然后加装活塞,并排出活塞与地层水之间的空气,通过一号帽盖(1A)上的压力注入孔(11)向杯体(2)中加注压力水,压力水对活塞(12)施加压力,活塞(12)压缩凝胶;记录标尺(8)读数和导液孔(6)的出水量;
c、用二号帽盖(1B)替换一号帽盖(1A),进行破胶反排操作;
d、用一号帽盖(1A)替换二号帽盖(1B),重复步骤a,得到岩心污染后的渗透率;通过比较岩心污染前后的渗透率,可评价凝胶对岩心或填砂的污染以及反排成功后渗透率的恢复情况。
CN201810326083.1A 2018-04-12 2018-04-12 一种复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置及其应用方法 Expired - Fee Related CN108533210B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810326083.1A CN108533210B (zh) 2018-04-12 2018-04-12 一种复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置及其应用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810326083.1A CN108533210B (zh) 2018-04-12 2018-04-12 一种复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置及其应用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108533210A CN108533210A (zh) 2018-09-14
CN108533210B true CN108533210B (zh) 2020-08-04

Family

ID=63480996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810326083.1A Expired - Fee Related CN108533210B (zh) 2018-04-12 2018-04-12 一种复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置及其应用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108533210B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109187309A (zh) * 2018-09-19 2019-01-11 中南大学 一种研究断层弱胶结破碎岩体的试验装置和试验方法
CN112113760B (zh) * 2019-06-20 2022-12-02 中国石油天然气股份有限公司 冻胶阀动态性能评价装置
CN111058796B (zh) * 2019-11-25 2021-11-09 西南石油大学 一种提高页岩气井油层套管固井质量的方法
CN111411930B (zh) * 2020-03-26 2020-10-16 中国石油大学(北京) 一种致密气藏压裂液可视化动态滤失及排采模拟装置及模拟方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6247358B1 (en) * 1998-05-27 2001-06-19 Petroleo Brasilleiro S.A. Petrobas Method for the evaluation of shale reactivity
CN2793313Y (zh) * 2005-04-11 2006-07-05 中国石化集团江苏石油勘探局 一种钻井堵漏模拟试验装置
CN202731900U (zh) * 2012-07-23 2013-02-13 中国石油化工股份有限公司 模拟漏失装置
CN204679347U (zh) * 2015-06-18 2015-09-30 西南石油大学 一种钻井液承压堵漏压裂试验装置
CN204877451U (zh) * 2015-08-24 2015-12-16 中石化石油工程技术服务有限公司 一种环形岩芯钻井堵漏模拟评价装置
CN105735968A (zh) * 2016-02-20 2016-07-06 西南石油大学 渗透性漏失堵漏效果评价方法
CN106153677A (zh) * 2015-04-15 2016-11-23 中国石油化工股份有限公司 一种堵漏凝胶抗稀释能力评价装置及方法
CN205936590U (zh) * 2016-08-18 2017-02-08 中石化石油工程技术服务有限公司 一种钻井防漏堵漏评价用环形岩芯夹持器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6247358B1 (en) * 1998-05-27 2001-06-19 Petroleo Brasilleiro S.A. Petrobas Method for the evaluation of shale reactivity
CN2793313Y (zh) * 2005-04-11 2006-07-05 中国石化集团江苏石油勘探局 一种钻井堵漏模拟试验装置
CN202731900U (zh) * 2012-07-23 2013-02-13 中国石油化工股份有限公司 模拟漏失装置
CN106153677A (zh) * 2015-04-15 2016-11-23 中国石油化工股份有限公司 一种堵漏凝胶抗稀释能力评价装置及方法
CN204679347U (zh) * 2015-06-18 2015-09-30 西南石油大学 一种钻井液承压堵漏压裂试验装置
CN204877451U (zh) * 2015-08-24 2015-12-16 中石化石油工程技术服务有限公司 一种环形岩芯钻井堵漏模拟评价装置
CN105735968A (zh) * 2016-02-20 2016-07-06 西南石油大学 渗透性漏失堵漏效果评价方法
CN205936590U (zh) * 2016-08-18 2017-02-08 中石化石油工程技术服务有限公司 一种钻井防漏堵漏评价用环形岩芯夹持器

Also Published As

Publication number Publication date
CN108533210A (zh) 2018-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108533210B (zh) 一种复杂地层下凝胶防漏堵漏性能测定装置及其应用方法
CN112145155B (zh) 可偏心测试固井第一界面胶结质量的评价装置的实验方法
CN104897510B (zh) 一种评价防砂管冲蚀速率的方法及其专用装置
CN108036985B (zh) 一种劈裂注浆浆脉制作及渗透系数检测装置及方法
CN106840977A (zh) 注浆模拟装置
CN112903961B (zh) 一种模拟井下钻井液循环形成泥饼的装置的使用方法
CN106814016A (zh) 注浆模拟装置的模拟方法
CN112727444B (zh) 一种可视化封孔材料裂隙封堵性能测试装置及方法
CN103398933A (zh) 恒压混凝土渗透性测试装置
CN114152510A (zh) 用于富水破碎岩层动水注浆加固模型试验装置及试验方法
CN115929287B (zh) 一种裂缝封堵层承压分散能力测量装置
CN115144319A (zh) 一种盾构隧道泥浆渗透特性的量测装置
CN109211757B (zh) 一种岩石渗透试验装置及其试验方法
CN105114055A (zh) 一种煤层气井排采产出煤粉运移模拟试验方法
CN202255743U (zh) 煤矿井下瓦斯压力测量系统
CN111912685B (zh) 一种测定煤层突出临界值的方法及装置
CN116087434B (zh) 测试装置及测试方法
CN211179479U (zh) 废弃井封堵剂的试验装置
CN210049864U (zh) 一种封隔注浆分层止水模拟装置
CN2866805Y (zh) 新型钻井堵漏模拟试验仪
CN103645287A (zh) 一种用于对试块进行实验室注浆测试的装置
CN214035640U (zh) 可视化封孔材料裂隙封堵性能测试装置
CN111006993A (zh) 一种矸石胶结充填材料稳定性检测装置及其使用方法
WO2020048186A2 (zh) 基于3d打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验系统及方法
CN115929286A (zh) 钻井套管的密封检测系统及密封检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200804

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee