[发明专利]测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置及其测量方法

权利要求书

1.一种测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置，其特征在于：包括呈中空圆柱形状的套管(1)、设置在套管(1)顶部与之固定连接的釜体(2)、设置在套管(1)底部用于对其进行支撑固定的底座(3)、设置在套管(1)内沿其轴向布置的填砂管(4)、设置在釜体(2)与填砂管(4)之间用于连通两者的射孔通道(5)、设置在填砂管(4)内可沿其轴向上下滑动的压缩模块(6)、以及设置底座(3)上用于驱动压缩模块(6)轴向滑动的千斤顶(7)；

所述釜体(2)的上部设置有与之密封连接的盖体(8)，所述釜体(2)与盖体(8)之间围合形成用于容纳封窜剂(9)的容纳腔(10)，所述容纳腔(10)通过贯穿盖体(8)的第一管路(11)与外界的增压泵(12)连接；所述套管(1)内沿其轴向设置有用于安装固定填砂管(4)的固定套(13)，所述套管(1)内壁与固定套(13)外壁之间围合形成用于模拟地层压力的压力腔(14)，所述压力腔(14)通过第二管路(15)与外界的环压泵(16)连接；

所述填砂管(4)为顶端封堵、底端敞开的圆柱形管状结构，所述填砂管(4)的顶端嵌入釜体(2)底部与之固定连接，所述填砂管(4)的底端向下延伸穿出套管(1)的底部，所述压缩模块(6)置入填砂管(4)的底部与之周向密封连接；所述千斤顶(7)的底部固定设置在底座(3)上，顶部的伸缩端与压缩模块(6)的底部固定连接；

所述固定套(13)的顶端与釜体(2)底部固定连接，所述固定套(13)的底端与套管(1)底部固定连接，所述固定套(13)的内壁与填砂管(4)的外壁贴合；所述固定套(13)为由橡胶制成的中空圆柱形状橡胶固定套；所述套管(1)的外壁上套设有用于对其内腔进行加热的加热装置(18)。

2.根据权利要求1所述的测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置，其特征在于：所述釜体(2)与盖体(8)之间设置有密封圈(17)。

3.根据权利要求1所述的测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置，其特征在于：所述加热装置(18)为环绕设置在套管(1)外壁的环形加热装置。

4.根据权利要求1或2所述的测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置，其特征在于：所述釜体(2)的底部设置有清洗通孔，所述清洗通孔通过可拆卸的柱塞(19)封堵。

5.根据权利要求3所述的测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置，其特征在于：所述千斤顶(7)的底部设置有用于显示其压力值大小的压力表(20)。

6.根据权利要求1所述的测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置，其特征在于：所述盖体(8)与第一管路(11)的相连部、以及套管(1)与第二管路(15)的相连部均设置有快速接头。

7.一种利用权利要求1～6任意一项所述测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置进行测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)按实验配方将石英砂放入温度为102～110℃的恒温干燥箱中处理8～16h后，自然冷却至室温，将石英砂充分混合均匀；

2)将填砂管(4)装入固定套(13)中，调节环压泵(16)，加压至实验设定的压力；

3)将步骤1)混合均匀的石英砂缓慢的倒入填砂管(4)中并用千斤顶(7)将石英砂压实，完成填砂管(4)模型的制作；

4)开启加热装置(18)，对套管(1)内的填砂管(4)进行加热，调节至实验设定温度；

5)往釜体(2)内填满水，测量水相渗透率，测量过程中可通过调节千斤顶(7)的压力改变填砂管(4)内石英砂的压实程度，以此达到实验设定的渗透率；

6)按照实验设定条件配置封窜剂(9)浆体，将配好的封窜剂(9)浆体缓慢倒入釜体(2)内，用增压泵(12)加压至实验设定的压力，驱替完成后将剩余的封窜剂(9)浆体取出，在实验设定温度下候凝15～25h；

7)将填砂管(4)取出并打开，清理封窜剂(9)浆体未侵入的砂体，测量封窜剂(9)的侵入深度，即可。

8.根据权利要求7所述测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置进行测量的方法，其特征在于，在所述步骤2)中，实验设定的压力为20～50MPa。

9.根据权利要求7所述测量封窜剂侵入地层深度的模拟实验装置进行测量的方法，其特征在于，在所述步骤4)中，实验设定温度为180～220℃。