[发明专利]一种磁流变液暂堵性能评价实验装置和工作方法

说明书

本发明涉及一种磁流变液暂堵性能评价实验装置和工作方法，属于石油工程技术领域，装置包括加压装置、注气管线、压力调节器、压力表、注水管线、模拟井筒、模拟裂缝、加磁装置、溢流观察管、溢流收集器；加压装置、注气管线、压力调节器、压力表、充满水的注水管线连接形成压力注入单元；模拟井筒/模拟裂缝与压力注入单元连接；加磁装置安装在模拟井筒/裂缝外部；溢流观察管、溢流收集器与模拟井筒连接。本发明的磁流变液暂堵性能评价实验装置可以对磁流变液的暂堵性能进行准确的评价，同时还可以模拟磁流变液的暂堵过程，研究管径、管壁粗糙度、段塞长度、磁场强度等因素对磁流变液暂堵性能的影响，可行性极高。

技术领域

本发明涉及一种磁流变液暂堵性能评价实验装置和工作方法，属于石油工程技术领域。

背景技术

暂堵技术广泛应用于钻完井、储层裂缝压裂改造、修井等石油工程领域，其中暂堵剂起重要作用。

磁流变液是一种在外加磁场变化时流变性等物理学性能会随之变化的智能材料，无磁场作用时，磁流变液为流动性较强的流体，施加磁场后，其会迅速固化而表现出拟固态的特征。近年来，一些研究者提出将磁流变液用于暂堵，并研制了相应的磁流变暂堵液。比如，中国专利文献CN103834375A(申请号：201410091171.X)公开了一种基于磁流变液的油气井暂堵剂及其制备方法与应用；中国专利文献CN108641687A(申请号：201810528530.1)公开了一种磁流变液及其制备方法。但是，这些专利并未涉及专门的磁流变液暂堵性能评价实验装置和方法。同时，常规的暂堵剂暂堵性能评价装置无法对磁流变液的暂堵性能进行有效评价。比如，中国专利文献CN107202866A(申请号：201710443854.0)公开的一种暂堵剂暂堵性能评价实验装置及其工作方法与应用，该发明主要针对裂缝暂堵，并缺少磁场模块，不能磁化磁流变液，无法观察磁流变液暂堵过程，更不能对磁流变液在井筒、裂缝等工况下的暂堵性能及其影响因素进行有效评价。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种磁流变液暂堵性能评价实验装置。使用本发明的装置在室内对磁流变液的暂堵性能及其影响因素进行评价，进而指导磁流变液的配方和施工工艺参数优化。

本发明还提供一种使用上述实验装置评价磁流变液暂堵性能时的方法和应用。

本发明的技术方案如下：

一种磁流变液暂堵性能评价实验装置，包括压力注入单元、模拟单元、加磁装置；

压力注入单元包括加压装置，加压装置通过注气管线连接至压力调节器，压力调节器通过注水管线连接至模拟单元底部，通过压力调节器为模拟单元提供稳定压力；

模拟单元为模拟井筒或模拟裂缝；

模拟单元外侧设有加磁装置，加磁装置用于提供均匀磁场；

模拟单元顶部连接设有溢流观察管，溢流观察管用于观察从模拟单元中溢出的液体。

优选的，所述的加压装置为高压氮气瓶。可以提供0～30MPa的稳定压力，模拟不同大小的井底压力。

优选的，所述的注气管线材质为304不锈钢，内径为3～10mm，管线长度为1～4m，具有良好的耐高压性能，可以保证气体持续安全输入。

优选的，所述的压力调节器为高压减压装置。通过压力调节器为实验提供稳定的压力，实验结束后还可以排空装置中的气体。

优选的，压力调节器上设有压力表。

进一步优选的，所述的压力表量程为0～60MPa。可以准确测量磁流变液的突破压力，评价其暂堵性能。

优选的，注水管线中充满水，与压力调节器连接。高压气体通过注气管线，驱动注水管线中的水从模拟井筒底部向上提供压力。