水泥浆胶凝强度与防窜能力间量化关系.pptVIP

新的防窜能力评价方法 （2）理论研究 环空间隙无限大时 5.2气侵阻力与环空尺寸关系研究 无论浆体尺寸大小 必须破坏浆体结构 环空间隙尺寸有限 边界条件影响小，气侵阻力只由浆体结构力引起 边界条件影响 大，不能忽略 （3）计算方法提出 新的防窜能力评价方法 一般关系式 5.3气侵阻力计算方法 K1=16.94 K2=18.025 τ0=21.1 Pa （3）计算方法验证 新的防窜能力评价方法 5.3气侵阻力计算方法 5.4膨胀性能的引进 新的防窜能力评价方法 温差导致的热膨胀 本身物性导致的膨胀 KP(t)=P(t)/P0 总的膨胀 理论计算复杂 不确定因素多 组份比例不断改变 实测 （1）标定 新的防窜能力评价方法 PcemA（t） =KP （t）×[ Pcem0 ±Pgel（t)] PcemB（t）=[KP（t） × Pcem0 ±Pgel （t）] 当 KP （t）1时，取“+”，当KP （t）1时取“-”。 Pcem（t） = min{PcemA（t）， PcemB（t）} 5.4膨胀性能的引进 （1）引进 5.5防窜能力评价方法 新的防窜能力评价方法 成立则窜流 τ50Pa τ≥50Pa 结 论 水泥浆在凝结过程中的胶凝强度、膨胀性能才是窜流发生的本质因素。 水泥浆失重与胶凝强度的关系是一分段函数关系。 作为水泥浆在凝结过程中的力学性能，胶凝强度的发展，有其自身的规律。 窜流发生过程中水窜和气窜作用机理不同。 致 谢 * 水泥浆胶凝强度与防窜能力间量化关系 绪 论 1.3防窜研究的过程及成果 水泥浆 性能 统计规律 工艺 措施 国外 窜流机理 国内 GFP SRN GFP?SRN CCGM GFP/SRN S W P I PpPe+Pr 绪 论 （1）固井作业所面临的工况越来越恶劣； （2）窜流的形成还有更深层、本质因素； （3）评价方法不能满足客观评价水泥浆针对具体井况防窜能力的需要。 1.4窜流还存在的原因 绪 论 1.5论文目标及假设条件 ?找到窜流形成更深层次、本质的原因，找到防止窜流发生的突破口。 ?建立能客观预测水泥浆防窜能力的评价方法。 目标： 假设条件： ?顶替良好。 ?水泥浆体系稳定。 实验装置 2.1需要测量的参数及注意事项 胶凝强度； 水泥浆膨胀性能； 水泥浆失重及失重曲线； 气侵阻力。 参数： 注意： 水泥浆水化反应的不可逆性，在测量参数随时间的变化时，要求实现不破坏连续测量 窜流实验装置； 胶凝失重测量装置； 气侵阻力测量装置； 胶凝强度测量装置； 2.2重新研制的实验装置 实验装置 2.3窜流实验装置研制 难点：水泥浆易堵塞窜流介质入口 ? 实验装置 目的：研究窜流的发生过程 解决办法：从底部灌浆 装置示意图 2.4失重实验装置研制 实验装置 难点在于：真实地传递出浆柱有效压力。 目的：测量浆柱有效压力。 解决办法：用渗透率高、弹性好的海棉做隔离层。 装置示意图 （1）研制 2.4失重实验装置研制 ①使传压介质与浆柱连通，测量到真实的有效液柱压力； ②增加失重浆柱的长度，使用精密压力表，提高了装置的测量精度； ③该装置可用于高温常压测量；（80?C） 实验装置 （2）创新点 2.5气侵阻力测量装置研制 实验装置 目的：测量气侵阻力曲线。 难点：实现不破坏连续测量。 解决办法：用浆筒分隔浆体，每个浆筒单独测量。 装置示意图 （1）研制 2.5气侵阻力实验装置研制 ?改变窜流介质入口位置，真正测量浆体结构被破坏时的气侵阻力。 ?可进行恒温测量（80?C） ，并实现不破坏连续测量。 ?利用连通器原理改进测量部分，使测量精度得到大幅度提高。 实验装置 （2）创新点 2.6胶凝强度测量装置研制 实验装置 过去的测量方法 旋转粘度计法 浮筒法 旋转法 金属片法 不足：不能或难以实现不破坏连续测量 共同点：测量原理上都把胶凝强度转化为阻力进行测量 （1） 2.6胶凝强度测量装置研制 实验装置 难点：实现不破坏连续测量 目的：测量胶凝强度曲线 解决办法：用薄刀片从左至右一次性测量。 测量原理：通过测量刀片破坏浆体结构时的阻力来测量胶凝强度。 装置示意图 （2）研制 2.6胶凝强度测量装置研制 ①测量方法上实现了不破坏连续测量。 ?测量及测量中的计算简单可靠。 ?可进行80摄氏度以下的加温测量。 实验装置 （3）创新点 窜流发生机理研究 3.1气体窜流实验现象 随胶凝强度的增加，气体侵入方式的变化 对浆体结构的破坏、侵入为力学行为 3.2水窜流过程 渗流 窜流发生机理研究 破坏方式：与气体为窜流介质时基本相同 作用机理：与气体为窜流介质时稍有不同，水的浸润作用明显。 浸润破坏示意图 3.3非膨胀浆体失重和气侵实验结果 窜流发生机理研究 证实了窜流发生的条件关系式 3.4窜流发生机理 注水泥过