[发明专利]一种水泥静胶强度测窜方法

说明书

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ΔP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：

P1=4×SGS×L(D-d)×10-3---(1)]]>

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：