[发明专利]一种高密度试油工作液沉降稳定性测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种评价高密度试油工作液的沉降稳定性的测试装置及方法，属于石油用液体测试技术领域。

背景技术

随着石油的勘探开发向深层、超深层进军，需要钻越来越深的超深井，目前我国的超深井完钻井深一般为6500-8000米，试油工作液密度一般大于1.8g/cm³，井底温度达到150℃以上，油管和井壁或套管的间隙小，在使用多封隔器试油管柱试油时，如果试油工作液发生沉降，容易发生封隔器同时座封。

现场常采用井浆性能改进后直接作为试油工作液，由钻井液转换而来的试油液一般包含大量膨润土、常规重晶石加重剂、聚合物、磺化酚醛树脂、堵漏剂、油层保护剂、润滑剂等，在长期(12-20天)高温静止状态下，易产生低密度固相固化和高密度固相沉淀现象，导致封隔器以上试油管柱被埋，卡试油封隔器和管柱是试油作业中事故风险最大的情况之一，因此，超深井的高温高压井下条件对试油液的沉降稳定性要求更苛刻。

目前超深井试油作业中对高密度试油工作液沉降稳定性的评价主要是采用将试油工作液高温静止老化后，对沉积在罐底的沉淀物和固化物采用玻璃棒定性探试的方式，该方式的缺陷在于精确度差，不能定量评价沉实程度，参考性差，无法给试油作业期间沉淀和稠化物质对试油管柱是否致卡提供比较准确的参考。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种定量评价高密度试油工作液高温沉降稳定性的装置及方法，在模拟试油作业现场高密度试油工作液高温静止老化后，进行针入探测沉实程度测试，通过压力传感器测得触底压力值，得到沉实程度评价。

为达到上述目的，本发明提供了一种高密度试油工作液沉降稳定性测试装置，其包括：高温老化罐、压力传感测试设备和滑轴支架，其中，

滑轴支架包括水平设置的测试平台和垂直于该测试平台设置的滑杆；

压力传感测试设备包括探针、压力传感器、传感器显示屏、电机、外壳和电控箱，其中，电机、电控箱、传感器显示屏和压力传感器固定于外壳上，压力传感器与传感器显示屏连接，压力传感器与滑杆固定在一起，探针垂直设置于压力传感器的下方，电机与滑杆连接，用于控制滑杆进行上下运动，在滑杆的带动下，压力传感器和探针也会进行上下运动，并且，探针可以缩到电控箱的内部；

高温老化罐设于测试平台上。

在本发明所提供的上述测试装置中，支架用于支撑整个装置；高温老化罐用于盛装待检测的高密度试油工作液，并进行高温老化；探针用于对高温老化罐中的高密度试油工作液进行检测，进行检测时，探针位于高温老化罐，并能够在电机和滑杆的带动下上、下运动，从而实现放入高温老化罐中以及从高温老化罐中取出的操作；压力传感器用于测定高密度试油工作液的压力值和摩擦力数据，其可以通过电缆与传感器显示屏连接，通过传感器显示屏来显示检测到的数值(传感器显示屏通过外壳上的开口向外界显示数值)，并且，压力传感器与滑杆固定在一起，以便在滑杆的带动下进行上下运动，从而带动探针进行上下运动；传感器显示屏可以设置在电控箱内，并且可以通过在电控箱设置视窗而使人们可以看到；外壳用于保护压力传感器、传感器显示屏、电控箱和连接用的线缆等，其可以采用整体式钢质外壳。

在本发明提供的上述高密度试油工作液沉降稳定性测试装置中，优选地，压力传感测试设备还包括一定位套，该定位套设于探针的上部，并与压力传感器的外接口连接。通过设置该定位套，可以保证探针在进行上下匀速运动时保持垂直。

在本发明提供的上述高密度试油工作液沉降稳定性测试装置中，优选地，探针为圆锥形，如图1所示(探针上可以设有螺旋设置，如图1中的细长矩形显示的部分，以保证可以稳定可靠地进行固定和测试)。更优选地，上述探针的直径为10毫米，重量为10-20克。

在本发明提供的上述高密度试油工作液沉降稳定性测试装置中，优选地，压力传感器的量程为0-50N，压力块重量为500-700克。

在本发明提供的上述高密度试油工作液沉降稳定性测试装置中，高温老化罐的材质应与API高温滚子炉中使用的高温老化罐相同，以更好地模拟所测试的高密度试油工作液在井下长时间高温静止状态，优选地，高温老化罐的材质为316不锈钢，该高温老化罐的底面外径为10cm，高为25cm，内径为6.5cm。该高温老化罐可以在250℃环境下工作72小时以上无泄漏。

本发明还提供了一种高密度试油工作液沉降稳定性测试方法，其是采用上述高密度试油工作液沉降稳定性测试装置进行测试的方法，包括以下步骤：