专利名称：评价水泥浆防窜能力的方法
技术领域：
本发明涉及水泥浆防窜性能评价技术领域，特别涉及一种评价水泥浆防窜能力的方法。
背景技术：
气窜也称为气体连通或气体泄漏(Carter等，1970年)、环空气体流动(Garcia和Clark, 1976 年)、气窜(Parcevaux 等，1983 年)、固井后流动(Webster 和 Eikerts, 1979 年)或气体侵入(Bannister等，1983年)，是由于固井后环形空间有效液柱压力低于气层压力，造成气体侵入并沿环空向井口运移的现象。气窜几乎是所有天然气井固井都存在的一个潜在问题，气体在井下高低压层间窜流会造成油气资源损失，而窜至井口轻则使井口带一定压力，严重时井口冒油冒气甚至发生不可控井喷，可能导致一口井的报废。固井后环空气窜(GAS FLOW IN ANNULARS AFTER CEMENTTING)是一个多年来困扰世界石油工程界，至今仍未能很好解决的技术难题。地质特性、储层物性、井眼条件、钻井液、固井工艺、水泥浆材料体系与设计、注水泥工具与顶替工艺技术措施、井口装备等，使保证固井质量成为一项典型的复杂系统工程；水泥是固井的主要材料，探寻水泥浆防窜关键性能参数及评价方法，最终形成量化设计指标，既是提高水泥浆防窜能力的关键，又是对这一难题的挑战。目前，国内防窜评价方法众多，基本沿用国外观点，方法莫衷一是。水泥是一种水硬性时变胶凝材料，其转变为液塑状态后，是发生气侵的危险时期，水泥浆结构由凝聚网向结晶网转化，组织、结构、性能异常复杂，没有经典的、可依据的成熟理论；许多天然气井采用目前流行的防窜措施严格控制了水泥浆体系失水和稠化过渡时间，固井后仍然发生了气窜现象；而对于水泥浆由液态转为液塑态这一危险时期内，水泥浆渗透率的变化对水泥浆防窜性能的影响尚无研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种满足固井设计要求，减小和防止气窜的发生的评价水泥浆防窜能力的方法。为解决上述技术问题，本发明提供了一种评价水泥浆防窜能力的方法，其包括:测量水泥浆静胶凝强度过渡时间；测量气窜流量及对应气窜时水泥浆柱顶部压力与底部压力，并根据下式计算出水泥浆气侵危险时间内渗透率:
权利要求
1.一种评价水泥浆防窜能力的方法，其特征在于，包括: 测量水泥浆静胶凝强度过渡时间； 测量气窜流量及对应气窜时水 泥浆柱顶部压力与底部压力，并根据下式计算出水泥浆气侵危险时间内渗透率:
2.根据权利要求1所述的评价水泥浆防窜能力的方法，其特征在于，还包括: 当气窜距离超过IOm时，控制气窜距离不超过10m。
3.根据权利要求1所述的评价水泥浆防窜能力的方法，其特征在于，所述控制气窜距离不超过IOm包括: 在所述静胶凝强度过渡时间超过40分钟时，改变缓凝剂类型或添加早强剂缩短静胶凝强度过渡时间。
4.根据权利要求2所述的评价水泥浆防窜能力的方法，其特征在于， 所述缓凝剂类型包括木质素磺酸盐类，羟基羧酸及其盐类，及糖类化合物。
5.根据权利要求4所述的评价水泥浆防窜能力的方法，其特征在于，所述木质素磺酸盐类是木质素磺酸铵。
6.根据权利要求4所述的评价水泥浆防窜能力的方法，其特征在于，所述羟基羧酸及其盐类包括酒石酸、柠檬酸或水杨酸。
7.根据权利要求4所述的评价水泥浆防窜能力的方法，其特征在于，所述糖类化合物包括葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钙。
8.根据权利要求1所述的评价水泥浆防窜能力的方法，其特征在于，所述控制气窜距离不超过IOm包括:在气窜实验测得水泥浆在气侵危险时间内的渗透率超过IOOmD时，进一步控制水泥浆API失水，降低到3 0mL以内，并采用成膜降失水剂或加入胶乳类处理剂，降低渗透率。
全文摘要
本发明公开一种评价水泥浆防窜能力的方法，其包括以下步骤测量水泥浆静胶凝强度过渡时间；测量气窜流量及对应气窜时水泥浆柱顶部压力与底部压力，并根据计算出水泥浆气侵危险时间内渗透率；根据结合所述水泥浆强度过渡时间，求解得到气窜距离；本发明提供的评价水泥浆防窜能力的方法通过气窜数学模型(气体渗流方程)，适用于不含有发气剂的水泥浆体系，能实现固井水泥浆体系设计前对其渗透率提出具体的参数指标，以满足固井设计要求，减小和防止气窜的发生。
文档编号C09K8/467GK103245595SQ20131012645
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月12日 优先权日2013年4月12日
发明者滕学清, 郭小阳, 李宁, 李早元, 艾正青, 李明, 王春生, 程小伟, 刘德英, 刘洋, 文志明, 黄盛 , 周晓红, 辜涛, 黎家英 申请人:中国石油天然气股份有限公司