[发明专利]气窜模拟测试装置以及测试方法

说明书

本文公布了一种气窜模拟测试装置以及测试方法，测试装置包括加热筒、用于测量水泥气窜过程的气窜管和用于测量水泥静液柱压力的失重管；气窜管、失重管均设置在加热筒内，气窜管、失重管均设置有用于容纳水泥的环状腔体；气窜管的环状腔体的底端设置有第一水泥浆输入口和第一气体输入口，顶端设置有加压检测口，失重管的环状腔体的底端设置有第二水泥浆输入口和压力检测口；测试方法包括步骤a：通过压力检测机构检测失重管中的单位高度的水泥静液柱压力值，根据检测数值计算出目标高度的水泥静液柱压力值；步骤b：通过气窜管的加压检测口进行加压操作，测量气窜管底部压力并记录测量值等步骤。

技术领域

本申请涉及但不限于油井配套设备技术领域，尤其是一种气窜模拟测试装置以及测试方法。

背景技术

注水泥后的侯凝阶段，高压气体的上窜是气井固井中的主要问题。

气窜的主要原因有以下几点：1、固井时水泥环顶替效率低，形成泥浆夹带的窜槽，如气层压力大于静水液柱压力，气体沿窜槽带逸出；2、由于水泥质量问题，使在环空中水泥与套管或地层胶结面的胶结质量差，气体沿环隙缝窜漏；3、施工过程中水泥浆柱和泥浆柱总压力小于气层压力。即“水泥浆失重”形成气窜；其中，水泥浆失重的原因是：水泥浆失水大，水泥浆的水化收缩，水泥浆胶凝自身悬挂。

气窜的主要危害有以下几点：1、固井声幅值高，固井质量不合格；2、产层的产能失去保护，造成产能下降；3、发生井喷事故；4、多次挤水泥，使固井施工重复作业。

现有技术中，针对这一现象提供有相应的模拟测试装置，以模拟评价油井水泥配方的防窜能力和水化过程，以全面了解水泥的综合性能，并获取相关数据以服务于后期实际应用。然而，目前的测试装置存在有如下缺点：装置结构复杂，测试操作繁琐，不能有效模拟实际情况，测试结果偏差较大等。

发明内容

本申请解决的技术问题是提供一种气窜模拟测试装置以及测试方法，能够有效克服现有技术中存在的缺陷，能够优化测试装置的结构组成，降低操作的复杂程度；进一步的，还能够有效模拟实际情况，能够有效提高测试结果的准确性。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种气窜模拟测试装置，包括加热筒、用于测量水泥气窜过程的气窜管和用于测量水泥静液柱压力的失重管；

所述气窜管、失重管均设置在所述加热筒内，所述气窜管、失重管均设置有用于容纳水泥的环状腔体，所述气窜管、失重管的底端均设置有压力检测机构；

所述气窜管的环状腔体的底端设置有第一水泥浆输入口和第一气体输入口，顶端设置有加压检测口；所述失重管的环状腔体的底端设置有第二水泥浆输入口。

上述气窜模拟测试装置，还可具有如下特点，

所述气窜管、失重管均包括连接杆和内套管，所述连接杆设于所述内套管中，所述内套管设于所述加热筒中，所述内套管的内壁与所述连接杆之间构成所述环状腔体。

上述气窜模拟测试装置，还可具有如下特点，

所述气窜管的内套管底端连接有第一法兰端盖，顶端连接有第二法兰端盖，所述连接杆的两端分别贯穿第一法兰端盖和第二法兰端盖；

所述第一水泥浆输入口和所述第一气体输入口设置在所述第一法兰端盖上，所述加压检测口设置在所述第二法兰端盖上。

上述气窜模拟测试装置，还可具有如下特点，

所述失重管的内套管底端设置有第三法兰端盖，顶端连接有第四法兰端盖，所述连接杆的两端分别贯穿第三法兰端盖和第四法兰端盖；

所述第二水泥浆输入口设置在所述第三法兰端盖上。

上述气窜模拟测试装置，还可具有如下特点，

所述第一法兰端盖和所述第三法兰端盖上均设置有压力检测机构。