[发明专利]一种压裂用渗透石水泥浆性能测定装置及方法

说明书

本发明公开了一种压裂用渗透石水泥浆性能测定装置及方法，属于能源技术领域，通过测定方法准确模拟地层条件对水泥浆的密度、粘度、流动度、失水量、自由含水量、初凝时间、终凝时间、抗压强度、渗透率、孔隙度、对储层的伤害程度等重要参数的进行测定，综合数据进行精确分析，客观的反映出水泥浆在岩层中的特性，对于地层能源开发具有重要意义，通过性能测定装置，提供方便的实验操作，采集更加准确的实验数据。

技术领域

本发明属于能源技术领域，尤其涉及致密油气田储层的压裂改造用渗透石水泥浆性能测定方法的研究，具体的说就是一种压裂用渗透石水泥浆性能测定装置及方法。

背景技术

致密油气藏属于非常规油气藏，存在巨大的开发潜力，目前主要通过水力压裂的方式对致密储层进行改造，对致密油藏进行开发，然而水力压裂，具有施工规模大、施工压力高、人力物力水资源消耗量大、对储层危害性大、返排液严重污染环境等缺点。

渗透石是利用高密度水泥浆代替常规压裂液体对储层进行压裂改造，渗透石具有液柱压力高的特点，使得施工压力大大降低；无需配制大量携砂液，耗水量大大降低；压裂后无需反排，不会造成环境污染；形成具有较高渗透性的高强度水泥石支撑裂缝，增产效果明显。

为了保证压裂后的施工效果，需要在实验室内模拟储层真实环境，对渗透石体系进行全面而精准的评价，同时需要有相应的配套实验设施，使实验过程更加顺畅，提高实验效率，使实验数据更加精准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压裂用渗透石水泥浆性能测定装置及方法，通过性能测定装置，提供方便的实验操作，采集更加准确的实验数据，通过性能测定方法更加准确的模仿真实的地层环境条件，准确的测定水泥浆性能，从而对水泥浆在岩层中的性能进行全面准确的测定。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种压裂用渗透石水泥浆性能测定装置，包括气瓶、针型阀、压力表、三通、水槽、平流泵、压力泵、手轮、量杯、电子秤，其特征在于：所述的气瓶有三个分别为氮气瓶、甲烷气瓶、二氧化碳气瓶，所述的气瓶并联连接，每个所述气瓶都连接有针型阀和压力表，所述的气瓶通过三通与中间容器管路连接，所述的中间容器共设置有四个，中间容器通过三通并联设置，所述的中间容器两端都设置有针型阀，并联的所述中间容器之间还设置有针型阀，所述的平流泵两端分别连接有水槽和中间容器，所述的平流泵与中间容器之间设置有针型阀，并联的所述中间容器两端还通过针型阀分别与钢杯和三通管路连接，所述的钢杯通过管路与岩心夹持器、压力泵连接，所述的岩心夹持器上设置有三个压力表，所述的岩心夹持器通过针型阀与压力泵连接，所述的岩心夹持器还通过管路与气体浮子流量计和量杯连接。

一种压裂用渗透石水泥浆性能测定方法，依次包括以下步骤：

（1）实验浆液配制，STS-1浆配制，在容器内加入体积份蒸馏水45份，加入磷铝酸盐水泥100份，搅拌均匀备用；STS-1液配制，在容器内加体积份入蒸馏水50份备用；

（2）STS-1浆基本性能检测，测定STS-1浆在25℃和常压下的密度、粘度、流动度、失水量、自由含水量、初凝时间、终凝时间、抗压强度，并做记录；测定STS-1浆在50℃和常压下的密度、粘度、流动度、失水量、自由含水量、初凝时间、终凝时间、抗压强度，并做记录；

（3）岩心初始水相渗透率测定，

①将φ25×40~60mm致密砂岩岩心，装入岩心夹持器；

②给岩心加环压25MPa，岩心夹持器末端加背压5Mpa，打开温控系统，调整加热温度50℃，加热4小时；

③向岩心夹持器内泵注蒸馏水，待岩心夹持器前后压差稳定后，记录其前后压差Δp1，和此时泵的排量Q1；

（4）岩心CO2气相渗透率测定，利用超临界CO2测定岩心初始气相渗透率，向岩心夹持器内泵注超临界CO2，待夹持器前后压差稳定后，记录其前后压差Δp2，和此时泵的排量Q2；