[发明专利]一种用于测试水泥浆防水窜性能装置

说明书

本发明公开了一种用于测试水泥浆防水窜性能装置,包括恒温加热水箱、低速循环泵、旋转粘度计、水窜模拟装置和排污池，水窜模拟装置包括用于装测试水泥浆的水泥浆筒，水泥浆筒为带底的具有夹层结构的筒体，在筒体的外侧筒壁下部设置有进水口，相对一侧的外侧筒壁上部设置有排水口，筒体的内侧侧面筒壁上开有用以模拟地层孔隙的多个模拟孔缝，进水口通过低速循环泵与恒温加热水箱相连，排水口与排污池相通，恒定温度的模拟地层水通过进水口通入筒体夹层中，经排水口排入排污池，模拟地层水流动，旋转粘度计用于测量水泥浆筒内装入的水泥浆的粘度。能够准确测量水泥浆防水窜性能，为水泥浆配方调整提供实验依据。

技术领域

本发明涉及固井技术领域，特别是涉及一种用于测试水泥浆防水窜性能装置。

背景技术

目前国内大部分陆上油田已进入高含水开发阶段，注水开发虽然可以保持地层产能，但也为固井施工带来了水窜难题，严重制约油田开发战略的实施和油气采收率的提高，因此，环空水窜成为了目前在油气井固井领域关注的最主要问题之一。固井水泥浆在顶替到位后开始候凝，候凝过程中，水泥浆体向固态发展，过程中浆体结构既非固态又非液态，这种胶凝特性(胶凝强度)决定了地层流体窜入浆体的能力。区别于气窜，水窜发生后，地层水会以“溶解迁移”方式直接影响水泥浆的凝固过程，破坏水泥环的结构和胶结质量，为油气井开采和长期封隔带来不利影响。特别是水泥浆在凝固前，地层水不仅容易侵入水泥浆，对其凝固形成干扰，使其稀释、分散、解体，破坏水泥浆胶凝结构，而且地层水会溶解带走被稀释的水泥浆，从而降低浆柱压力。

目前现有技术缺乏水泥浆凝固前防水窜性能的针对性技术手段，有学者(卢海川，赵岳，宋伟宾，等.新型固井用防水窜材料的研究与性能评价[J].钻井液与完井液,2017,34(4):75-79)提供了一种由U型管和橡皮管组成的简易评价装置，可重复性较差，胶凝强度测量过程受温度、操作人员、水流速度等影响因素较多，误差大，不能有效准确地反映水泥浆凝固前防水窜性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供了一种用于测试水泥浆防水窜性能装置，可用于定量分析水泥浆未凝固前的防水窜性能，为水泥浆配方调配提供依据。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于测试水泥浆防水窜性能装置,包括恒温加热水箱、低速循环泵、旋转粘度计、水窜模拟装置和排污池，水窜模拟装置包括用于装测试水泥浆的水泥浆筒，水泥浆筒为带底的具有夹层结构的筒体，在筒体的外侧筒壁下部设置有进水口，相对一侧的外侧筒壁上部设置有排水口，筒体的内侧侧面筒壁上开有用以模拟地层孔隙的多个模拟孔缝，进水口通过低速循环泵与恒温加热水箱相连，排水口与排污池相通，恒定温度的模拟地层水通过进水口通入筒体夹层中，经排水口排入排污池，模拟地层水流动，旋转粘度计用于测量水泥浆筒内装入的水泥浆的粘度。

所述模拟孔缝为直径1～2mm的圆孔，孔间距为2～4cm，均匀分布。

所述模拟孔缝为缝，缝长为0.5～1cm，缝宽为1～2mm，缝间距为3～5cm，均匀分布。

所述水窜模拟装置通过支架安装在旋转粘度计的转子的下方。

所述筒体为透明有机玻璃材质，以便于观察实验现象。

所述恒温加热水箱可以提供30℃～90℃恒定温度的模拟地层水。

所述旋转粘度计为六速旋转粘度计。

所述筒体为圆筒。

本发明的有益效果是：可以比较准确地模拟地层水对水泥浆的“溶解迁移”过程，定量地分析水泥浆未凝固前的防水窜性能，丰富了评价水泥浆防水窜性能的手段。该装置可操作性强，操作简单，影响外因少，能够准确测量水泥浆防水窜性能，为水泥浆配方调整提供实验依据。

附图说明

图1为本发明的用于测试水泥浆防水窜性能装置示意图。

图2为水窜模拟装置示意图。