1.一种封堵剂密封性能测试装置,其特征在于,包括:套管、第一套筒组件、第二套筒组件、活塞、隔离球和封闭阀;其中,所述第一套筒组件的第一套筒套设在所述套管外侧,所述套管和所述第一套筒组件之间形成封闭的第一环形腔,所述第一环形腔内用于充填固井水泥以模拟固井水泥环,所述套管、所述固井水泥和所述第一套筒上开设有若干冲击孔以模拟射孔孔眼;所述第二套筒组件的第二套筒用于套设在所述第一套筒的外侧,以使得所述第一套筒组件和第二套筒组件之间形成封闭的第二环形腔,所述第二环形腔内用于充填掺砂水泥和原油以模拟油气井所在地层;所述第二套筒的筒壁上设置有液体外溢孔和用于封堵所述液体外溢孔的丝堵;所述套管的一端安装有封闭阀,另一端设置有用于注入高压清水的进液口,所述套管的套管壁上开设有封堵剂注入孔;所述活塞和所述隔离球用于嵌套于所述套管内,用于将从所述封堵剂注入孔注入的钻井液和/或封堵剂通过所述活塞和所述隔离球将所述钻井液和/或所述封堵剂注入到模拟的固井水泥环缝隙和模拟地层,以对所述封堵剂进行密封性测试。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一套筒组件包括第一套筒和盖合在所述第一套筒和所述套管之间的第一盖体,所述第一盖体用于在所述第一环形腔内填充入固井水泥后将所述第一环形腔密封。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第二套筒组件包括第二套筒和盖合在所述第一套筒和第二套筒之间的第二盖体,所述第二盖体用于在所述第二环形腔内填充掺砂水泥和原油后将所述第二环形腔密封。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的装置,其特征在于,还包括:连接在所述套管两端的第一法兰和第二法兰,所述第一法兰和所述第二法兰用于与钻进井筒连接。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的装置,其特征在于,所述套管的内径为139.7mm,所述第一套筒的外径为300mm,所述第二套筒的外径为402mm;所述冲击孔的孔径为8~10mm,孔密度为8孔/m。
6.一种应用权利要求1~5中任一项所述的封堵剂密封性能测试装置进行封堵剂密封性能测试方法,其特征在于,包括:将配置好的固井水泥通过第一套筒组件的第一盖体注入到由套管和第一套筒组件的第一套筒形成的第一环形腔中,在灌注完毕后使用所述第一盖体密封,侯凝48h,以模拟固井水泥环;使用冲击钻头在第一套筒上进行钻孔,以将所述套管钻穿后停止,将所述冲击钻头钻穿的冲击孔作为模拟射孔孔眼;安装第二套筒组件,通过所述第二套筒组件的第二盖体在所述第一套筒组件和所述第二套筒组件形成的第二环形腔中注入掺砂水泥和原油,在灌注完毕后使用所述第二盖体密封,侯凝48h后以模拟井筒周围地层;通过所述套管的进液口注入清水,使用小于5Mpa压力进行清水打压测试,待清水从所述第二套筒上所设置的全部液体外溢孔流出停止,以为封堵剂留有驱替空间;使用封闭阀将所述套管的一端封闭,从所述套管靠近所述进液口的一端依次装入隔离球和活塞,从所述套管开设的封堵剂注入孔处注入钻井液后将所述封堵剂注入孔使用丝堵密封,通过清水泵压装置从所述进液口一端注入高压清水,将所述钻井液从所述模拟射孔孔眼挤压至模拟井筒周围地层中,直至有钻井液从所述第二套筒上所设置的全部液体外溢孔流出后,使用丝堵封闭所述液体外溢孔;通过所述进液口放净所述套管内的清水,并封闭所述进液口;从所述封堵剂注入孔处注入封堵剂后将所述封堵剂注入孔使用丝堵密封,将所述液体外溢孔出的丝堵打开;通过清水泵压装置从所述进液口一端注入高压清水,将所述封堵剂从所述模拟射孔孔眼挤压至模拟井筒周围地层中以驱替所述钻井液,直至压力不再上升或所述封堵剂从所述液体外溢孔处流出,使用丝堵封闭所述液体外溢孔;在85℃恒温水浴装置中使得所述封堵剂固化6~8h,保持压力不低于15MPa;固化后泄压侯凝24h后分别将所述活塞和所述隔离球从所述套管中取出;对所述封堵剂进行密封性测试,以验证所述封堵剂封堵模拟射孔孔眼的效果。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在注入封堵剂之前,还包括:提前一天将所述封堵剂密封性能测试装置至于恒温水浴装置中加热至85℃以模拟井下温度,以在恒温水浴装置中进行封堵剂注入步骤。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,注入封堵剂步骤中注入压力不超过30MP。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,对所述封堵剂进行密封性测试之前,还包括:使用80mm平底磨鞋进行钻进试验,以验证所述封堵剂的可钻性能;若钻时大于5m/h,且钻屑形态均匀则所述封堵剂满足可钻性能。
10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,对所述封堵剂进行密封性测试的条件为:承压40Mpa,30min,压降≤0.5Mpa的条件下进行密封性能测试;若塞钻处的模拟射孔孔眼承压无法满足要求,则对所述模拟射孔孔眼进行补挤。
11.一种封堵剂密封性能测试系统,其特征在于,包括:钻井液供给装置、封堵剂供给装置、清水泵压装置、压力检测装置以及如权利要求1~5中任一项所述的封堵剂密封性能测试装置;其中,所述钻井液供给装置和所述封堵剂供给装置用于通过封堵剂注入孔与所述封堵剂密封性能测试装置的套管连通,分别向所述套管内供给钻井液或封堵剂;所述清水泵压装置通过进液口与所述套管连通,以泵入高压清水;所述压力检测装置用于与钻塞后的冲击孔连通,以测试钻塞后的模拟射孔孔眼的压降。
12.一种如权利要求1~5中任一项所述的封堵剂密封性能测试装置在封堵剂密封性能测试系统中的应用。