本發(fā)明公開了一種高溫高壓水泥石養(yǎng)護(hù)裝置及水泥石的制備方法。所述高溫高壓水泥石養(yǎng)護(hù)裝置包括高溫高壓釜，內(nèi)部設(shè)有水泥石養(yǎng)護(hù)裝置；釜體的頂部和底部分別連通氣體出口管線和氣體入口管線，釜體外設(shè)有加熱套，釜體的腔體內(nèi)設(shè)有溫度壓力探針；水泥石養(yǎng)護(hù)裝置包括上蓋板、底板和若干中間蓋板，相鄰各板之間均設(shè)有固化環(huán)，從而形成密閉空間。本發(fā)明高溫高壓水泥石養(yǎng)護(hù)裝置能夠模擬150MPa、300℃高溫高壓油氣井工況條件，精細(xì)化模擬待評價高溫高壓油氣井交變高溫、高壓等復(fù)雜工況，直接在高溫高壓井筒工況條件下進(jìn)行水泥石的固化和養(yǎng)護(hù)，通過設(shè)計水泥石養(yǎng)護(hù)裝置的層數(shù)，固化和養(yǎng)護(hù)足夠數(shù)量的抗拉強(qiáng)度測試試樣、抗壓強(qiáng)度測試試樣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高溫高壓水泥石養(yǎng)護(hù)裝置及水泥石的制備方法，屬于礦業(yè)開采、巖石力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

固井質(zhì)量是封隔井眼內(nèi)的油層、氣層和水層，保護(hù)油氣井套管、延長油氣井壽命、提高采收率以及科學(xué)合理開發(fā)油氣資源的關(guān)鍵。目前，隨著非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)力度的持續(xù)加大，固井技術(shù)面臨超深、超高溫超高壓、復(fù)雜儲層和復(fù)雜地質(zhì)條件，對固井水泥石的綜合力學(xué)性能提出了更高的要求，低彈性模量、高泊松比和較高韌性的水泥石在高溫高壓油氣井筒工況環(huán)境中更有利于井筒完整性，有利于避免井筒氣竄、環(huán)空帶壓等井筒安全風(fēng)險，有利于提升高溫高壓油氣井的服役壽命。因此，真實、準(zhǔn)確地在高溫高壓油氣井工況條件下進(jìn)行水泥石的固化、養(yǎng)護(hù)和制備，是掌握水泥石使用性能、開展水泥漿體系配方設(shè)計和性能優(yōu)化的關(guān)鍵依據(jù)。

目前高溫高壓工況水泥石的制備及其力學(xué)性能評價在科學(xué)研究、工程技術(shù)方面均具有極其重要的價值，但超高溫超高壓油氣井工況條件復(fù)雜苛刻，而常規(guī)的水泥石固化和養(yǎng)護(hù)方法無法在高溫高壓工況條件下進(jìn)行，一般使用壓力≤21MPa、溫度低于井筒溫度的條件下固化和養(yǎng)護(hù)水泥石的力學(xué)性能測試結(jié)果來代替，缺乏科學(xué)合理、貼近現(xiàn)場的水泥石養(yǎng)護(hù)裝置和制備方法，無法探究高溫高壓油氣井筒實際工況條件下水泥石的真實力學(xué)性能，導(dǎo)致水泥石性能評價結(jié)果偏離工程實際等問題，固化和養(yǎng)護(hù)條件的不同導(dǎo)致水泥石力學(xué)性能誤差較大，且對高溫高壓水泥漿體系的性能認(rèn)識不足，難于評價和優(yōu)化水泥漿體系，嚴(yán)重影響固井質(zhì)量、固井技術(shù)的提升和發(fā)展，甚至威脅高溫高壓油氣井的井筒完整性。

目前，現(xiàn)有的水泥石養(yǎng)護(hù)裝置及方法存在以下不足：(1)水泥石養(yǎng)護(hù)裝置的溫度、壓力無法達(dá)到高溫高壓油氣井工況條件；(2)水泥石在一定溫度下固化，脫模后置于一定溫度、壓力環(huán)境進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，無法精細(xì)化模擬高溫高壓油氣井交變高溫、高壓等復(fù)雜工況并直接進(jìn)行水泥石的固化和養(yǎng)護(hù)；(3)按照標(biāo)準(zhǔn)尺寸的抗壓強(qiáng)度測試試樣、抗拉強(qiáng)度測試試樣固化和養(yǎng)護(hù)后的水泥石，在脫模過程中受到力的作用，造成水泥石力學(xué)性能測試結(jié)果不精確。因此需要提供一種能夠解決現(xiàn)有高溫高壓水泥石養(yǎng)護(hù)裝置及方法不能精確模擬高溫高壓油氣井交變高溫、高壓等復(fù)雜工況，不能在高溫高壓油氣井實際工況條件下進(jìn)行水泥石的固化和養(yǎng)護(hù)等問題的高溫高壓水泥石養(yǎng)護(hù)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高溫高壓水泥石養(yǎng)護(hù)裝置，能夠精細(xì)化模擬高溫高壓油氣井交變高溫、高壓等復(fù)雜工況條件，在高溫高壓油氣井工況條件下進(jìn)行水泥石的固化、養(yǎng)護(hù)和制備，從而進(jìn)行水泥石力學(xué)性能測試。

本發(fā)明所提供的高溫高壓水泥石養(yǎng)護(hù)裝置，包括高溫高壓釜；所述高溫高壓釜內(nèi)設(shè)有設(shè)有水泥石養(yǎng)護(hù)裝置；

所述高溫高壓釜的頂部和底部分別連通氣體出口管線和氣體入口管線，所述氣體出口管線上設(shè)有排氣單向閥，所述氣體入口管線上設(shè)有進(jìn)氣單向閥；

所述高溫高壓釜的釜體外設(shè)有加熱套；

所述高溫高壓釜的腔體內(nèi)設(shè)有溫度壓力探針，所述溫度壓力探針連接溫度壓力監(jiān)測系統(tǒng)；

所述水泥石養(yǎng)護(hù)裝置包括上蓋板、底板和若干中間蓋板，所述上蓋板與所述中間蓋板之間、所述中間蓋板之間以及所述中間蓋板與所述底板之間均設(shè)有固化環(huán)，從而形成密閉空間。

上述的高溫高壓水泥石養(yǎng)護(hù)裝置中，所述氣體入口管線的一端連接增壓泵，用于對所述高溫高壓釜進(jìn)行增壓；