水泥浆防气窜性能确定方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种水泥浆防气窜性能确定方法和装置，属于检测技术领域，该方法包括：获取第一容器中的第一水泥浆在失重过程中的压力值；向第二容器中的第二水泥浆施加测窜压力，测窜压力P

【技术实现步骤摘要】
水泥浆防气窜性能确定方法和装置


[0001]本申请涉及检测
，特别涉及一种水泥浆防气窜性能确定方法和装置。

技术介绍

[0002]目前，在石油开采过程中，为了使井壁更加稳固，同时封隔油、气和水层，以防止油、气和水层在不同压力下层间互窜，通常向油管与套管之间的环空内注入水泥浆，以进行固井。但是，随着井深加深，井底的温度和压力越来越高，水泥浆注入井内后，在水泥浆由液态转化为固态的过渡过程中，油、气在压力作用下，窜入水泥石基体或水泥与套管、水泥与油管之间的间隙中造成层间互窜或窜出井口，即环空气窜，环空气窜严重影响了油气井的生产，因此，通过提前确定水泥浆的防气窜性能，从而选择更为合适的水泥浆注入井内，可以预防环空气窜对井内生产的影响。
[0003]相关技术中的一种水泥浆防气窜性能确定方法，也即是水泥浆性能系数法，该方法在水泥浆顶替到位后，对水泥浆的稠化过渡时间、胶凝强度发展速率以及失水率进行检测，其中稠化过渡时间是在水泥浆由液态转化为固态的过渡过程所持续时间，胶凝强度发展速率是水泥浆由液态转化为固态的过渡过程中的胶凝强度，失水率是水泥浆孔隙压力下降速率的大小。通过水泥浆性能系数公式得到水泥浆的性能系数值，水泥浆的性能系数公式如下：
[0004][0005]其中S
PN
为水泥浆性能系数，FL
API
为水泥浆失水率，t
100BC
和t
30BC
分别为水泥浆稠度100和稠度30时的时间。当S
PN
值为1至3之间时，该水泥浆的防气窜性能较好，当S
PN
值为3至6之间时，该水泥浆的防气窜性能中等，当S
PN
值大于6时，该水泥浆的防气窜性能较差。
[0006]专利技术人在实现本申请的过程中，发现上述方式至少存在如下缺陷：由于环空气窜通常发生在水泥浆凝固的中后期，而失水率反映的是水泥水化初期水泥浆保留配浆水的能力，稠化过渡时间反映的是水泥浆从可流动到不能流动所需的时间，因此上述方法确定出的水泥浆防气窜性能结果不够准确。

技术实现思路

[0007]为了解决相关技术中确定出的水泥浆防气窜性能结果不够准确的问题，本申请实施例提供了一种水泥浆防气窜性能确定方法和装置。所述技术方案如下：
[0008]根据本申请的第一方面，提供一种水泥浆防气窜性能确定方法，所述方法包括：
[0009]将第一目标水泥浆分为相同的第一水泥浆和第二水泥浆；
[0010]将所述第一水泥浆注入第一容器中，将所述第二水泥浆注入第二容器中；
[0011]获取所述第一容器中的第一水泥浆在失重过程中的压力值；
[0012]向所述第二容器中的第二水泥浆施加测窜压力，所述测窜压力P
c1
＝P
a1
*(n1+1)，所
述P
a1
为所述第一水泥浆在失重过程中的初始压力值，所述n1为第一倍压值；
[0013]获取所述第二容器中的第二水泥浆在施加所述测窜压力的时刻到发生气窜时刻之间的第一时长；
[0014]获取所述第一容器中第一水泥浆在经过所述第一时长时的压力p2；
[0015]根据第一压差公式获取第一压差值，所述第一压差公式包括：
[0016]ΔP
m
＝(P
a1-P2)*(n1+1)，所述ΔP
m
为所述第一压差值；
[0017]根据所述第一压差值确定所述第一目标水泥浆在所述第一倍压值时的防气窜能力，所述防气窜能力与所述压差值正相关。
[0018]可选的，所述根据所述压差值确定所述第一目标水泥浆的防气窜能力之后，所述方法还包括：
[0019]将第二目标水泥浆分为相同的第三水泥浆和第四水泥浆；
[0020]将所述第三水泥浆注入第三容器中，将所述第四水泥浆注入第四容器中；
[0021]获取所述第三容器中的第三水泥浆在失重过程中的压力值；
[0022]向所述第四容器中的第四水泥浆施加测窜压力，所述测窜压力P
c2
＝P
a2
*(n2+1)，所述P
a2
为所述第三水泥浆在失重过程中的初始压力值，所述n2为第二倍压值；
[0023]获取所述第四容器中的第四水泥浆在施加所述测窜压力的时刻到发生气窜时刻之间的第二时长；
[0024]获取所述第三容器中第三水泥浆在经过所述时长时的压力p3；
[0025]根据第二压差公式获取压差值，所述第二压差公式包括：
[0026]ΔP
n
＝(P
a2-P3)*(n2+1)，所述ΔP
n
为所述第二压差值；
[0027]根据所述第二压差值确定所述第二目标水泥浆在所述第二倍压值时的防气窜能力。
[0028]可选的，所述根据所述第二压差值确定所述目标水泥浆在所述第二倍压值时的防气窜能力之后，所述方法还包括：
[0029]当所述第一倍压值与所述第二倍压值相等时，对比所述第一时长和所述第二时长，所述第一时长和所述第二时长中较短的对应的水泥浆的防气窜性能较差；
[0030]当所述第一时长和所述第二时长的差值≤15分钟时，对比所述第一压差值ΔP
m
和所述第二压差值ΔP
n
，所述第一压差值ΔP
m
和所述第二压差值ΔP
n
中较小的对应的水泥浆的防气窜性能较差。
[0031]可选的，所述向所述第二容器中的第二水泥浆施加测窜压力之后，所述方法还包括：
[0032]获取所述第二容器中的第二水泥浆在施加所述测窜压力的时刻的预设时长后，所述第二水泥浆在所述第二容器中的终止压力，所述终止压力P
y1
＝p2*(n1+1)；
[0033]根据第三压差公式获取所述第一压差值，所述第三压差公式包括：
[0034]ΔP
m
＝P
c1-P
y1
，所述ΔP
m
为所述第一压差值。
[0035]可选的，所述第一倍压值的取值范围为5-10，所述第二倍压值的取值范围为5-10。
[0036]根据本申请的第二方面，提供一种水泥浆防气窜性能确定装置，所述装置包括：
[0037]第一装配模块，用于将第一目标水泥浆分为相同的第一水泥浆和第二水泥浆；
[0038]将所述第一水泥浆注入第一容器中，将所述第二水泥浆注入第二容器中；
[0039]第一失重模块，用于获取所述第一容器中的第一水泥浆在失重过程中的压力值；
[0040]第一测窜模块，用于向所述第二容器中的第二水泥浆施加测窜压力，所述测窜压力P
c1
＝P
a1
*(n1+1)，所述P
a1
为所述第一水泥浆在失重过程中的初始压力值，所述n1为第一倍压值；
[0041]第一时长获取模块，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥浆防气窜性能确定方法，其特征在于，所述方法包括：将第一目标水泥浆分为相同的第一水泥浆和第二水泥浆；将所述第一水泥浆注入第一容器中，将所述第二水泥浆注入第二容器中；获取所述第一容器中的第一水泥浆在失重过程中的压力值；向所述第二容器中的第二水泥浆施加测窜压力，所述测窜压力P
c1
＝P
a1
*(n1+1)，所述P
a1
为所述第一水泥浆在失重过程中的初始压力值，所述n1为第一倍压值；获取所述第二容器中的第二水泥浆在施加所述测窜压力的时刻到发生气窜时刻之间的第一时长；获取所述第一容器中第一水泥浆在经过所述第一时长时的压力p2；根据第一压差公式获取第一压差值，所述第一压差公式包括：ΔP
m
＝(P
a1-P2)*(n1+1)，所述ΔP
m
为所述第一压差值；根据所述第一压差值确定所述第一目标水泥浆在所述第一倍压值时的防气窜能力，所述防气窜能力与所述压差值正相关。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述压差值确定所述第一目标水泥浆的防气窜能力之后，所述方法还包括：将第二目标水泥浆分为相同的第三水泥浆和第四水泥浆；将所述第三水泥浆注入第三容器中，将所述第四水泥浆注入第四容器中；获取所述第三容器中的第三水泥浆在失重过程中的压力值；向所述第四容器中的第四水泥浆施加测窜压力，所述测窜压力P
c2
＝P
a2
*(n2+1)，所述P
a2
为所述第三水泥浆在失重过程中的初始压力值，所述n2为第二倍压值；获取所述第四容器中的第四水泥浆在施加所述测窜压力的时刻到发生气窜时刻之间的第二时长；获取所述第三容器中第三水泥浆在经过所述时长时的压力p3；根据第二压差公式获取压差值，所述第二压差公式包括：ΔP
n
＝(P
a2-P3)*(n2+1)，所述ΔP
n
为所述第二压差值；根据所述第二压差值确定所述第二目标水泥浆在所述第二倍压值时的防气窜能力。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二压差值确定所述目标水泥浆在所述第二倍压值时的防气窜能力之后，所述方法还包括：当所述第一倍压值与所述第二倍压值相等时，对比所述第一时长和所述第二时长，所述第一时长和所述第二时长中较短的对应的水泥浆的防气窜性能较差；当所述第一时长和所述第二时长的差值≤15分钟时，对比所述第一压差值ΔP
m
和所述第二压差值ΔP
n
，所述第一压差值ΔP
m
和所述第二压差值ΔP
n
中较小的对应的水泥浆的防气窜性能较差。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述第二容器中的第二水泥浆施加测窜压力之后，所述方法还包括：获取所述第二容器中的第二水泥浆在施加所述测窜压力的时刻的预设时长后，所述第二水泥浆在所述第二容器中的终止压力，所述终止压力P
y1
＝p2*(n1+1)；根据第三压差公式获取所述第一压差值，所述第三压差公式包括：ΔP
m
＝P
c1-P
y1
，所述ΔP
m
为所述第一压差值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一倍压值的取值范围为5-10，所述第二倍压值的取值范围为5-10。6.一种水泥浆防气窜性能确定装置，其特征在于，所述装置包括：第一装...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦利宾，马辉运，唐诗国，郑友志，李杰，夏宏伟，陈力力，邓广东，谢南星，王福云，辜涛，李斌，杨涛，谢明华，余江，付嫱，赵晓丽，郭枫林，青胜兰，张占武，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：