[发明专利]一种高温高压水泥浆密度测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种高温高压水泥浆密度测试装置及方法，所述测试装置包括密封容器，分别与所述密封容器相连的水泥浆注入装置、加压装置、加热装置、以及检测装置，所述密封罐上设有压力监测装置一；所述水泥浆注入装置包括相连的水泥浆储罐和水泥浆注入泵，所述水泥浆注入泵的输出端通过管道一与所述密封容器相连，且所述管道一上设有阀门一；所述加压装置包括相连的进气泵和储气瓶，所述储气瓶的出气口通过管道二与所述密封容器相连通，且所述管道二上依次设有压力监测装置二和阀门二；所述检测装置包括体积测量仪和重量测量仪。本发明能够更加准确的测得地层条件下的水泥浆密度，为油田现场施工提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及固井作业水泥浆检测技术领域，特别涉及一种高温高压水泥浆密度测试装置及方法。

背景技术

固井作业是钻完井作业中不可缺少的一个重要环节，它包括下套管和注水泥。固井技术是多学科的综合应用技术，具有系统性、一次性和时间短的特点。其中，注水泥是套管下入井后的关键工序，其作用是将套管和井壁的环形空间封固起来，以封隔油气水层，使套管成为油气通向井中的通道。其中水泥浆密度对水泥浆的流变性能、沉降稳定性、失水量、抗压强度等多方面都有着很大影响，而这些性能又决定着固井作业的成功与否。因此准确掌握井下水泥浆的密度对固井作业的成功执行有着重要的意义。

目前，国内在固井水泥浆密度测试方面，尚没有唯一的执行标准，同时也没有适用于油田现场的便捷式测试工具和与之相应的测试方法。尤其是在高温高压条件下水泥浆的密度测定方面目前国内的相关实验装置尚不完善，还有较大的提升空间。同时现有对固井水泥浆密度测试的装置和方法数量较少，而且大都是在普通环境下对固井水泥浆的进行测试，没有模拟实际的地层环境，因而很难真实的计算出水泥浆的真实密度，测试的准确度和可信度较低。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种高温高压水泥浆密度测试装置及方法，基于现有固井水泥浆密度测试的情况，模拟地层高温高压环境，并在该条件下对固井水泥浆的密度进行测试，保证实验的真实性和准确性。

本发明的技术方案如下：

一方面，提供一种高温高压水泥浆密度测试装置及方法，包括密封容器，分别与所述密封容器相连的水泥浆注入装置、加压装置、加热装置、以及检测装置，所述密封罐上设有压力监测装置一；所述水泥浆注入装置包括相连的水泥浆储罐和水泥浆注入泵，所述水泥浆注入泵的输出端通过管道一与所述密封容器相连，且所述管道一上设有阀门一；所述加压装置包括相连的进气泵和储气瓶，所述储气瓶的出气口通过管道二与所述密封容器相连通，且所述管道二上依次设有压力监测装置二和阀门二；所述检测装置包括体积测量仪和重量测量仪。

作为优选，所述压力监测装置一和所述压力装置二分别采用压力表或压力传感器。

作为优选，所述管道一和所述管道二上还分别设有阀门三和阀门四，且所述阀门三和所述阀门四与所述密封容器相邻。

作为优选，所述密封容器外表面还设有保温层。

作为优选，所述密封容器采用耐高温高压的玻璃容器，所述密封容器内设有带体积刻度且顶部开口的耐高温高压玻璃容器二，且所述开口正对所述管道一的输出端，所述密封容器与所述耐高温高压玻璃容器二之间的环空内设有导热介质。

作为优选，还包括监测装置，所述监测装置包括相连的监视器和摄像头。

另一方面，还提供一种高温高压水泥浆密度测试方法，采用上述任意一项所述的高温高压水泥浆密度测试装置进行测试，包括以下步骤：

S1：检查所述测试装置的密封性能；

S2：打开所述加热装置将所述密封容器的温度升至模拟地层温度；

S3：打开所述水泥浆注入装置，向所述密封容器泵入水泥浆后关闭；