专利名称：一种水泥静胶强度测窜方法
技术领域：
本发明涉及一种水泥静胶强度测窜方法。
背景技术：
固井有两个最主要的目的环空水泥有足够的强度支撑套管和封隔地层。目 前，API (American Petroleum Institute)标准的水泥浆“稠化试验、失水试验、抗压强度试
验及流变性试验”等评价方法可设计出把地面水泥浆安全泵送至井下预定位置，并可确 保在规定的候凝时间后有足够的强度支撑套管，但尚未有行业试验标准判别所用水泥浆 是否具有足够的防止层间窜通的能力。目前，气/液窜性能的测定大多采用“气窜敏感性分析仪”之类的水泥浆气窜 能力评价仪。这些仪器虽能模拟井下温度，但模拟的井下压力较低，而且不能模拟流动 状态的变化过程，不能真实反映井下水泥浆相应时刻的水化程度，导致测得的抗窜能力 结果与真实数据有很大差距，且可重复性差，所以只能作相对比较，而不能用来判别在 给定井下条件下水泥浆是否窜通。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可完全按照井下温度、压力情况测试水泥 浆窜通的且方便判断、可靠性高的水泥静胶强度测窜方法。为了解决上述问题，本发明提供了一种水泥静胶强度测窜方法，包括以下步 骤(1)选取该水泥浆的测窜井参数，并根据该测窜井及水泥浆参数获取该水泥浆的 测窜点(即测窜时间位置点)和测窜压力ΔP ；(2)按 API (American Petroleum Institute)标准配置水泥浆；(3)将水泥浆放置在封闭容器中在固井的温度和压力下搅拌；(4)搅拌时间达到水泥浆从混配至顶替到位所需的时间后，连续测量水泥浆的静 胶强度；(5)步骤(4)中所测静胶凝强度达到测窜点时停止搅拌水泥浆；(6)对封闭容器中的水泥浆一端卸压，另一端输入压力气体或水或油，对水泥浆 施工的起点反向压差为步骤(1)中测窜压力ΔΡ值；(7)根据该水泥浆另一端冒气情况判断水泥浆在该测窜井条件下窜通情况(起点 压差下水泥浆不窜通，说明该水泥浆在本次固井条件下固井不会窜)；(8)慢慢加大压差，直至窜通为止，记录窜通时的压差，此压差为本水泥浆在本 次固井条件下的最大防窜能力。进一步，所述步骤(1)还包括以下步骤(1.1)根据测窜井的环空尺寸和水泥浆封固段长，计算水泥浆失压值P1
权利要求
1.一种水泥静胶强度测窜方法，其特征在于，包括以下步骤(1)选取该水泥浆的测窜井参数，并根据该测窜井及水泥浆参数获取该水泥浆的测窜 点(即测窜时间位置点)和测窜压力ΔP ；(2)按API (American Petroleum Institute)标准配置水泥浆；(3)将水泥浆放置在封闭容器中在固井的温度和压力下搅拌；(4)搅拌时间达到水泥浆从混配至顶替到位所需的时间后，连续测量水泥浆的静胶强度；(5)步骤(4)中所测静胶凝强度达到测窜点时停止搅拌水泥浆；(6)对封闭容器中的水泥浆一端卸压，另一端输入压力气体或水或油，对水泥浆施工 的起点反向压差为步骤⑴中测窜压力ΔΡ值；(7)根据该水泥浆另一端冒气情况判断水泥浆在该测窜井条件下窜通情况(起点压差 下水泥浆不窜通，说明该水泥浆在本次固井条件下固井不会窜)；(8)慢慢加大压差，直至窜通为止，记录窜通时的压差，此压差为本水泥浆在本次固 井条件下的最大防窜能力。
2.如权利要求1所述的水泥静胶强度测窜方法，其特征在于所述步骤(1)还包括以 下步骤(1.1)根据测窜井的环空尺寸和水泥浆封固段长，计算水泥浆失压值P1 4xSG5XZx10_3 ⑴1 (D-d)其中P1=水泥静胶凝强度造成的失压值，MPa; SGS 静胶凝强度，Pa ； L 地层流体顶部尾浆柱长度，m ； D 井眼直径，mm ； D 套管外径，mm ；(1.2)根据环空流体的垂厚和密度，计算净液柱压力值P2:p. _ PlHl+ PrHr + PmH m p(2)其中P2 环空净液柱压力值，MPa ； Hl 领浆垂厚，m ； Ht 流体顶部尾浆垂厚，m ； Hm 泥浆垂厚，m ；Pl:水泥浆领密度，g/cm3; Ρτ水泥浆领密度，g/cm3; Pm钻井液密度，g/cm3 ；(1.3)根据地层流体孔隙参数，计算地层孔隙压力P3 P3 = ρ O · Ho/100 (3)其中P3 地层孔隙压力值，MPa ；P0=孔隙压力当量密度，g/cm3 ；H0 地层流体顶部垂高，m ；(1.4)根据步骤(1.1)、(1.2)及(1.3)中获取的参数关系，获取平衡点tl(静液柱压力 值P2与地层孔隙压力P3相等时)水泥浆的静胶凝强度SGSl:根据所述步骤(1.1)、(1.2)、(1.3)中式(1)、(2)和(3)计算当P2 = P3时(压力平 衡点tl)的水泥浆的静胶凝强度SGS1 ；(1.5)获取测窜点t0的静胶凝强度SGStl及测窜压力ΔP根据所述步骤(1.1)中式(1)计算Pl = Δ P时的静胶凝强度SGStl,测窜时间点水泥 浆的静胶强度SGS = SGS^SGS1,测窜压力为ΔΡ。
3.如权利要求2所述的水泥静胶强度测窜方法，其特征在于所述步骤(3)中，还包 括根据测窜井的温度和压力变化情况对容器中的水泥浆进行温度和压力控制。
4.如权利要求2所述的水泥静胶强度测窜方法，其特征在于所述步骤(4)中用机械 方法测量水泥浆的静胶凝强度。
5.如权利要求2所述的水泥静胶强度测窜方法，其特征在于所述步骤(1)中，在水 泥浆平衡点压力加0.3-0.5MPa压差对应的静胶强度作为起始测窜点。
6.如权利要求1-5任一所述的水泥静胶强度测窜方法，其特征在于所述水泥浆 从模拟井下固井过程、到测量静胶强度、到施加测窜压力全过程均连续使用同一份水泥
全文摘要
本发明提供了一种水泥静胶强度测窜方法，包括以下步骤(1)根据测窜井及水泥浆参数获取水泥浆的测窜点和测窜压力ΔP；(2)按API标准配置水泥浆；(3)将水泥浆放置在封闭容器中进行搅拌；(4)连续测量水泥浆的静胶强度；(5)停止搅拌水泥浆；(6)对封闭容器中的水泥浆一端卸压，另一端输入压力气体或水或油；(7)根据该水泥浆另一端冒气情况判断水泥浆在该测窜井条件下窜通情况；(8)慢慢加大压差，直至窜通为止，记录最大防窜能力。本发明采用封闭容器模拟井下环境，方便对设置在该封闭容器中的水泥浆进行通气、加压及测压，可完全模拟井下温度、压力和流动条件，并方便通过观察冒气情况判断水泥浆的窜通情况。
文档编号G01N3/10GK102012347SQ20101028766
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月19日 优先权日2010年9月19日
发明者凌伟汉, 罗宇维 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司