[發明專利]一種油氣井固井水泥石彈性的檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201780074266.2
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN110226081B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 鄭友志;孔波;李杰;馬輝運;桑宇;楊濤;謝明華;焦利賓;王福云;夏宏偉;余江;譚其艷;劉從箐;陳驥;付嬙;趙曉麗;郭楓林;吳勇;何軼果;王斌;王曉嬌
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 張麗麗

1.一種油氣井固井水泥石彈性的檢測方法，其特征在于，該油氣井固井水泥石彈性的檢測方法包括以下步驟：

利用分析軟件《地層套管水泥環力學分析軟件系統》，軟著登字第0910640號，根據不同工程措施時水泥石的受力以及受力和卸載所需的時間，確定水泥石的加載速率和卸載速率；

根據所述水泥石的加載速率進行三軸應力測試，直到水泥石破壞，獲得常規應力-應變曲線，利用分析軟件《地層套管水泥環力學分析軟件系統》，軟著登字第0910640號，確定工程措施時水泥石的最大應變，根據所述常規應力-應變曲線，確定最大應變對應的應力值作為水泥石的最高加載載荷；

根據水泥石的井下深度，確定實驗溫度和實驗壓力，在所述實驗溫度和實驗壓力下，根據確定的水泥石的加載速率、卸載速率和最高加載載荷，對水泥石進行多周循環交變載荷的三軸應力測試，確定水泥石的應力-應變曲線；

利用不同循環周期水泥石的應變恢復程度，定量描述水泥石的彈性/柔性/韌性，其中，每個循環周期水泥石的應變恢復程度按照以下公式獲得：

(加載發生的最大應變-卸載發生的最小應變)/加載發生的最大應變；

利用不同循環周的水泥石的破環程度，定性描述水泥石的力學完整性，通過交變載荷測試方法對水泥石進行多周力學測試，水泥石如果出現微裂縫或破碎，則該水泥石不能經受后續各種工程措施造成的力學影響，說明不具有力學完整性；水泥石如果沒有出現微裂縫或破碎，則該水泥石能經受后續各種工程措施造成的力學影響，說明具有力學完整性，完成對油氣井固井水泥石彈性的評價。

2.根據權利要求1所述的油氣井固井水泥石彈性的檢測方法，其特征在于，在對油氣井固井水泥石彈性進行檢測前，還包括制備實驗用水泥石樣品的步驟：

制備實驗用水泥漿，根據井下水泥石所處的環境，在模擬的水泥石的溫度、壓力條件下養護指定時間使水泥漿凝固硬化成水泥石，將水泥石加工成標準巖心尺寸，得到水泥石樣品。

3.一種油氣井固井水泥石彈性的檢測裝置，其特征在于，該油氣井固井水泥石彈性的檢測裝置包括：

加載速率和卸載速率確定模塊，用于利用分析軟件《地層套管水泥環力學分析軟件系統》，軟著登字第0910640號，根據不同工程措施時水泥石的受力以及受力和卸載所需的時間，確定水泥石的加載速率和卸載速率；

常規應力-應變曲線獲取模塊，用于根據三軸應力測試，獲得常規應力-應變曲線；

最高加載載荷確定模塊，用于利用分析軟件《地層套管水泥環力學分析軟件系統》，軟著登字第0910640號，確定不同工程措施時水泥石的最大應變，根據常規應力-應變曲線，確定最大應變對應的應力值作為水泥石的最高加載載荷；

實驗溫度和實驗壓力確定模塊，用于根據水泥石的井下深度，確定實驗溫度和實驗壓力；

應力-應變曲線確定模塊，用于在實驗溫度和實驗壓力下，根據水泥石的加載速率、卸載速率和最高加載載荷，對水泥石進行多周循環交變載荷的三軸應力測試，確定水泥石的應力-應變曲線；

分析模塊，用于利用不同循環周期水泥石的應變恢復程度，定量描述水泥石的彈性/柔性/韌性，利用不同循環周的水泥石的破環程度，定性描述水泥石的力學完整性；

其中，每個循環周期水泥石的應變恢復程度按照以下公式獲得：

(加載發生的最大應變-卸載發生的最小應變)/加載發生的最大應變；

定性描述水泥石的力學完整性時，通過交變載荷測試方法對水泥石進行多周力學測試，水泥石如果出現微裂縫或破碎，則該水泥石不能經受后續各種工程措施造成的力學影響，說明不具有力學完整性；

水泥石如果沒有出現微裂縫或破碎，則該水泥石能經受后續各種工程措施造成的力學影響，說明具有力學完整性。