[发明专利]一种固井水泥石自修复能力的测试设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种固井水泥石的测试设备，尤其涉及一种固井水泥石自修复能力的测试设备。 

背景技术

在油田固井过程中，通过高压固井泵将混配后的油井水泥浆泵入套管与地层的环空间隙，水泥浆候凝形成水泥环，保证套管与地层胶结界面良好，但在油气井测试投产后，必然要经历各种试井、测试和投产作业，使套管和水泥环受到温度、压力等因素大幅度变化的影响，不可避免地对固井水泥环的封隔性能产生破坏，即在胶结界面产生微间隙和微裂缝，从而形成井下地层流体(特别是天然气)的窜流通道，造成层间封隔失效。目前解决油气井地层流体窜流问题的基本方法是采用成本昂贵的挤水泥修井的修复方法，但成功率较低，有些油井在施工过程中会发生事故。 

为解决油气井的窜流问题，国内外研究和运用了大量防窜水泥浆体系和专用技术，但由于产生微间隙和微裂缝的原因比较复杂，无论采取各种措施都很难避免，预防和处理的难度较大。各个研究机构通过研究油气井固井水泥环的自修复机理和技术，建立了一种能够对固井水泥环微裂缝和微间隙进行即时修复的机制，即无论何时、何种原因产生的气窜通道都能够得到及时有效、动态自动修复的机制，始终保证天然气井水泥环的封固有效性，从一个新的技术角度解决油气井层间封隔质量和耐久性的技术难题。但是，目前国内固井水泥环自修复技术尚处于起步阶段，而该类型水泥石自修复能力的室内实验评价装置亦处于研究探索阶段，并无完善成熟的室内实验评价装置对自修复水泥浆体系进行筛选与评价。 

发明内容

本申请针对现有技术中的水泥石自修复能力的室内实验评价装置亦处于研究探索阶段，并无完善成熟的室内实验评价装置对自修复水泥浆体系进行筛选与评价的问题，从而提出提供一种适用于固井水泥浆自修复能力评价的装置。 

本发明提供一种固井水泥石自修复能力的测试设备，其包括测试气源和水泥石容器，所述水泥石容器的进气管道与测试气源连接，所述进气管道上设置有第一压力表，所述出气管道上设置有第一流量计，所述水泥容器设置有容纳水泥石的第一腔体，所述第一腔体的壁体为弹性材料，所述第一腔体与分别所述进气管道和出气管道连通， 

所述第一腔体设置在第二腔体内，所述第一腔体与第二腔体之间形成所述密封腔室，所述密封腔室连接有对其内部加压的高压气源； 

或所述第一腔体处于密封箱体内，所述密封箱体连接有对其内部加压的高压气源。 

优选地，所述第一腔体为筒体状腔体，所述筒体状腔体的一端与所述进气管道连通，另一端与所述出气管道相通。 

优选地，所述第一腔体和第二腔体均为筒体状腔体，所述密封腔室为环形空间， 

优选地，所述密封腔室通过管道与加压泵连接。。 

优选地，所述水泥石容器包括进口端盖、出口端盖、进口密封堵头和出口密封堵头，所述进口端盖、进口密封堵头、第一腔体和出口端盖依次顺序设置，所述第二腔体的两端分别与进口端盖和出口端盖连接，所述两个密封堵头设置有与第一腔体连通的通孔，所述两个密封堵头的外表面紧贴第二腔体的内壁，所述两个密封堵头分别挤压进口端盖和出口端盖的内侧。 

优选地，所述进口密封堵头和出口密封堵头靠近第一腔体的一端设置有环状凸起，所述环状凸起延伸至第一腔体内。 

优选地，所述水泥石容器包括位置调节机构，所述位置调节机构用于调整水泥石在第一腔体所处位置。 

优选地，所述位置调节机构包括固定堵杆和调节堵杆， 

所述固定堵杆的一端固定于进口端盖，另一端穿过进口密封堵头进入第一腔体内， 

所述调节堵杆穿过出口端盖和出口密封堵头进入第一腔体内，所述调节堵杆设置与出口端盖相互配合的螺纹结构，所述调节堵杆调整所述螺纹结构调整伸入第一腔体内的长度。 

优选地，所述调节堵杆伸长第一腔体内的一端设置有挡块。 

优选地，所述测试设备还包括温度调节装置，所述水泥石容器设置在温度调节装置内。 

优选地，所述温度调节装置为加热箱、烘箱、恒温箱或加热炉。 

优选地，所述测试设备还包括温度调节装置，所述水泥石容器设置在温度调节装置内， 

所述温度调节装置设置有所述密封箱体，所述水泥石容器设置在所述密封箱体内。 

优选地，所述测试气源包括气瓶，所述气瓶通过所述进气管道与所述水泥石容器连接，在所述进气管道上还设置有阀门。 

优选地，所述测试设备还包括数据采集系统，所述第一压力表的输出端与所述数据采集系统的输入端连接，所述第一流量计的输出端与所述数据采集系统的输入端连接。