Устройство для определения герметизирующих свойств тампонажных растворов

Союз Советских

Социалистических

Республин

ОПИСАНИЕ ЫО4Ы

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЬетОРСКОМ СВИДЕтЮЛЬСТВа (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено10.06.76 (21) 2371931/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Я (51) M. Кл

Е 21 В 33/13

Государственный комитет

Ссввтв Иинистрав CCCP но делам извврвтвннй и открытий (43) Опубликовано15.12.78.БюллетеиЬ № 46 (53) УДК 622,245. .4 (08 8.8 ) (4б) Дата опубликования описания 18.12.78. (72) Авторы изобретения

A. Г, Муха н B. М. Дунаевский (71) Заявитель

Украинский научно-исследовательский институт природных тазов

{54). УСТРОЙСТВО LllM ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕРМЕТИЗИРУЮШИХ

СВОЙСТВ ТАМ ПОНАЖН ЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к цементированию нефтяных и газовых скважин, а именно к приборам для определения технологических свойств тампонажных растворов, Известно устройство для определения флюидопроницаемости цементного камня, включающее прибор, имеющий кернодержатель, в который вставляется образециспытываемогоцементногокаыня ограниченных размеров, механизм подвода флюида и одному из торцов образца и отвода от дру- 10 гого торца. флюидопроницаемость измеряе1 ся путем определения количества флюида, профильтровавщегося через образец при определенном перепаде давления на его торцах (lf

TBK как герметичность затрубного прост« ранства скважины определяется не только проницаемостью цементного камня, но и свойствами глинистой корки на стенках скважины, породы, в которой пробурена скважина, а также контактами между породой и глинистой коркой, коркой и цементом, цементом и обсадной колонной, эти приборы не дают возможности получить объективные сведения о герметичности затрубного пространства,.

Известен также прибор, имеющий ци« линдрический корпус, снабженный двумя крышками, из которых одна имеет канал для нагнетания фильтруемой жидкости, а в другую вставлень1 четыре выводящих фильтрат канала, .расположенных против торцов испытуемых полых цилиндров, вставляемьх из горной породы, из глинистой корки и из цементного камня, несущего по оси металлический стер.жень 2)

Конструкция этого прибора не предусматривает возможности формирования контактов между горной породой, глиниотой коркой, цементным камнем и стержнем, моделирующим обсадную колонну, которые в основном и определяют герметичность системы в условиях, соответст вующих скважинным, Эти условия характеризуются, в частности, углом наклона оси скважины к вертикали. Значение его

610465 4 заключается в том, что в период ожндания эатвердевання цемента фильтрующаяся в процессе седиментацнн вертикально вверх днсперснонная среда, достигая глиннстой корки на стенке скважины, течет вдоль нее вверх н образует пристенный флюндопроннцаемый канал, если глинистая корка малопроницаемая, а процесс седнментацнн достаточно интенсивен, Герметнчность затрубного пространства завн- 16 снт от свойств тампонажного раствора в период ожидания затвердевання цемента.

В случае же замены в известном приборе цементного камня тампонажным раствором результаты измерения будут 15 искажены, так как принудительная прокачка жндкостн ведет к уплотнению тампожного раствора в месте вывода фильтра„

Бель изобретения - повышение точнос- 20 тн измерений устройства, прн помощи которого можно регистрировать образование пристенного канала на контакте цементного теста н глинистой корки в условиях, приближенных к .реальным. 25

Указанная цель достагается тем, что образцы горной породы, глинистой корки н тамионажного раствора размещены внутри корпуса, имеющего кольцевой желоб с размещенными ио обеим сторонам послед- ® него источником радиоактивного нзлучення н приемником раднометрнческого плотиомера, прячем корпус установлен с возможностью вращения в вертикальной плоскости с фнксацней угла поворота, На фнг, 1 изображено описываемое устройство на фнг, 2 - разрез А-А фнг, 1, Устройство имеет корпус 1, в который вставлен полый цилиндр 2 нз испытываемого грунта. На внутренней поверхности цилиндра 2 сформирована глинистая кор«а 3. В кольцевом пространстве 4, образованном глинистой коркой н корпусом, находится нспытываемый тамионажный раствор. И верхней части корпуса имеется 4> кольцевой желоб 5. Корпус закрыт крышкой 6. Для измерения плотности среды. в желобе 5 устройство имеет раднометрн« ческий плотномер, состоящий яэ источника 7 мягкого g -излучения н приемника о

8 радиометрнческого плотномера Э.

Корпус шарнирно закреплен на станине

10 с воэможностью вращения в вертикальной плоскости. Угол наклона автоклава к вертикали фиксируется определенным устройством 11, Устройство работает следукчшнм образом, Прн положении корпуса, когда крышка

6 находится вверху, последнюю снимают, В корпус 1 вставляют цилиндр 2 нз нспыть ваемого грунта с глинистой коркой 3, В кольцевое пространство 4 эалнвают предназначенный для нспытання тампонажный раствор, корпус закрывают крышкой 6, после чего ему прн помощи устройства 11 придается наклон, соответствующий наклону oc«скважины. Крь1шка 6 при этом находится вннэу, Если испытываемый тампонажный раствор в этих условнях отличается седнментацнонной неустойчивостью, а глинистая корка мелопроннцаема, то дисперсная среда фильтруется вертикально вверх; н, доотнгая глинистой корки, течет вдоль нее, образуя пристенный канал. Г1рн этом вся днсперснонная среда, текущая по каналу проходит через кольцевой желоб 5. Так как плотность днсперснонной среды ниже плотностн тампонажного раствора, образование канала фиксируется по понижению плотности среды h желобе, измеряемой радиометрнческнм плотном ером.

Формула нзобретення

Устройство для определения герметнэирующнх свойств тампонажных растворов, содержащее корпус с помещенными внутрь в виде попых цилиндров образцамн горной породы, глинистой корки н тампонажного раствора, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точностн измерений, образцы горной породь1, глинистой коркн н тампонажного раствора размещены внутри корпуса, имеющего кольцевой желоб с размещенными яо обеим сторонам последнего источником радиоактивного излучения н приемником раднометрнческого плотномера, причем корпус установлен с воэможностью вращения в вертикальной плоскости с фиксацией угла поворота, Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе:

1, Данюшевскнй В, С, н др. Справочное руководство по тампонажным материалам, М., Недра, 1973, с. 261.

2, Авторское свидетельство ¹ 154512, кл. Е 21 В 33/138, 1960, 61О455

Фиг. 1, Составитель B. Шестимирова

Редактор Т. Колодцева Техред 3. Фанта Корректор А, Власенко

Заказ 7148/49 Тираж 692 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушсквя наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4