水泥浆失重值确定方法、固井后分时段环空憋压候凝方法技术

本发明专利技术提供了一种水泥浆候凝期间失重值确定方法和固井后分时间段环空憋压候凝方法。所述确定方法包括：将封固段顶部至指定井深处井身划分为多个水泥浆液柱段；确定每个水泥浆液柱段对应的井下温度；进行水泥浆失重模拟测试，得到不同井下温度的实验数据；依据实验数据和等比例放大原则，确定水泥浆侯凝期间不同时刻的真实失重值。所述憋压候凝方法包括：根据环空压力欠平衡值，计算候凝期间压稳气层所需环空憋压值；根据候凝期间环空憋压值，进行关井憋压候凝。本发明专利技术有益效果包括：预测候凝期间水泥浆压力变化精度高，能解决水泥浆失重后的压力平衡问题，能有效实现候凝过程全程压稳，较好解决固井后短期气窜问题。

Determination method of weight loss value of cement slurry and method of holding pressure in annulus and waiting for setting in different periods after cementing

【技术实现步骤摘要】
水泥浆失重值确定方法、固井后分时段环空憋压候凝方法
本专利技术涉及油气田固井工程
，特别地，涉及一种固井后分时间段环空憋压候凝方法。
技术介绍
高压气井通常地质构造复杂，纵向油气水显示多，固井后的环空气窜是亟需解决的棘手难题。研究表明，候凝期间水泥浆水化将导致作用于气层的压力降低，出现水泥浆失重现象，引发压力欠平衡，这是导致固井后早期气窜的原因之一。固井后环空憋压能有效补偿水泥浆失重造成的压力损耗，是解决水泥浆失重的重要手段。但高压气井裸眼段通常纵向上压力体系多，漏溢同存，常规固井后一次性憋压至设计值候凝，可能导致井漏，采用偏低的环空憋压值则无法有效压稳地层。因此，需要改进固井后憋压候凝方法，实现固井候凝期间全程压稳。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种水泥浆候凝期间失重值的确定方法和固井后分时间段环空憋压候凝方法，以解决水泥浆失重后的压力平衡问题。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种固井后分时间段环空憋压候凝方法。所述方法可包括以下步骤：将封固段顶部至指定井深处的井身划分为n个水泥浆液柱段，且从上至下为第1至第n个，指定井深处位于封固段顶部之下；确定每个水泥浆液柱段所对应的井下温度，其中，第n个水泥浆液柱段所对应的井下温度为指定井深处的井下温度；进行固井环空水泥浆失重模拟测试，得到分别对应不同井下温度的n组实验数据，每组实验数据都包括了对应不同实验时间的水泥浆液柱压力数据，其中，实验时间用于模拟候凝期间的时刻且两者相同；依据所述得到的实验数据，并基于等比例放大原则，确定水泥浆在指定井深处的Δp(t)，Δp(t)为侯凝期间不同时刻的真实失重值；依据Δp(t)和对应指定井深处的初始过平衡压力，确定水泥浆在指定井深处的Δp*(t)，Δp*(t)为候凝期间不同时刻压稳气层所需环空憋压值；根据Δp*(t)，进行关井憋压候凝。根据本专利技术的固井后分时间段环空憋压候凝方法的一个示例性实施例，可利用式1确定Δp(t)，其中，式1为：其中，g为重力加速度，t为侯凝期间的时刻，i为整数且1≤i≤n，ρi为第i个水泥浆液柱段中水泥浆密度，Li为第i个水泥浆液柱段的长度，Yi(t)为第i组实验数据所包括的对应不同实验时间的水泥浆液柱压力数据，li为所述模拟测试中对应第i组实验数据的水泥浆柱有效长度。根据本专利技术的固井后分时间段环空憋压候凝方法的一个示例性实施例，可利用式2确定Δp*(t)，其中，式2为：Δp*(t)＝max([0,Δp(t)-p0])，其中，t为候凝时间的时刻，p0为对应指定井深处的初始过平衡压力。根据本专利技术的固井后分时间段环空憋压候凝方法的一个示例性实施例，水泥浆在所述指定井深处初凝后，所述环空憋压值可保持不变。根据本专利技术的固井后分时间段环空憋压候凝方法的一个示例性实施例，关井憋压候凝时间可大于全井水泥浆终凝时间。本专利技术另一方面提供了一种水泥浆候凝期间失重值的确定方法。所述方法可包括以下步骤：将封固段顶部至指定井深处的井身划分为n个水泥浆液柱段，且从上至下为第1至第n个，指定井深处位于封固段顶部之下；确定每个水泥浆液柱段所对应的井下温度，其中，第n个水泥浆液柱段所对应的井下温度为指定井深处的井下温度；进行固井环空水泥浆失重模拟测试，得到分别对应不同井下温度的n组实验数据，每组实验数据都包括了对应不同实验时间的水泥浆液柱压力数据，其中，实验时间用于模拟候凝期间的时刻且两者相同；依据所述得到的实验数据，并基于等比例放大原则，确定水泥浆在指定井深处的侯凝期间不同时刻的真实失重值。根据本专利技术的水泥浆候凝期间失重值的确定方法的一个或多个示例性实施例，可利用式1确定侯凝期间不同时刻的真实失重值，其中，式1为：其中，Δp(t)为侯凝期间不同时刻的真实失重值，g为重力加速度，t为侯凝期间的时刻，i为整数且1≤i≤n，ρi为第i个水泥浆液柱段中水泥浆的密度，Li为第i个水泥浆液柱段的长度，Yi(t)为第i组实验数据所包括的对应不同实验时间的水泥浆液柱压力数据，li为所述模拟测试中对应第i组实验数据的水泥浆柱有效长度。根据本专利技术的水泥浆候凝期间失重值的确定方法的一个或多个示例性实施例，可利用固井环空水泥浆失重测试装置进行所述模拟测试。根据本专利技术的水泥浆候凝期间失重值的确定方法的一个或多个示例性实施例，所述li可以为0.4～10m。根据本专利技术的水泥浆候凝期间失重值的确定方法的一个或多个示例性实施例，所述指定井深处可以为井底，或者可位于井底之上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果可包括：本专利技术预测候凝期间水泥浆压力变化与室内实测值对比，精度达到90％以上。本专利技术通过分阶段环空补压，能够解决水泥浆失重后的压力平衡问题，避免一次性憋压候凝造成的憋压值过高压漏地层，能够有效实现候凝过程全程压稳，较好地解决固井后短期气窜问题。附图说明通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1示出了本专利技术示例中150℃温度下水泥浆失重实验结果曲线示意图；图2示出了本专利技术示例中120℃温度下水泥浆失重实验结果曲线示意图；图3示出了本专利技术示例中90℃温度下水泥浆失重实验结果曲线示意图；图4示出了本专利技术示例中水泥浆失重压力的一个示意图；图5示出了本专利技术示例中环空憋压候凝曲线的一个示意图。具体实施方式在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本专利技术的水泥浆候凝期间失重值的确定方法、固井后分时间段环空憋压候凝方法。本专利技术一方面提供了一种水泥浆候凝期间失重值的确定方法。在本专利技术水泥浆候凝期间失重值的确定方法的一个示例性实施例中，所述水泥浆候凝期间失重值的确定方法可包括以下步骤：S10：将封固段顶部至指定井深处的井身划分为n个水泥浆液柱段，并确定且每个水泥浆液柱段所对应的井下温度。其中，指定井深处位于封固段顶部之下，指定井深处还可位于井底之上或井底。从封固段顶部至井底方向，为第1至第n个水泥浆液柱段，n≥2。第n个水泥浆液柱段底部与指定井深处为同一位置，第n个水泥浆液柱段所对应的井下温度为指定井深处的井下温度。S20：针对上述的n个井下温度，进行固井环空水泥浆失重模拟测试，得到多组实验数据，实验数据的组数与井下温度的个数相同并能够一一对应，换而言之，实验数据的组数与水泥浆液柱段的数量相同并能够一一对应。其中，每组实验数据都包括了多个实验数据对，每个实验数据对都包括呈对应关系的实验时间和水泥浆液柱压力。其中，实验时间用于模拟候凝期间的时刻且两者相同。水泥浆液柱压力为模拟测试的水泥浆液柱底部压力。S30：依据所述得到的实验数据，并基于等比例放大原则，确定水泥浆在指定井深处的Δp(t)，Δp(t)为侯凝期间不同时刻的真实失重值。其中，式1可为：其中，g为重力加速度，t为侯凝期间的时刻，i为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固井后分时间段环空憋压候凝方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n将封固段顶部至指定井深处的井身划分为n个水泥浆液柱段，且从上至下为第1至第n个，指定井深处位于封固段顶部之下；/n确定每个水泥浆液柱段所对应的井下温度，其中，第n个水泥浆液柱段所对应的井下温度为指定井深处的井下温度；/n进行固井环空水泥浆失重模拟测试，得到分别对应不同井下温度的n组实验数据，每组实验数据都包括了对应不同实验时间的水泥浆液柱压力数据，其中，实验时间用于模拟候凝期间的时刻且两者相同；/n依据所述得到的实验数据，并基于等比例放大原则，确定水泥浆在指定井深处的Δp(t)，Δp(t)为侯凝期间不同时刻的真实失重值；/n依据Δp(t)和对应指定井深处的初始过平衡压力，确定水泥浆在指定井深处的Δp

【技术特征摘要】
1.一种固井后分时间段环空憋压候凝方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将封固段顶部至指定井深处的井身划分为n个水泥浆液柱段，且从上至下为第1至第n个，指定井深处位于封固段顶部之下；
确定每个水泥浆液柱段所对应的井下温度，其中，第n个水泥浆液柱段所对应的井下温度为指定井深处的井下温度；
进行固井环空水泥浆失重模拟测试，得到分别对应不同井下温度的n组实验数据，每组实验数据都包括了对应不同实验时间的水泥浆液柱压力数据，其中，实验时间用于模拟候凝期间的时刻且两者相同；
依据所述得到的实验数据，并基于等比例放大原则，确定水泥浆在指定井深处的Δp(t)，Δp(t)为侯凝期间不同时刻的真实失重值；
依据Δp(t)和对应指定井深处的初始过平衡压力，确定水泥浆在指定井深处的Δp*(t)，Δp*(t)为候凝期间不同时刻压稳气层所需环空憋压值；
根据Δp*(t)，进行关井憋压候凝。


2.根据权利要求1所述的固井后分时间段环空憋压候凝方法，其特征在于，利用式1确定Δp(t)，其中，
式1为：
其中，g为重力加速度，t为侯凝期间的时刻，i为整数且1≤i≤n，ρi为第i个水泥浆液柱段中水泥浆密度，Li为第i个水泥浆液柱段的长度，Yi(t)为第i组实验数据所包括的对应不同实验时间的水泥浆液柱压力数据，li为所述模拟测试中对应第i组实验数据的水泥浆柱有效长度。


3.根据权利要求1所述的固井后分时间段环空憋压候凝方法，其特征在于，利用式2确定Δp*(t)，其中，
式2为：Δp*(t)＝max([0,Δp(t)-p0])，
其中，t为候凝期间的时刻，p0为对应指定井深处的初始过平衡压力。


4.根据权利要求1所述的固井后分时间段环空憋压候凝方法，其特征在于，水泥浆在所述指定井深处初凝后，所述环空憋压值保...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，聂世均，杨川，赵启阳，吴朗，鲜明，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11