[实用新型]一种固井水泥环完整性评价装置

说明书

本实用新型涉及一种固井水泥环完整性评价装置。主要解决了现有水泥环完整性评价方法可靠度低、模拟过程不连续、模拟地层差异大的问题。其特征在于：上端盖（2）、下端盖（10）的中间为模拟井筒（4）内端；所述模拟井筒（4）外部两端焊接法兰（3），模拟井筒（4）中部由内向外依次为内套管（5）、胶套组件（6）、外套管（7）；外套管（7）两端焊接法兰（3），胶套组件（6）与下端盖（10）之间设有滤网组件（9）。该固井水泥环完整性评价装置，采用全尺寸套管水泥环，将地层压力通过模拟地层传递到水泥环上，通过全过程的连续模拟，从而完成对固井水泥环的完整性评价。

技术领域

本实用新型涉及一种石油与天然气工程钻完井技术领域，特别涉及一种固井水泥环完整性评价装置。

背景技术

环空窜流是影响油气井勘探和开发的关键性问题，严重的环空窜流不但会使钻完井及后续增产、开采等施工作业无法顺利实施，还会影响油气井的建井周期、安全开采及产能建设，甚至可能导致油气井的报废，从而出现巨大的经济损失。随着国内外各油田开发的不断深入，近年来环空窜流问题在国内外普遍存在，如美国墨西哥湾和加拿大部分油田，国内塔里木油田、川渝地区环空窜流问题都很严重，大庆庆深气田也相继出现多口井的环空窜流问题。

解决环空窜流的关键技术是保持水泥环完整性，防止水泥环结构完整性和密封完整性失效，从而规避或降低地层流体在油气井整个寿命期间无控制流动的风险，保证油气井的安全钻进与开采。

现阶段水泥环完整性的评价手段主要有数学软件评价与实验装置评价两种。数学软件评价是基于力学理论模拟水泥环受力建模评价水泥环完整性，尽管现有的数学软件评价能够在一定程度上满足当前工程需要,但仍无法给予直接的实验描述与评价，同时，因建模时一些力学性能假定太多，不完全符合实际，造成一定的结果偏差，从而影响了评价结果的充分描述。实验装置评价是模拟井下实际工况进行室内实验评价，更具有说服力，是当前较为推崇的方法。

实验装置也分常规评价装置和非常规评价装置两种。常规评价装置可靠度偏低，主要通过单轴抗压强度、抗拉强度、胶结强度、三轴应力、循环加载等常规试验方式从不同侧面反映水泥石的力学性能。一些非常规的评价装置虽然能直接正面测试水泥石封隔井眼环空的能力，但也存在很多弊端，主要表现在几个方面：一、将模型模拟套管水泥环的直径、厚度和长度等尺寸进行等效处理，处理后所有尺寸与井下实际尺寸相比均有较大的缩小，经过这种等效处理后的模型在受力和端面效应等方面均与井下实际情况存在较大的误差；二、整个评价过程存在非连续性，即在模拟井下温度、压力条件下养护水泥环后降温、卸压，然后重新加压在常温下进行水泥环完整性评价，不符合井下实际情况；三、采用钢管作为模拟地层，只能模拟硬地层环境，不能模拟软地层环境，且不能模拟传递地层压力，不能准确反应井下实际水泥环自身性能与其所受外力间的对应关系。

因此，需要开展水泥环完整性室内模拟评价研究，对现有水泥环性能改进前后的力学完整性能进行量化评价，为水泥环性能改进技术的实施提供理论实验支撑，继而形成可靠的水泥环完整性控制技术，解决环空窜流问题，为油气井的安全高效开发提供保障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服背景技术中存在的现有水泥环完整性评价方法可靠度低、模拟过程不连续、模拟地层差异大的问题，而提供一种固井水泥环完整性评价装置，该固井水泥环完整性评价装置，采用全尺寸套管水泥环，将地层压力通过模拟地层传递到水泥环上，通过全过程的连续模拟，从而完成对固井水泥环的完整性评价。

本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该固井水泥环完整性评价装置，包括上端盖、下端盖及模拟井筒，上端盖、下端盖的中间为模拟井筒内端；所述模拟井筒外部两端焊接法兰，模拟井筒中部由内向外依次为内套管、胶套组件、外套管；外套管两端焊接法兰，胶套组件与下端盖之间设有滤网组件。