【技术实现步骤摘要】
宾汉流变模式下水泥浆流变性随温度时间变化的预测方法
[0001]本专利技术涉及油气井固井
,尤其涉及一种宾汉流变模式下水泥浆流变性随温度时间变化的预测方法。
技术介绍
[0002]深水海域蕴藏着丰富的油气资源,进一步开发利用深水油气资源是大势所趋。固井技术是深水油气开发过程中必不可少的环节,同时深水条件下会带来低温、地层松软、浅层流、安全压力窗口窄等诸多问题,这对固井水泥浆的流变性能有着较高的要求。在固井顶替水泥浆的过程中,由于水泥浆的流变性影响到循环压降的计算,如果不对水泥浆的流变性进行准确预测,将可能会存在对注替水泥过程中的流动摩阻产生误判,导致采用不合理的排量进行固井顶替,进而使得地层压漏或压不稳等复杂情况出现。
[0003]固井水泥浆属于一种非牛顿流体,并且是一个不断发生化学和物理变化的反应浆体体系。在其配置后,由于水泥浆的水化反应不断进行,水化产物将会逐渐增多,水泥浆的水化反应会导致反应物与产物的含量是随时间不断变化的,这会使得固井水泥浆的组分改变,从而使得水泥浆的流变性受到显著影响。在刚混合的前几个小时内,新鲜的水泥浆体是含有高浓度水泥颗粒的悬浮液,水泥浆处于水化反应的一个初始时期,此时为可泵浆体,在泵送到指定位置后,水泥浆才逐渐开始硬化。在这个过程中,温度、压力、配置时间等因素都会对水泥浆的水化反应进程产生影响。因此水泥浆的流变性能主要受到这三个因素的影响。水泥浆体系的温度变化会影响水泥的水化速率,而水化速率对水泥浆体的流变性能(水泥浆屈服应力和塑性粘度)有很大影响。水泥浆体系屈服应力和塑 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种宾汉流变模式下水泥浆流变性随温度时间变化的预测方法,其特征在于,依次包括以下步骤:步骤一、实验测量获得水泥浆在多个不同温度T下多个不同时刻t的流变性能数据,所述流变性能数据包括所述水泥浆在各个温度T下各个时刻t的剪切速率γ与剪切应力τ;步骤二、按式1对所述流变性能数据进行拟合,得到所述水泥浆在各个温度T下各个时刻t的塑性粘度η
p
与屈服应力τ
y
:τ=τ
y
+η
p
γ
ꢀꢀꢀꢀ
(1)步骤三、按式2对每个温度T下的屈服应力τ
y
随时间的变化关系进行拟合,得到各个温度T下水泥浆屈服应力增长率Δτ
y
与初始时刻屈服应力τ
y
(T,0):τ
y
(t)=τ
y
(t0)+Δτ
y
(t
‑
t0)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式2中,τ
y
(t)为一温度T下t时刻的屈服应力,τ
y
(t0)为该温度T下t0时刻的屈服应力;按式3对每个温度T下的塑性粘度η
p
随时间的变化关系进行拟合,得到各个温度T下水泥浆塑性粘度增长率m与初始时刻塑性粘度η
p
(T,0):η
p
(t)=η
p
(t0)+m(t
‑
t0)
ꢀꢀꢀꢀ
(3)式3中,η
p
(t)为一温度T下t时刻的塑性粘度,η
p
(t0)为该温度T下t0时刻的塑性粘度;步骤四、按式4对水泥浆屈服应力增长率Δτ
y
与温度T的关系进行拟合,得到实验常数α、β:Δτ
y
=αe
β/T
ꢀꢀꢀꢀ
(4)按式5对水泥浆塑性粘度增长率m与温度T的关系进行拟合,得到实验常数A、B:式5中,T
r
为参考温度;步骤五、将水泥浆的屈服应力τ
y
考虑为温度T和时间t的函数,建立计算模型:式6中,τ
y
(T
【专利技术属性】
技术研发人员:郝锋,李基伟,李乾,黄达,汪珂欣,唐登宇,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司,
类型:发明
国别省市:
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