本實(shí)用新型應(yīng)用于石油工程領(lǐng)域，具體為高溫高壓納米封堵劑評(píng)價(jià)裝置。

背景技術(shù)：

井壁穩(wěn)定性問題是目前油氣田開發(fā)亟待解決的關(guān)鍵性問題，目的在于防止井眼垮塌該重大工程事故。目前解決井壁穩(wěn)定性問題的主要方法為封堵井壁，封堵井壁的方法又分為下套管與加封堵劑兩種方法。然而，下套管成本高，另外，在裸眼鉆井階段必須使用封堵劑進(jìn)行封堵。因此，封堵劑的研發(fā)與性能評(píng)價(jià)顯得尤為重要。其中，納米封堵劑是目前研發(fā)的熱門。納米封堵劑因顆粒達(dá)到納米級(jí)，呈現(xiàn)出優(yōu)于常規(guī)封堵劑的性能，例如：量子效應(yīng)，表面效應(yīng)，隧道效應(yīng)等。納米封堵劑旨在封堵納米級(jí)巖石孔隙，并同時(shí)依靠其表面活性牢牢貼附于巖石表面。然而，目前尚未模擬地層條件評(píng)價(jià)納米封堵劑封堵性能的裝置。

現(xiàn)有技術(shù)之一為可視砂管，將微米級(jí)沙礫放入玻璃管中，然后注入納米級(jí)封堵劑，通過觀察管內(nèi)液體的流動(dòng)狀況來評(píng)價(jià)封堵效果。若管內(nèi)液體流動(dòng)性差，則說明納米封堵劑封堵效果佳；若液體流動(dòng)性好，則封堵效果差。

現(xiàn)有技術(shù)一的缺點(diǎn)

1.除非納米封堵劑封堵效果極佳或者極差，才能利用肉眼觀察到明顯的流體流動(dòng)情況，但是想要細(xì)致區(qū)分封堵封堵效果，該裝置無法做到。

2.該裝置只能簡(jiǎn)單定性的表明納米封堵劑在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的封堵性能，但是否適用于高溫高壓的地層條件，無從得知。

3.應(yīng)該同時(shí)考慮納米材料封堵后的壓力，流量，而不是僅僅從宏觀的流體流動(dòng)來評(píng)價(jià)。

現(xiàn)有技術(shù)之二為API濾失儀，API濾失儀是用于測(cè)鉆井液失水量的一種裝置，但是由于目前尚缺納米封堵劑評(píng)價(jià)裝置，一些學(xué)者用此來評(píng)價(jià)納米封堵劑封堵效果。

該技術(shù)的缺點(diǎn)：

1.泥餅的含水、孔隙及應(yīng)力情況與地層巖塊相差甚遠(yuǎn)，應(yīng)選用鉆取的巖心模擬地層。

2.該裝置只是考慮了液體流量，但是封堵介質(zhì)的受力情況并沒考慮。也就是說，當(dāng)泥餅被納米封堵封堵后，不僅僅液體流量會(huì)減小，泥餅所受壓力也會(huì)增加。然而，封堵介質(zhì)所受壓力更為重要，因?yàn)榫诘目逅c所受壓力密切相關(guān)。同時(shí)利用壓力評(píng)價(jià)封堵效果更加靈敏，因?yàn)閴毫Σ▊鬟f速度快于流體流動(dòng)速度。

3.該裝置只能施加驅(qū)替封堵劑的壓力，無法模擬地層高壓環(huán)境。

4.該裝置封堵方向?yàn)榭v向，封堵效果受重力作用影響，而在實(shí)際鉆井過程中，封堵劑封堵方向?yàn)闄M向，不受重力影響。

5.該裝置操作費(fèi)時(shí)，并采用人工讀數(shù)，誤差大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種高溫高壓納米封堵劑評(píng)價(jià)裝置。

該裝置目的在于還原井下納米封堵劑封堵地層的情景，模擬地層條件，同時(shí)從壓力與流動(dòng)性兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的智能化。

具體的技術(shù)方案：

高溫高壓納米封堵劑評(píng)價(jià)裝置，包括反應(yīng)釜，所述的反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置有封堵介質(zhì)，所述的反應(yīng)釜一端為注液端，另一端為出口端，所述的注液端和出口端與封堵介質(zhì)連接，所述的封堵介質(zhì)與反應(yīng)釜之間有高壓氣體；所述的出口端設(shè)置有流量記錄儀；封堵介質(zhì)上還連接有溫壓傳感器；反應(yīng)釜上還設(shè)置有圍壓入口和排氣口；反應(yīng)釜還安裝有高阻材料；所述的溫壓傳感器和流量記錄儀分別連接計(jì)算機(jī)。

高阻材料插入電源，依靠高阻材料制造高溫環(huán)境；反應(yīng)釜內(nèi)部中空部分為高壓氣體模擬地層壓力；封堵介質(zhì)具備一定彈性強(qiáng)度，目的為了防止封堵介質(zhì)因高壓氣體產(chǎn)生破裂；溫壓傳感器用來監(jiān)測(cè)封堵介質(zhì)溫度壓力的變化，流量記錄儀記錄流量變化，兩者均接入計(jì)算機(jī)，準(zhǔn)確記錄任意時(shí)刻三者的數(shù)值。

本實(shí)用新型提供的高溫高壓納米封堵劑評(píng)價(jià)裝置，依照地層滲流模型，左端為注液端模擬地層封堵液侵入端，中間為高溫釜體模擬高溫高壓地層，右端為出口端記錄流體流量用來評(píng)價(jià)封堵劑封堵性能。

本實(shí)用新型提供的高溫高壓納米封堵劑評(píng)價(jià)裝置的有益效果：

1.能夠模擬地層條件，評(píng)價(jià)納米封堵劑封堵效果；

2.可以同時(shí)研究地層溫度與壓力對(duì)封堵劑封堵效果的影響；

3.該裝置能同時(shí)試驗(yàn)納米封堵劑封堵后，納米封堵介質(zhì)的滲透性與封堵壓力的變化，使評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀與準(zhǔn)確；

4.操作更簡(jiǎn)便，減小了人為誤差，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。如圖1所示，高溫高壓納米封堵劑評(píng)價(jià)裝置，包括反應(yīng)釜1，所述的反應(yīng)釜1內(nèi)設(shè)置有封堵介質(zhì)3，所述的反應(yīng)釜1一端為注液端5，另一端為出口端11，所述的注液端5和出口端11與封堵介質(zhì)3連接，所述的封堵介質(zhì)3與反應(yīng)釜1之間有高壓氣體2；所述的出口端11設(shè)置有流量記錄儀10；封堵介質(zhì)3上還連接有溫壓傳感器7；反應(yīng)釜1上還設(shè)置有圍壓入口6和排氣口8；反應(yīng)釜1還安裝有高阻材料4；所述的溫壓傳感器7和流量記錄儀10分別連接計(jì)算機(jī)9。

高阻材料4插入電源，依靠高阻材料4制造高溫環(huán)境；反應(yīng)釜1內(nèi)部中空部分為高壓氣體2模擬地層壓力；封堵介質(zhì)3具備一定彈性強(qiáng)度，目的為了防止封堵介質(zhì)3因高壓氣體產(chǎn)生破裂；溫壓傳感器7用來監(jiān)測(cè)封堵介質(zhì)3溫度壓力的變化，流量記錄儀10記錄流量變化，兩者均接入計(jì)算機(jī)9，準(zhǔn)確記錄任意時(shí)刻三者的數(shù)值。

實(shí)驗(yàn)步驟：

1.取納微級(jí)人造巖心或天然巖心作為封堵介質(zhì)3，放入反應(yīng)釜1，旋緊閥門。

2.關(guān)閉排氣口8，從圍壓入口6依照地層壓力加圍壓；同時(shí)，接入高阻材料4電源，將反應(yīng)釜1溫度升到指定地層溫度。

3.從注液端5注入清水，待計(jì)算機(jī)9上壓力與流量穩(wěn)定時(shí)，記錄封堵介質(zhì)3壓力P1與出口端11流量Q1。

4.從注液端5注入納米封堵劑，待計(jì)算機(jī)9上壓力與流量穩(wěn)定時(shí)，記錄封堵介質(zhì)3壓力P2與出口端11流量Q2。

納米封堵劑封堵性能判定方法

若P2>P1，則|P2-P1|值越大，表明封堵效果越好；若|P2-P1|值越小，表明封堵效果越差。

若Q2<Q1，則|Q2-Q1|值越大，表明封堵效果越好；若|Q2-Q1|值越小，表明封堵效果越差。