[發明專利]一種大溫差固井用水泥漿稠化時間的實驗方法

有效

• 申請號: 201710052044.2
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106644829B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 于小榮;陳大鈞;羅躍;楊歡;張直建;王煒
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙) 42212
• 代理人: 胡清堂

本發明提供了一種大溫差固井用水泥漿稠化時間的實驗方法，包括兩種：一種為“升溫升壓—高溫高壓保持—降溫降壓”程序，此種方法模擬了水泥漿的泵送過程，同時也考慮到了整個固井施工的安全系數；另一種為“升溫升壓—降溫降壓”程序，此種方法模擬了完整的大溫差固井施工過程，為一種理想的狀態。以上兩種方法即可做到緩凝劑的合理加量，又可保證頂部水泥石抗壓強度的發展，減少施工風險，對于實際工程具有貼切的指導意義。

技術領域

本發明涉及固井用水泥漿的稠化時間的測量方法，具體涉及一種大溫差固井用水泥漿稠化時間的實驗方法。

背景技術

稠化時間是固井施工中的重要參數之一，它決定了固井作業的成敗。稠化時間是指油井水泥在一定溫度與壓力條件下，從開始拌漿到稠度達到100個稠度單位(Bc-伯登)時所需要的時間，它是模擬現場注水泥過程所得到的室內實驗值。在固井時，為了保證有絕對安全的泵入時間，避免“灌香腸”等事故發生，必須對使用的水泥漿進行稠化時間實驗。

在大溫差固井施工中，API標準稠化時間的測定方法，并未模擬大溫差固井的真實環境，盡管GB/T 19139-2012《油井水泥試驗方法》中明確指出(見GB/T19139-2012第9章水泥漿稠化時間試驗9.5.4.9～9.5.4.13)，如有可靠的水泥柱頂部溫度數據，水泥漿可在預計井底循環溫度和井底壓力條件下保持特定時間(未明確規定)，作為固定安全系數，然后將水泥漿溫度和壓力改為水泥柱頂部溫度和頂部壓力條件下，直到稠化時間試驗結束。但在實際操作中這一要求并未嚴格執行，而只是簡單地采用常規稠化時間測量方法。

對于大溫差固井，常規稠化時間評價方法并未做到緩凝劑的適宜摻量，只是單一的通過增大緩凝劑加量來保證井底高溫條件下水泥漿的可泵送時間，當水泥漿由井底返至預定頂部低溫井段時，由于過量緩凝劑的緩凝作用不能及時消除，使得頂部水泥石出現超緩凝現象。因此，與工程實際不相符合的稠化方法無法真正模擬大溫差固井的稠化時間及頂部水泥石抗壓強度，不但無法正確指導固井施工作業，還可能造成固井事故，降低勘探開發效益。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種大溫差固井用水泥漿稠化時間的實驗方法，以達到在滿足井底高溫施工安全時間的要求，同時又做到緩凝劑的合理加量，從而有效減小大溫差施工環境下由緩凝劑帶來的頂部水泥石強度發展緩慢問題，提高固井質量。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

在依據API標準的實驗方法基礎上，模擬實際固井的施工情況將稠度儀上的溫度和壓力設計成四個階段。

具體的技術方案為：

1、按照API標準的配漿方法及其他操作步驟進行操作；

2、將稠度儀上的溫度壓力設計分三個階段，第一階段由實驗室的常溫常壓到模擬井底靜止時的高溫高壓環境，所述第一階段的高溫溫為90～180℃，所述第一階段的高壓壓強為30～100Mpa；第二階段由模擬井底靜止的高溫高壓環境到低溫低壓環境，所述第二階段的低溫溫度為30～60℃，所述第二階段的低壓壓強為5～30Mpa；第三階段在低溫低壓條件下保持恒溫恒壓直至水泥漿稠化；

3、記錄實驗數據，分析水泥漿稠化時間的實驗結果。

上述方案是本發明的一種實驗方法，模擬了完整的固井施工過程，為一種理想狀態，但是考慮到整個固井施工泵送過程和安全系數，本發明的另一種方法還可以在上述方法中第一階段中的高溫高壓環境下保持恒溫恒壓兩小時。

本發明的有益效果為：