專利名稱：一種水泥靜膠強(qiáng)度測(cè)竄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥靜膠強(qiáng)度測(cè)竄方法。
背景技術(shù)：
固井有兩個(gè)最主要的目的環(huán)空水泥有足夠的強(qiáng)度支撐套管和封隔地層。目 前，API (American Petroleum Institute)標(biāo)準(zhǔn)的水泥漿“稠化試驗(yàn)、失水試驗(yàn)、抗壓強(qiáng)度試
驗(yàn)及流變性試驗(yàn)”等評(píng)價(jià)方法可設(shè)計(jì)出把地面水泥漿安全泵送至井下預(yù)定位置，并可確 保在規(guī)定的候凝時(shí)間后有足夠的強(qiáng)度支撐套管，但尚未有行業(yè)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)判別所用水泥漿 是否具有足夠的防止層間竄通的能力。目前，氣/液竄性能的測(cè)定大多采用“氣竄敏感性分析儀”之類的水泥漿氣竄 能力評(píng)價(jià)儀。這些儀器雖能模擬井下溫度，但模擬的井下壓力較低，而且不能模擬流動(dòng) 狀態(tài)的變化過(guò)程，不能真實(shí)反映井下水泥漿相應(yīng)時(shí)刻的水化程度，導(dǎo)致測(cè)得的抗竄能力 結(jié)果與真實(shí)數(shù)據(jù)有很大差距，且可重復(fù)性差，所以只能作相對(duì)比較，而不能用來(lái)判別在 給定井下條件下水泥漿是否竄通。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可完全按照井下溫度、壓力情況測(cè)試水泥 漿竄通的且方便判斷、可靠性高的水泥靜膠強(qiáng)度測(cè)竄方法。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種水泥靜膠強(qiáng)度測(cè)竄方法，包括以下步 驟(1)選取該水泥漿的測(cè)竄井參數(shù)，并根據(jù)該測(cè)竄井及水泥漿參數(shù)獲取該水泥漿的 測(cè)竄點(diǎn)(即測(cè)竄時(shí)間位置點(diǎn))和測(cè)竄壓力ΔP ；(2)按 API (American Petroleum Institute)標(biāo)準(zhǔn)配置水泥漿；(3)將水泥漿放置在封閉容器中在固井的溫度和壓力下攪拌；(4)攪拌時(shí)間達(dá)到水泥漿從混配至頂替到位所需的時(shí)間后，連續(xù)測(cè)量水泥漿的靜 膠強(qiáng)度；(5)步驟(4)中所測(cè)靜膠凝強(qiáng)度達(dá)到測(cè)竄點(diǎn)時(shí)停止攪拌水泥漿；(6)對(duì)封閉容器中的水泥漿一端卸壓，另一端輸入壓力氣體或水或油，對(duì)水泥漿 施工的起點(diǎn)反向壓差為步驟(1)中測(cè)竄壓力ΔΡ值；(7)根據(jù)該水泥漿另一端冒氣情況判斷水泥漿在該測(cè)竄井條件下竄通情況(起點(diǎn) 壓差下水泥漿不竄通，說(shuō)明該水泥漿在本次固井條件下固井不會(huì)竄)；(8)慢慢加大壓差，直至竄通為止，記錄竄通時(shí)的壓差，此壓差為本水泥漿在本 次固井條件下的最大防竄能力。進(jìn)一步，所述步驟(1)還包括以下步驟(1.1)根據(jù)測(cè)竄井的環(huán)空尺寸和水泥漿封固段長(zhǎng)，計(jì)算水泥漿失壓值P1
權(quán)利要求
1.一種水泥靜膠強(qiáng)度測(cè)竄方法，其特征在于，包括以下步驟(1)選取該水泥漿的測(cè)竄井參數(shù)，并根據(jù)該測(cè)竄井及水泥漿參數(shù)獲取該水泥漿的測(cè)竄 點(diǎn)(即測(cè)竄時(shí)間位置點(diǎn))和測(cè)竄壓力ΔP ；(2)按API (American Petroleum Institute)標(biāo)準(zhǔn)配置水泥漿；(3)將水泥漿放置在封閉容器中在固井的溫度和壓力下攪拌；(4)攪拌時(shí)間達(dá)到水泥漿從混配至頂替到位所需的時(shí)間后，連續(xù)測(cè)量水泥漿的靜膠強(qiáng)度；(5)步驟(4)中所測(cè)靜膠凝強(qiáng)度達(dá)到測(cè)竄點(diǎn)時(shí)停止攪拌水泥漿；(6)對(duì)封閉容器中的水泥漿一端卸壓，另一端輸入壓力氣體或水或油，對(duì)水泥漿施工 的起點(diǎn)反向壓差為步驟⑴中測(cè)竄壓力ΔΡ值；(7)根據(jù)該水泥漿另一端冒氣情況判斷水泥漿在該測(cè)竄井條件下竄通情況(起點(diǎn)壓差 下水泥漿不竄通，說(shuō)明該水泥漿在本次固井條件下固井不會(huì)竄)；(8)慢慢加大壓差，直至竄通為止，記錄竄通時(shí)的壓差，此壓差為本水泥漿在本次固 井條件下的最大防竄能力。
2.如權(quán)利要求1所述的水泥靜膠強(qiáng)度測(cè)竄方法，其特征在于所述步驟(1)還包括以 下步驟(1.1)根據(jù)測(cè)竄井的環(huán)空尺寸和水泥漿封固段長(zhǎng)，計(jì)算水泥漿失壓值P1 4xSG5XZx10_3 ⑴1 (D-d)其中P1=水泥靜膠凝強(qiáng)度造成的失壓值，MPa; SGS 靜膠凝強(qiáng)度，Pa ； L 地層流體頂部尾漿柱長(zhǎng)度，m ； D 井眼直徑，mm ； D 套管外徑，mm ；(1.2)根據(jù)環(huán)空流體的垂厚和密度，計(jì)算凈液柱壓力值P2:p. _ PlHl+ PrHr + PmH m p(2)其中P2 環(huán)空凈液柱壓力值，MPa ； Hl 領(lǐng)漿垂厚，m ； Ht 流體頂部尾漿垂厚，m ； Hm 泥漿垂厚，m ；Pl:水泥漿領(lǐng)密度，g/cm3; Ρτ水泥漿領(lǐng)密度，g/cm3; Pm鉆井液密度，g/cm3 ；(1.3)根據(jù)地層流體孔隙參數(shù)，計(jì)算地層孔隙壓力P3 P3 = ρ O · Ho/100 (3)其中P3 地層孔隙壓力值，MPa ；P0=孔隙壓力當(dāng)量密度，g/cm3 ；H0 地層流體頂部垂高，m ；(1.4)根據(jù)步驟(1.1)、(1.2)及(1.3)中獲取的參數(shù)關(guān)系，獲取平衡點(diǎn)tl(靜液柱壓力 值P2與地層孔隙壓力P3相等時(shí))水泥漿的靜膠凝強(qiáng)度SGSl:根據(jù)所述步驟(1.1)、(1.2)、(1.3)中式(1)、(2)和(3)計(jì)算當(dāng)P2 = P3時(shí)(壓力平 衡點(diǎn)tl)的水泥漿的靜膠凝強(qiáng)度SGS1 ；(1.5)獲取測(cè)竄點(diǎn)t0的靜膠凝強(qiáng)度SGStl及測(cè)竄壓力ΔP根據(jù)所述步驟(1.1)中式(1)計(jì)算Pl = Δ P時(shí)的靜膠凝強(qiáng)度SGStl,測(cè)竄時(shí)間點(diǎn)水泥 漿的靜膠強(qiáng)度SGS = SGS^SGS1,測(cè)竄壓力為ΔΡ。
3.如權(quán)利要求2所述的水泥靜膠強(qiáng)度測(cè)竄方法，其特征在于所述步驟(3)中，還包 括根據(jù)測(cè)竄井的溫度和壓力變化情況對(duì)容器中的水泥漿進(jìn)行溫度和壓力控制。
4.如權(quán)利要求2所述的水泥靜膠強(qiáng)度測(cè)竄方法，其特征在于所述步驟(4)中用機(jī)械 方法測(cè)量水泥漿的靜膠凝強(qiáng)度。
5.如權(quán)利要求2所述的水泥靜膠強(qiáng)度測(cè)竄方法，其特征在于所述步驟(1)中，在水 泥漿平衡點(diǎn)壓力加0.3-0.5MPa壓差對(duì)應(yīng)的靜膠強(qiáng)度作為起始測(cè)竄點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的水泥靜膠強(qiáng)度測(cè)竄方法，其特征在于所述水泥漿 從模擬井下固井過(guò)程、到測(cè)量靜膠強(qiáng)度、到施加測(cè)竄壓力全過(guò)程均連續(xù)使用同一份水泥
全文摘要
本發(fā)明提供了一種水泥靜膠強(qiáng)度測(cè)竄方法，包括以下步驟(1)根據(jù)測(cè)竄井及水泥漿參數(shù)獲取水泥漿的測(cè)竄點(diǎn)和測(cè)竄壓力ΔP；(2)按API標(biāo)準(zhǔn)配置水泥漿；(3)將水泥漿放置在封閉容器中進(jìn)行攪拌；(4)連續(xù)測(cè)量水泥漿的靜膠強(qiáng)度；(5)停止攪拌水泥漿；(6)對(duì)封閉容器中的水泥漿一端卸壓，另一端輸入壓力氣體或水或油；(7)根據(jù)該水泥漿另一端冒氣情況判斷水泥漿在該測(cè)竄井條件下竄通情況；(8)慢慢加大壓差，直至竄通為止，記錄最大防竄能力。本發(fā)明采用封閉容器模擬井下環(huán)境，方便對(duì)設(shè)置在該封閉容器中的水泥漿進(jìn)行通氣、加壓及測(cè)壓，可完全模擬井下溫度、壓力和流動(dòng)條件，并方便通過(guò)觀察冒氣情況判斷水泥漿的竄通情況。
文檔編號(hào)G01N3/10GK102012347SQ20101028766
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月19日
發(fā)明者凌偉漢, 羅宇維 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司