拟体13外侧的内腔15内设置有固井体19; 该固井体19为水泥浆在预定的条件下凝结而成的水泥环。在预定的条件是指:在水浴锅内 70°条件下养护48小时。在本实施方式中，该水泥浆为G级的水泥浆，从而更接近真实油井中 的水泥环。该固井体19上设置有至少一条裂缝21;从而模拟实际油井中水泥环中产生的缝 隙。
[0025] 如图1所示，在本实施方式中，具有输入端的动力机构25;该动力机构25用于向封 窜剂23施加逐渐变大的作用力直至作用力维持不变，W使封窜剂23能W预定的流速通过通 道注入第二模拟体内；当所有的裂缝都被封窜剂23封堵上，且不能再向裂缝内注入封窜剂 23时，该动力机构25对于封窜剂23施加的作用力维持不变，从而能通过该处于维持不变的 作用力得出该封窜剂23的封堵强度。因为封窜剂23的封堵性能通常采用突破压力来表征， 该突破压力是指堵剂在单位长度多孔介质中水驱形成突破时的最大压力，反应多孔介质中 堵剂对水相流体的封堵能力，可W较好地反映堵剂的强弱，其大小可由下列公式表示:Pm= 化ax/L式中Jmax为水驱形成突破的最大压力，单位为Μ化;L为试验半径，单位为m。所W本 实用新型创造性地借鉴该突破压力的计算原理，通过本实用新型提供的实验装置将封窜剂 23注入到裂缝21中时，动力机构25对封窜剂23施加作用力，直至该作用力维持不变，由此可 W得出该封窜剂23的封堵强度所对应的最大压力，相当于式中的Pmax，然后再将该最大压 力除W第一模拟体的内径与第二模拟体的外径的差值，就能得出封窜剂23的封堵强度;从 而实现了本实用新型能提供一种检测封窜剂23的封堵强度的实验装置的目的。
[0026] 如图2所示，在本实施方式中，一种检测封窜剂23的实验方法的步骤包括：
[0027] S1:向封窜剂23施加逐渐变大的作用力直至作用力维持不变，W使封窜剂23能W 预定的流速注入第二模拟体内。
[0028] 如图3所示，在本实施方式中，步骤S1包括:S12:密封至少一个通孔29,从而防止固 井液在凝固前从该至少一个通孔29渗漏。在本实施方式中，在该至少一个通孔29上涂抹凡 ±林，从而密封该至少一个通孔29;在其他的实施方式中，也可W采用其他的方式，例如密 封填料。
[0029] 如图3所示，在本实施方式中，步骤S1还包括:S14:将固井液注入第二模拟体13外 侧的内腔15内，固井液在第一预定的条件下凝固成固井体19。该固井体19为水泥浆在第一 预定的条件下凝结而成的水泥环。该第一预定的条件是指:在水浴锅内70°条件下养护48小 时。
[0030] 如图3所示，在本实施方式中，步骤S1还包括:S16:用重键敲打第二模拟体13的通 孔29位置，从而破坏固井体19的结构，使固井体19内部产生裂缝21。
[0031] 如图3所示，在本实施方式中，步骤S1还包括:S18:向封窜剂23施加逐渐变大的作 用力直至作用力维持不变，W使封窜剂23能W预定的流速注入第二模拟体内；为了使所有 的裂缝都能被封窜剂23封堵上，必须对裂缝中注入充足的封窜剂23,但随着封窜剂23封堵 裂缝过程的进行，要保证封窜剂23能W预定的流速注入第二模拟体内，必须向封窜剂23施 加逐渐变大的作用力，而当所有的裂缝都被封窜剂23封堵上，且不能再向裂缝内注入封窜 剂23时，该动力机构25对于封窜剂23施加的作用力维持不变。在本实施方式中，将封窜剂23 倒入第二模拟体13的通道17内。在本实施方式中，该动力机构25为平流累，该平流累使用白 油作为工作介质，所W在封窜剂23背对裂缝21的一侧倒入白油，从而对封窜剂23施加使封 窜剂23注入裂缝21内的作用力。在本实施方式中，该预定的流速为lOOml/min。
[0032] 如图2所示，在本实施方式中，S3:获取作用力维持不变时的最大作用力，根据最大 作用力计算封窜剂23的封堵强度。封堵强度化为化= Pmax/l;式中：Pmax为最大作用力，单 位为MPa;L为第一模拟体的内径-第二模拟体的外径，单位为m。当所有的裂缝都被封窜剂23 封堵上，且不能再向裂缝内注入封窜剂23时，该动力机构25对于封窜剂23施加的作用力维 持不变，从而能通过该处于维持不变的作用力得出该封窜剂23的封堵强度。因为封窜剂23 的封堵性能通常采用突破压力来表征，该突破压力是指堵剂在单位长度多孔介质中水驱形 成突破时的最大压力，反应多孔介质中堵剂对水相流体的封堵能力，可W较好地反映堵剂 的强弱，其大小可由下列公式表示:化= Pmax/L式中Jmax为水驱形成突破的最大压力，单 位为MPa;L为试验半径，单位为m。所W本实用新型创造性地借鉴该突破压力的计算原理，通 过本实用新型提供的实验装置将封窜剂23注入到裂缝21中时，动力机构25对封窜剂23施加 作用力，直至该作用力维持不变，由此可W得出该封窜剂23的封堵强度所对应的最大压力， 相当于式中的Pmax，然后再将该最大压力除W第一模拟体的内径与第二模拟体的外径的差 值，就能得出封窜剂23的封堵强度;从而实现了本实用新型能提供一种检测封窜剂23的封 堵强度的实验装置的目的。
[0033] 在本实施方式中，每一种封窜剂23重复做该实验3次，从而得出每一种的封窜剂23 平均最大挤入压力和平均封堵强度，从而用平均最大挤入压力来计算每一种封窜剂23的平 均封堵强度，避免了只做一次出现的误差。本实用新型实现了能提供一种检测封窜剂23的 封堵强度的实验装置的目的。
[0034] 表1本实用新型模拟实验数据表
[0035]
[0036] 由表1可W看出，在模拟实际裂缝21的情况下，该封窜剂23的最大挤入压力的最大 值为1.72MPa，该封窜剂23的最大挤入压力的最小值为1.56MPa，该封窜剂23的平均最大挤 入压力的值为1.64MPa，平均封堵强度为32. IMPa/m，从而检测出该封窜剂23的封堵强度。
[0037] W上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域技术人员依据申请文件公开的内 容可W对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。
【主权项】
1. 一种检测封窜剂封堵强度的实验装置，其特征在于，其包括： 纵长延伸的第一模拟体;所述第一模拟体至少一端为第一封堵端； 所述第一模拟体内形成有内腔； 设置于所述内腔中的第二模拟体； 所述第二模拟体外侧的所述内腔内设置有固井体； 设置于所述固井体上的至少一条裂缝； 具有输入端的动力机构； 贯穿设置于所述第二模拟体上的通道;所述第二模拟体通过所述通道与所述输入端相 连接； 所述动力机构用于向封窜剂施加逐渐变大的作用力直至所述作用力维持不变，以使所 述封窜剂能以预定的流速通过所述通道注入所述第二模拟体内。2. 根据权利要求1所述的检测封窜剂封堵强度的实验装置，其特征在于:所述第一模拟 体与所述第二模拟体同轴设置。3. 根据权利要求2所述的检测封窜剂封堵强度的实验装置，其特征在于:所述第二模拟 体靠近所述裂缝的侧壁上设置有至少一个通孔，所述通孔与所述通道相连通。4. 根据权利要求3所述的检测封窜剂封堵强度的实验装置，其特征在于:所述通孔在所 述第一模拟体上呈螺旋状排列。5. 根据权利要求1所述的检测封窜剂封堵强度的实验装置，其特征在于:所述固井体为 水泥浆在预定的条件下凝结而成的水泥环。6. 根据权利要求1所述的检测封窜剂封堵强度的实验装置，其特征在于:所述第二模拟 体上设置有刻度，所述刻度能测量出注入所述裂缝的封窜剂的量。7. 根据权利要求1所述的检测封窜剂封堵强度的实验装置，其特征在于:所述第一模拟 体的内径为124.26mm;所述第二模拟体的外径为73.02mm。
【专利摘要】本实用新型提供一种检测封窜剂封堵强度的实验装置，所述实验装置包括：纵长延伸的第一模拟体；所述第一模拟体至少一端为第一封堵端；所述第一模拟体内形成有内腔；设置于所述内腔中的第二模拟体；所述第二模拟体外侧的所述内腔内设置有固井体；设置于所述固井体上的至少一条裂缝；具有输入端的动力机构；贯穿设置于所述第二模拟体上的通道；所述第二模拟体通过所述通道与所述输入端相连接；所述动力机构用于向封窜剂施加逐渐变大的作用力直至所述作用力维持不变，从而所述封窜剂能以预定的流速通过所述通道注入所述第二模拟体内；本实用新型实现了能提供一种检测封窜剂的封堵强度的实验装置的目的。
【IPC分类】G01N19/00
【公开号】CN205301145
【申请号】
【发明人】陈小凯, 苗哲玮, 赵甲男, 夏胜淼, 林琳琳, 赵强, 于学勇, 惠晓永, 唐莹莹, 刘靖炜, 常杉, 金涛, 俸莉, 杜海旺, 曹金凤
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月14日