專利名稱：延時固井模擬膠結質量評價實驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油鉆井領域所用的室內評價實驗裝置，屬于延時固井模擬膠結質量評價實驗裝置。
背景技術：
大慶油田目前已進入了以開發剩余油為目的的三次加密調整階段，三次加密調整的對象以表外儲層為主，具有油層薄、物性差等特點，與二次加密相比，開采難度大，固井質量更難保證。
由于長期注水開發，井下壓力系統已經非常復雜，高含水、油層薄、隔層薄，這些都給三次加密調整井固井帶來了極大的困難，雖然采取了相應的措施，三次加密先導試驗調整井固井一次聲變優質率達到了70％以上，但試驗發現調整井固井質量隨時間的推移，固井質量出現了明顯的下降趨勢，極大地影響了油田的開發效果，同時會給生產帶來不必要的損失。
實用新型內容為了克服沒有固井評價實驗裝置可以評價延時條件下水泥環膠結質量的不足，本實用新型提供一種延時固井模擬膠結質量評價實驗裝置，該實驗裝置在延時條件下具有可進行水泥環對地層和套管固井膠結質量評價的特點。
本實用新型的技術方案是一種延時固井模擬膠結質量評價實驗裝置包括套管及地層，套管置于地層內，套管上下兩端分別開有加壓口，且內壁上置有與控制系統及測試系統相連的若干個超聲探頭，地層外緣開有若干個進水口及出水口，進水口一側的隔層上開有加壓口，其隔層上部的地層內置有膠囊，開有出水口一側的隔層上部置有熱電耦，套管與地層之間置有模擬巖心及水泥環，水泥環上端的左右兩側開有注水泥口及加壓口，地層上下分別置有釜體端蓋。
上述的超聲探頭為二個。
本實用新型具有的有益效果是由于使用該地層、套管模型裝置，在地層上開有若干個進水孔、出水孔及加壓孔，在套管與地層之間開有水泥注入孔，在此進行水泥注入形成水泥環，超聲探頭對水泥環固井質量可以進行15天之內的延時測試，通過測試系統及控制系統將超聲探頭的測試結果采用“峰值時間法”進行解釋，在延時條件下，水泥環膠結質量的影響因素對封固質量的影響，可直觀解釋界面膠結質量，由此來評價水泥環膠結質量的準確率高，可以及時準確的反饋延時變化。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖1中A-控制系統，B-測試系統，C-模型，a-超聲波信號，b-流量，c-溫度，d-壓力，1-加壓口，2-超聲探頭，3-巖心，4-進水口，5-進水口，6-膠囊，7-注水泥漿口，8-加壓口，9-加壓口，10-水泥環，11-出水口，12-隔層，13-出水口，14-套管，15-加壓口，16-熱電耦，17-地層，18-端蓋。
具體實施方式
以下結合附圖將對本實用新型作進一步說明由圖1所示，一種延時固井模擬膠結質量評價實驗裝置，包括套管14及地層17，地層17為模擬地層，套管14置于地層17內，套管14上下兩端分別開有加壓口(8，1)，通過加壓口(1，8)對地層17進行加壓；且內壁上置有與控制系統A及測試系統B相連的若干個超聲探頭2，地層17外緣開有若干個進水口(4，5)及出水口(11，13)，進水口4一側的隔層12上開有加壓口15，通過進水孔(4，5)及出水孔(11，13)可以測得地層17的滲透性；其隔層12上部的地層17內置有膠囊6，膠囊6起到加壓的作用；開有出水口(11，13)一側的隔層12上部置有熱電耦16，熱電耦16起到加溫的作用；套管14與地層17之間置有模擬巖心3及水泥環10，模擬巖心3貼到鋼壁上，利用篩網形成泥餅，可模擬井下巖心的滲透性，水泥環10上端的左右兩側開有注水泥口7及加壓口9，地層17上下分別置有釜體端蓋18，釜體端蓋18可起到密封加壓的作用。
該裝置由模型C、測試系統B及控制系統A構成，模型C是用來模擬油井水泥在井下的情況，它是由套管14、模擬地層17、釜體端蓋18、熱電耦16和水泥環10組成，套管14主要以模擬139.7mm油層套管為主，模擬地層17采用224.4mm，模擬地層17的滲透性可根據在套管14上打進水孔(4，5)及出水孔(11，13)來實現，泥餅由325目+60目篩網用泥漿在2MPa壓差失水2個小時獲得，水泥環10高350mm，模擬地層17的溫度c、壓力d和流量b依靠溫度控制器、壓力傳感器和流量控制器來實現，測試系統B主要包括超聲探頭2及其解釋軟件，主要用來評價水泥環10的膠結質量。
而具體的測試過程為模擬井下微單元的情況，依靠超聲探頭2的回波能量和時間來判斷水泥與界面膠結的情況，采用“峰值時間法”進行解釋，此法的特征值采用回波中最大峰值對應的時間，它將超聲回波時間序列分成幾個時間段，各段對應不同的缺陷類型，且時間段不重疊，不缺失；根據超聲波在不同介質中傳播的聲速不同，不同樣品缺陷類型中水泥與水交界面位置不同，導致超聲波在各界面的反射波發生的時間不同，即回波中峰值出現位置不同，峰值時間法將超聲同波時間序列分成幾個時間段，每段對應不同的缺陷類型，每個時間段的起始點根據實驗獲得或理論估算，并且每個時間段中樣品缺陷尺寸與其最大峰值出現的時間成線性關系，則可根據回波中峰值出現的時間位于哪個時間段，最終判斷樣品的缺陷類型。
由于使用該裝置，可進行水泥環10與地層17和套管14的膠結質量評價，將井下不可觀察的真實情況在地面反映出來；可進行水泥漿的評價檢測，在延時條件下可測得水泥膠結質量的影響因素對封固質量的影響變化，可直觀解釋界面膠結情況，由此來評價水泥環膠結質量的準確率高，可以及時準確的反饋延時變化。
權利要求1.一種延時固井模擬膠結質量評價實驗裝置，包括套管(14)及地層(17)，套管(14)置于地層(17)內，其特征在于套管(14)上下兩端分別開有加壓口(8，1)，且內壁上置有與控制系統(A)及測試系統(B)相連的若干個超聲探頭(2)，地層(17)外緣開有若干個進水口(4，5)及出水口(11，13)，進水口(4)一側的隔層(12)上開有加壓口(15)，其隔層(12)上部的地層(17)內置有膠囊(6)，開有出水口(11，13)一側的隔層(12)上部置有熱電耦(16)，套管(14)與地層(17)之間置有巖心(3)及水泥環(10)，水泥環(10)上端的左右兩側開有注水泥口(7)及加壓口(9)，地層(17)上下分別置有釜體端蓋(18)。
2.根據權利要求1所述的延時固井模擬膠結質量評價實驗裝置，其特征在于超聲探頭(2)為二個。
專利摘要本實用新型涉及延時固井模擬膠結質量評價實驗裝置。解決了沒有固井評價實驗裝置不能評價延時條件下水泥環膠結質量的問題。其特征在于套管(14)上下兩端分別開有加壓口(8，1)，且內壁上置有與控制系統(A)及測試系統(B)相連的若干個超聲探頭(2)，地層(17)外緣開有若干個進水口(4，5)及出水口(11，13)，進水口(4)一側的隔層(12)上開有加壓口(15)，其隔層(12)上部的地層(17)內置有膠囊(6)，開有出水口(11，13)一側的隔層(12)上部置有熱電偶(16)，套管(14)與地層(17)之間置有巖心(3)及水泥環(10)，水泥環(10)上端的左右兩側開有注水泥口(7)及加壓口(9)，地層(17)上下分別置有釜體端蓋(18)。具有水泥環對地層和套管固井膠結質量評價的特點。
文檔編號E21B47/00GK2677612SQ20032012205
公開日2005年2月9日 申請日期2003年11月20日 優先權日2003年11月20日
發明者陳曉樓, 陳剛 申請人:大慶石油管理局