[发明专利]一种研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置及方法

说明书

本发明涉及的是一种研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置及方法，其中研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置包括堵剂注入装置、油井模型、多组铋铅锡合金薄片、钢柱；堵剂注入装置的中间容器与油井模型连接，油井模型的射孔分别连接一个不同渗透率的岩芯；油井模型的外管由两个半圆管对扣形成，内管和外管同轴拧固在顶盖和底座之间，钢柱用于封堵射孔；多组宽度25mm铋铅锡合金薄片，一组为厚度相同、长度相同、弯折形状不同的多个铋铅锡合金片；一组为长度相同，形状相同、厚度不同的铋铅锡合金片；一组为厚度相同，形状相同、长度不同的铋铅锡合金片。本发明可观察各种形态的裂缝中各种堵剂的成胶状况，孔隙空间内堵剂在岩芯和水泥环中的运移规律。

技术领域

本发明涉及采油工程技术领域，具体涉及一种研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置及方法。

背景技术

原油开采作业中，油井产水,对经济效益影响很大，甚至可能导致某些高产油井转变为无工业价值的油井。油井出水如不及时采取措施，地层中可能出现水圈闭的死油区，注入水绕道而过，从而降低采收率，造成极大的浪费。油井出水还有可能使储层结构破坏，造成油井出砂；油井出水后也会增加液体相对密度，增大井底油压，使自喷井转为抽油井；另外，油井出水会腐蚀井下设备，严重时可能引发事故，同时，由于产水增加，必然会使地面的脱水费用增加。而油井出水采取增大排液量，以水带油的方法是不合算、不可取的，找水、堵水是油田开发中必须及时解决的问题，也是油田化学研究的重要课题。

随着油田开发时间的延长和二次、三次加密开采方案的实施，油田地下情况越来越复杂，发现的窜槽井也越来越多。由于窜槽，特别是多层段的窜槽，打乱了开发层系，造成严重层间干扰。国内外目前在用的油井堵水实践活动证明，堵水作业失败的原因，一半以上是由于不能认识和确定出各类窜槽及其性质的差异，因此正确分析油井内不同窜槽形状、大小十分重要，因为窜槽的不同形态直接决定对堵剂封堵效果和好坏和堵剂在不同窜槽中的状态，直接影响油田的开发效果。

目前，现有的化学堵水方法主要是笼统的注入堵剂，并没有区分不同堵剂在不同窜槽中的注入情况，由于在不同裂缝内毛细管力、承压等参数有很大的差别，笼统的注入堵剂会造成极大的浪费，而且封堵效果难以准确估测，所以，在实验室内进行模拟油井裂缝实验尤为重要，通过向不同形态的裂缝中注入堵剂，综合评价裂缝内堵剂封度规律和合适的注入参数。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置，这种方法用来解决现在油井堵水无法考虑地下窜槽性质的问题，本发明的另一个目的是提供这种研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置进行实验研究的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置包括堵剂注入装置、油井模型、多组铋铅锡合金薄片、钢柱；堵剂注入装置由平流泵、中间容器、压力表、六通阀组成，平流泵连接中间容器，中间容器通过六通阀与油井模型连接，压力表安装在六通阀上，油井模型的射孔分别连接一个不同渗透率的岩芯；油井模型包括内管、外管、顶盖、底座，外管由两个半圆管对扣形成，内管、外管上、下端两端均具有螺纹，底座中间有一圆形凸起，圆形凸起具有外螺纹，底座外沿具有内螺纹，内管和外管同轴拧固在顶盖和底座之间，顶盖中间有堵剂注入孔，内管和外管设置一一对应的射孔，钢柱用凡士林涂抹后用于封堵射孔；多组宽度25mm铋铅锡合金薄片，一组为厚度相同、长度相同、弯折形状不同的多个铋铅锡合金片；一组为长度相同，形状相同、厚度不同的铋铅锡合金片；一组为厚度相同，形状相同、长度不同的铋铅锡合金片。

上述方案中两个半圆管对扣形成的对接处设置有密封，防止水泥泄漏。

上述方案中油井模型有两个，其中一个油井模型的内管高600mm，内径140mm，壁厚5mm；外管高600mm，内径200mm，壁厚5mm；另一个油井模型的内管高300mm，内径140mm，壁厚5mm，外管高300mm，内径200mm，壁厚5mm，以用于对比不同长度的裂缝的封堵规律。

上述方案中铋铅锡合金薄片厚度≥0.5mm，用于弯折成各种形状。