[实用新型]高温高压气井水泥环密封完整性评价系统

说明书

本实用新型公开了一种高温高压气井水泥环密封完整性评价系统，包括套管、固井水泥环、筒状模拟地层、密封胶套、耐压外筒、外筒下法兰、外筒上法兰、套管上法兰、套管下法兰、套管下堵头、套管上堵头、气井温度模拟调节装置、围压模拟调控装置、套管内压力模拟调控装置和气窜模拟及水泥环密封泄压模拟装置，系统中围有密闭的围压模拟环形密封腔和固井水泥环端面泄压模拟密封腔。本系统可根据高温高压气井的实际工况，模拟温度及压力的持续变化对水泥环密封失效的影响，并根据环空带压情况，实现环空气体泄压值、泄压步长、泄压周期等参数对水泥环完整性的评价。

技术领域

本实用新型涉及石油钻井工程技术领域，具体涉及一种高温高压气井水泥环密封完整性评价系统。

背景技术

南海勘探开发前景广阔，是南海大气区建设和国家南海能源基地建设的重点区域。据调查，南海高温高压领域天然气资源量达15万亿方，占南海总资源量的2/3，资源潜力巨大。近年来，高温高压领域发现的地质储量占南海西部地区总发现地质储量的60%，证实了高温高压领域已经成为该区天然气储量的主要增长点，高温高压气藏开发将在“十三五”期间成为南海西部天然气产量的主要增长点。

随着南海地区勘探开发的进一步深入，井下温度与压力越来越高，现阶段探井的井底温度接近甚至超过了200℃，压力系数达到2.2，对固井质量和后期井筒完整性提出了极大挑战。一旦高压油气井井筒完整性出现问题，可能导致环空带压，甚至造成油气井报废和人员伤亡。挪威石油安全管理局（PSA）调查发现，在生产开发的问题井中，18%的井都是由环空带压所引发的安全问题。

高温高压井水泥石所处工况复杂，不仅受作业管柱的机械冲击作用，而且还要承受后期增产作业和套管试压引起的高压、温度变化和腐蚀，致使水泥环容易遭受破坏，油气上窜形成环空带压。

水泥环失效引起的油气窜流一直是困扰学者们的一大难题，国内外学者大多从防气窜水泥浆体系的研发、气窜机理、水泥环失效形式及机理、水泥石力学性能、水泥环界面胶结强度等方面开展研究。

目前，针对水泥环失效形式及失效机理的研究主要有理论计算及室内实验两种方法，国内外各石油院校、科研院所、石油承包商非常重视水泥环密封完整性评价方面的研究，研制了多套水泥环密封完整性评价装置。然而，现有的评价装置大都通过相似原理进行了缩小，模拟井下温度及压力载荷变化的能力也十分有限，同时，无法模拟环空带压情况下环空气体泄压参数对水泥环完整性的影响，因此，开展高温高压气井水泥环密封完整性评价实验研究具有重要的现实意义。

实用新型内容

为了克服上述之不足，本实用新型的目的在于提供一种高温高压气井水泥环密封完整性评价系统。本系统可根据高温高压气井的实际工况，模拟温度及压力的持续变化对水泥环密封失效的影响，并根据环空带压情况，实现环空气体泄压值、泄压步长、泄压周期等参数对水泥环完整性的评价。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：