CN114755368A - 一种用于固井压塞液的评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于固井压塞液的评价方法，该评价方法包括实验基液标准配制工序、压塞液的各项性能测量工序、高温老化实验工序和老化完成后压塞液的各种性能测量预评价，本发明采用上述技术方案，可以准确的模拟固井施工情况和井下情况，快速、直观的评价该压塞液能否满足固井需求；能大幅减少因无法判断该压塞液是否满足施工条件而导致的声幅遇阻情况发生，提高使用效果。
Description
技术领域
本发明属于固井压塞液评价方法技术领域，具体的说，涉及一种用于固井压塞液的评价方法。
背景技术
近年来，随着石油勘探深度的不断增加，钻井深度和难度也不断增加；在固井时为保证固井质量需要在向井内注入压塞液，并且通过压塞液能够解决电测仪器遇阻的难题。
但是在固井时由于套管壁上残留的水泥灰会对压塞液和钻井液造成污染，导致性能出现变化，电测仪器声幅遇阻；这种软遇阻不但延长了施工周期还影响了固井质量，造成了较大的经济损失。
在现有技术中，为保证固井压塞液的质量需要对压塞液进行评价，以往在对固井压塞液的评价上，没有统一的方法可行，每位操作者都按照自己的意图进行实验与评价，致使现有的评价方法过于简单，而且不严谨，不能够准确的模拟固井施工情况和井下情况，并且不能够快速、直观的评价压塞液能否满足固井需求。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是提供一种用于固井压塞液的评价方法，通过该评价方法能够准确的模拟固井施工情况和井下情况，快速、直观的评价压塞液能否满足固井需求。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种用于固井压塞液的评价方法，该评价方法包括实验基液标准配制工序和压塞液的各项性能测量工序；
所述实验基液标准配制工序按如下步骤进行：
P1、将所需进行评价的压塞液注入高速搅拌机中，在11000-13000转/分钟下高速搅拌不低于5分钟；
P2、在7000-9000转/分钟的搅拌条件下，在压塞液中加入实验所需的固井水泥量，再采用11000-13000转/分钟的转速高速搅拌15-25分钟获得基液，此基液即为用于评价压塞液质量好坏的实验基液；
压塞液的各项性能测量工序按如下步骤进行：
Q1、将实验基液倒入旋转六速粘度测量仪中，测量前采用500-700转/分钟搅拌1分钟，而后测量实验基液的塑性粘度、动切力和初终切；
Q2、将实验基液加热至85-95℃后静置25-35分钟，杯底应无沉淀产生；
Q3、玻璃棒触底实验：将500ml实验基液置于标准取样液杯中，而后将直径5mm、长30cm的玻璃棒于液面高度10cm处垂直放入，3秒内应可触底。
以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：
步骤P2中的固井水泥应为该井施工用水泥浆体系的尾浆水泥灰大样，配置该水泥浆用水也采用尾浆专用药品水。
进一步优化：步骤Q1中实验基液的塑性粘度、动切力和初终切满足初步合格标准，即满足初步配置要求，初步合格标准为：塑性粘度PV<35mPa·s；动切力YP>5Pa；初终切范围为5-8/9-20Pa。
进一步优化：该评价方法还包括高温老化实验工序：
L1、高温老化实验温度应根据该井的井底温度进行选择，高温老化实验时间的选择应采用固井后测量声幅的时间；
L2、将400ml实验基液倒入反应釜中，而后放入加热炉内，按照高温老化实验温度和高温老化实验时间进行静置加热，以模拟井下温度环境；
L3、待达到高温老化实验时间后，将反应釜从加热炉内取出，采用冷水降温的方式，快速将其温度降至50-80℃，泄压、并打开反应釜查看加热后的压塞液状态。
进一步优化：该评价方法还包括老化完成后压塞液的各种性能测量预评价：
H1、玻璃棒触底实验：取反应釜中的压塞液倒入标准取样液杯中，而后将玻璃棒于液面高度10cm处垂直放入，3秒内应可触底；
H2、将步骤H1中实验完成的液体，倒入旋转六速粘度测量仪中，采用600-800转/分钟的转速搅拌1分钟后，测量该液体的塑性粘度、动切力和初终切。
进一步优化：步骤H2中该液体的塑性粘度、动切力和初终切满足合格标准，即达到要求；合格标准为：塑性粘度PV<35mPa·s；动切力YP>5Pa；初终切范围为3-6/7-25Pa。
进一步优化：该评价方法还包括测量滤液中的氯离子，将步骤H2中测量完成的液体倒入中压滤失仪中进行压滤，取1ml滤液，用50ml蒸馏水稀释得到稀释液，而后在稀释液中加入酚酞指示剂，如变红加入稀硝酸变至无色，如不变红，加入稀烧碱溶液变红，而后用稀硝酸中和至红色刚刚消失，加入铬酸钾溶液，用硝酸银溶液滴定至出现砖红色，读取数值计算结果；该压滤液的数值应与压塞液配方中清水的数值相同。
本发明采用上述技术方案，构思巧妙，结构合理，能够在实验室内完成，该用于固井压塞液的评价方法简单，容易操作，提高可行性，并且通过该用于固井压塞液的评价方法，可以准确的模拟固井施工情况和井下情况，快速、直观的评价该压塞液能否满足固井需求；能大幅减少因无法判断该压塞液是否满足施工条件而导致的声幅遇阻情况发生，提高使用效果。
下面结合实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
实施例1：一种用于固井压塞液的评价方法，包括实验基液标准配制工序、压塞液的各项性能测量工序、高温老化实验工序、老化完成后压塞液的各种性能测量预评价。
实验基液标准配制工序按如下步骤进行：
P1、将所需进行评价的压塞液注入高速搅拌机中，在12000转/分钟下高速搅拌不低于5分钟。
P2、在8000转/分钟的搅拌条件下，在压塞液中加入实验所需的固井水泥量，再采用12000转/分钟的转速高速搅拌20分钟获得基液，此基液即为用于评价压塞液质量好坏的实验基液。
在本实施例中，步骤P1中压塞液按重量份数配比包括如下原料：清水：500ml；KCM004：9g；KCM026A：5g，KCM003：2g。
在本实施例中，步骤P2中固井水泥的用量为50g。
步骤P2中的固井水泥应为该井施工用水泥浆体系的尾浆水泥灰大样，且配置该水泥浆用水也采用尾浆专用药品水。
压塞液的各项性能测量工序按如下步骤进行：
Q1、将步骤P2中制得的实验基液倒入旋转六速粘度测量仪中，测量前采用600转/分钟搅拌1分钟，而后测量并记录其六速读数如下：φ600=38mPa·s、φ300=30mPa·s、φ200=26mPa·s、φ100=21mPa·s、φ6=12mPa·s、φ3=10mPa·s，再测量其初终切。
经检测，实验基液的塑性粘度PV=8mPa·s；动切力YP=11Pa；初终切=6/9Pa。
所述步骤Q1中，实验基液的塑性粘度、动切力和初终切满足初步合格标准，即满足初步配置要求。
初步合格标准为：塑性粘度PV<35mPa·s；动切力YP>5Pa；初终切范围为5-8/9-20Pa。
由此可见，本实施例中，该实验基液的测量数据满足实验基液的初步合格标准，即满足初步配置要求。
Q2、将实验基液加热至90℃后静置30分钟，上下密度差小于0.03g/cm3，杯底应无沉淀产生，说明该液体具有基本的抗温稳定能力。
Q3、玻璃棒触底实验：将500ml实验基液置于标准取样液杯中，而后将直径5mm、长30cm的玻璃棒于液面高度10cm处垂直放入，3秒内应可触底，以证明其具有较好的流动性。
高温老化实验工序按如下步骤进行：
L1、高温老化实验温度应根据该井的井底温度进行选择，高温老化实验时间的选择应采用固井后测量声幅的时间。
若步骤L1中无准确测量井底温度，可以按照每向下100m温度升高3.2℃进行井底温度的估算。
L2、将400ml实验基液倒入反应釜中，而后放入加热炉内，按照高温老化实验温度和高温老化实验时间进行静置加热，以模拟井下温度环境。
L3、待达到高温老化实验时间后，将反应釜从加热炉内取出，采用冷水降温的方式，快速将其温度降至50℃，泄压、并打开反应釜查看加热后的压塞液状态。
老化完成后压塞液的各种性能测量预评价按如下步骤进行：
H1、玻璃棒触底实验：取反应釜中的压塞液倒入标准取样液杯中，而后将直径5mm、长30cm的玻璃棒于液面高度10cm处垂直放入，3秒内应可触底，以证明其具有较好的流动性。
H2、将步骤H1中实验完成的液体，倒入旋转六速粘度测量仪中，采用600转/分钟搅拌1分钟后，测量并记录其六速读数如下：φ600=45mPa·s、φ300=33mPa·s、φ200=21mPa·s、φ100=17mPa·s、φ6=15mPa·s、φ3=12mPa·s的读数并记录，再测量其初终切。
经检测，该液体的塑性粘度PV=12mPa·s；动切力YP=10.5Pa；初终切=7/11Pa。
所述步骤H2中该液体的塑性粘度、动切力和初终切满足合格标准，即达到要求。
合格标准为：塑性粘度PV<35mPa·s；动切力YP>5Pa；初终切范围为3-6/7-25Pa。
由此可见，该液体的测量数据满足合格标准，即达到要求。
H3、测量滤液中的氯离子：将步骤H2中测量完成的液体倒入中压滤失仪中进行压滤，取1ml滤液，用20-50ml蒸馏水稀释得到稀释液，而后在稀释液中加入酚酞指示剂，如变红加入稀硝酸变至无色，如不变红，加入稀烧碱溶液变红后用稀硝酸中和至红色刚刚消失，加入铬酸钾溶液，用硝酸银溶液滴定至出现砖红色，读取数值计算结果为1365mg/L。
以上压滤液的数值应与压塞液配方中清水的数值基本相同，以证明该实验过程中没有引入其他污染源。
为保证该实验的准确性，应再进行至少一次重复性实验，若重复性实验所得数据相差不大，则可以用此消除误差；若所得到的两组数据偏差很大，则需要查明原因，再次进行多组实验。
实施例2：一种用于固井压塞液的评价方法，包括实验基液标准配制工序、压塞液的各项性能测量工序、高温老化实验工序、老化完成后压塞液的各种性能测量预评价。
实验基液标准配制工序按如下步骤进行：
P1、将所需进行评价的压塞液注入高速搅拌机中，在11000转/分钟下高速搅拌10分钟；
P2、在7000转/分钟的搅拌条件下，在压塞液中加入实验所需的固井水泥量，再采用11000转/分钟的转速高速搅拌25分钟获得基液，此基液即为用于评价压塞液质量好坏的实验基液。
在本实施例中，步骤P1中压塞液按重量份数配比包括如下原料：清水：550ml；KCM004：10g；KCM026A：6g，KCM003：3g。
在本实施例中，步骤P2中固井水泥的用量为50g。
步骤P2中的固井水泥应为该井施工用水泥浆体系的尾浆水泥灰大样，且配置该水泥浆用水也采用尾浆专用药品水。
压塞液的各项性能测量工序按如下步骤进行：
Q1、将步骤P2中制得的实验基液倒入旋转六速粘度测量仪中，测量前采用500转/分钟搅拌1分钟，而后测量并记录其六速读数如下：φ600=39mPa·s、φ300=31mPa·s、φ200=25mPa·s、φ100=22mPa·s、φ6=11mPa·s、φ3=11mPa·s，再测量其初终切。
经检测，实验基液的塑性粘度PV=8mPa·s；动切力YP=11.5Pa；初终切=7/10Pa。
所述步骤Q1中，实验基液的塑性粘度、动切力和初终切满足初步合格标准，即满足初步配置要求。
初步合格标准为：塑性粘度PV<35mPa·s；动切力YP>5Pa；初终切范围为5-8/9-20Pa。
由此可见，本实施例中，实验基液的测量数据满足实验基液的初步合格标准，即满足初步配置要求。
Q2、将实验基液加热至85℃后静置35分钟，上下密度差小于0.02g/cm3，杯底应无沉淀产生，说明该液体具有基本的抗温稳定能力。
Q3、玻璃棒触底实验：将500ml实验基液置于标准取样液杯中，而后将直径5mm、长30cm的玻璃棒于液面高度10cm处垂直放入，0.8秒可触底，以证明其具有较好的流动性。
高温老化实验工序按如下步骤进行：
L1、高温老化实验温度应根据该井的井底温度进行选择，高温老化实验时间的选择：应采用固井后测量声幅的时间。
若步骤L1中无准确测量井底温度，可以按照每向下100m温度升高3.2℃进行井底温度的估算。
L2、将400ml实验基液倒入反应釜中，而后放入加热炉内，按照高温老化实验温度和高温老化实验时间进行静置加热，以模拟井下温度环境。
L3、待达到高温老化实验时间后，将反应釜从加热炉内取出，采用冷水降温的方式，快速将其温度降至65℃，泄压、并打开反应釜查看加热后的压塞液状态。
老化完成后压塞液的各种性能测量预评价按如下步骤进行：
H1、玻璃棒触底实验：取反应釜中的压塞液倒入标准取样液杯中，而后将直径5mm、长30cm的玻璃棒于液面高度10cm处垂直放入，1.2秒可触底，以证明其具有较好的流动性。
H2、将步骤H1中实验完成的液体，倒入旋转六速粘度测量仪中，采用700转/分钟搅拌1分钟后，测量并记录其六速读数如下：φ600=44mPa·s、φ300=34mPa·s、φ200=22mPa·s、φ100=16mPa·s、φ6=14mPa·s、φ3=13mPa·s的读数并记录，再测量其初终切。
经检测，该液体的塑性粘度PV=10mPa·s；动切力YP=12Pa；初终切=8/12Pa。
所述步骤H2中该液体的塑性粘度、动切力和初终切满足合格标准，即达到要求。
合格标准为：塑性粘度PV<35mPa·s；动切力YP>5Pa；初终切范围为3-6/7-25Pa。
由此可见，该液体的测量数据满足合格标准，即达到要求。
H3、测量滤液中的氯离子：将步骤H2中测量完成的液体倒入中压滤失仪中进行压滤，取1ml滤液，用20-50ml蒸馏水稀释得到稀释液，而后在稀释液中加入酚酞指示剂，如变红加入稀硝酸变至无色，如不变红，加入稀烧碱溶液变红后用稀硝酸中和至红色刚刚消失，加入铬酸钾溶液，用硝酸银溶液滴定至出现砖红色，读取数值计算结果为1375mg/L。
以上压滤液的数值应与压塞液配方中清水的数值基本相同，以证明该实验过程中没有引入其他污染源。
为保证该实验的准确性，应再进行至少一次重复性实验，若重复性实验所得数据相差不大，则可以用此消除误差；若所得到的两组数据偏差很大，则需要查明原因，再次进行多组实验。
实施例3：一种用于固井压塞液的评价方法，包括实验基液标准配制工序、压塞液的各项性能测量工序、高温老化实验工序、老化完成后压塞液的各种性能测量预评价。
实验基液标准配制工序按如下步骤进行：
P1、将所需进行评价的压塞液注入高速搅拌机中，在13000转/分钟下高速搅拌15分钟；
P2、在9000转/分钟的搅拌条件下，在压塞液中加入实验所需的固井水泥量，再采用13000转/分钟的转速高速搅拌15分钟获得基液，此基液即为用于评价压塞液质量好坏的实验基液。
在本实施例中，步骤P1中压塞液按重量份数配比包括如下原料：清水：600ml；KCM004：11g；KCM026A：7g，KCM003：4g。
在本实施例中，步骤P2中固井水泥的用量为50g。
步骤P2中的固井水泥应为该井施工用水泥浆体系的尾浆水泥灰大样，且配置该水泥浆用水也采用尾浆专用药品水。
压塞液的各项性能测量工序按如下步骤进行：
Q1、将步骤P2中制得的实验基液倒入旋转六速粘度测量仪中，测量前采用500转/分钟搅拌1分钟，而后测量并记录其六速读数如下：φ600=40mPa·s、φ300=29mPa·s、φ200=24mPa·s、φ100=20mPa·s、φ6=13mPa·s、φ3=10mPa·s，再测量其初终切。
经检测，实验基液的塑性粘度PV=11mPa·s；动切力YP=9Pa；初终切=8/10Pa。
所述步骤Q1中，实验基液的塑性粘度、动切力和初终切满足初步合格标准，即满足初步配置要求。
初步合格标准为：塑性粘度PV<35mPa·s；动切力YP>5Pa；初终切范围为5-8/9-20Pa。
由此可见，本实施例中，实验基液的测量数据满足实验基液的初步合格标准，即满足初步配置要求。
Q2、将实验基液加热至95℃后静置25分钟，上下密度差小于0.04g/cm3，杯底应无沉淀产生，说明该液体具有基本的抗温稳定能力。
Q3、玻璃棒触底实验：将500ml实验基液置于标准取样液杯中，而后将直径5mm、长30cm的玻璃棒于液面高度10cm处垂直放入，1秒可触底，以证明其具有较好的流动性。
高温老化实验工序按如下步骤进行：
L1、高温老化实验温度应根据该井的井底温度进行选择，高温老化实验时间的选择：应采用固井后测量声幅的时间。
若步骤L1中无准确测量井底温度，可以按照每向下100m温度升高3.2℃进行井底温度的估算。
L2、将400ml实验基液倒入反应釜中，而后放入加热炉内，按照高温老化实验温度和高温老化实验时间进行静置加热，以模拟井下温度环境。
L3、待达到高温老化实验时间后，将反应釜从加热炉内取出，采用冷水降温的方式，快速将其温度降至80℃，泄压、并打开反应釜查看加热后的压塞液状态。
老化完成后压塞液的各种性能测量预评价按如下步骤进行：
H1、玻璃棒触底实验：取反应釜中的压塞液倒入标准取样液杯中，而后将直径5mm、长30cm的玻璃棒于液面高度10cm处垂直放入，1.5秒可触底，以证明其具有较好的流动性。
H2、将步骤H1中实验完成的液体，倒入旋转六速粘度测量仪中，采用800转/分钟搅拌1分钟后，测量并记录其六速读数如下：φ600=40mPa·s、φ300=30mPa·s、φ200=26mPa·s、φ100=24mPa·s、φ6=17mPa·s、φ3=13mPa·s的读数并记录，再测量其初终切。
经检测，该液体的塑性粘度PV=10mPa·s；动切力YP=10Pa；初终切=5/12Pa。
所述步骤H2中该液体的塑性粘度、动切力和初终切满足合格标准，即达到要求。
合格标准为：塑性粘度PV<35mPa·s；动切力YP>5Pa；初终切范围为3-6/7-25Pa。
由此可见，该液体的测量数据满足合格标准，即达到要求。
H3、测量滤液中的氯离子：将步骤H2中测量完成的液体倒入中压滤失仪中进行压滤，取1ml滤液，用50ml蒸馏水稀释得到稀释液，而后在稀释液中加入酚酞指示剂，如变红加入稀硝酸变至无色，如不变红，加入稀烧碱溶液变红，而后用稀硝酸中和至红色刚刚消失，加入铬酸钾溶液，用硝酸银溶液滴定至出现砖红色，读取数值计算结果为1355mg/L。
以上压滤液的数值应与压塞液配方中清水的数值基本相同，以证明该实验过程中没有引入其他污染源。
为保证该实验的准确性，应再进行至少一次重复性实验，若重复性实验所得数据相差不大，则可以用此消除误差；若所得到的两组数据偏差很大，则需要查明原因，再次进行多组实验。
对于本领域的普通技术人员而言，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于固井压塞液的评价方法，其特征在于：该评价方法包括实验基液标准配制工序和压塞液的各项性能测量工序；
所述实验基液标准配制工序按如下步骤进行：
P1、将所需进行评价的压塞液注入高速搅拌机中，在11000-13000转/分钟下高速搅拌不低于5分钟；
P2、在7000-9000转/分钟的搅拌条件下，在压塞液中加入实验所需的固井水泥，再采用11000-13000转/分钟的转速高速搅拌15-25分钟获得实验基液；
压塞液的各项性能测量工序按如下步骤进行：
Q1、将实验基液倒入旋转六速粘度测量仪中，测量前采用500-700转/分钟搅拌1分钟，而后测量实验基液的塑性粘度、动切力和初终切；
Q2、将实验基液加热至85-95℃后静置25-35分钟，杯底应无沉淀产生；
Q3、将500ml实验基液置于标准取样液杯中，而后将直径5mm、长30cm的玻璃棒于液面高度10cm处垂直放入，3秒内应可触底。
2.根据权利要求1所述的一种用于固井压塞液的评价方法，其特征在于：步骤P2中的固井水泥应为该井施工用水泥浆体系的尾浆水泥灰大样，配置该水泥浆用水也采用尾浆专用药品水。
3.根据权利要求2所述的一种用于固井压塞液的评价方法，其特征在于：步骤Q1中实验基液的塑性粘度、动切力和初终切满足初步合格标准，即满足初步配置要求，初步合格标准为：塑性粘度PV<35mPa·s；动切力YP>5Pa；初终切范围为5-8/9-20Pa。
4.根据权利要求3所述的一种用于固井压塞液的评价方法，其特征在于：该评价方法还包括高温老化实验工序：
L1、高温老化实验温度应根据该井的井底温度进行选择，高温老化实验时间的选择应采用固井后测量声幅的时间；
L2、将400ml实验基液倒入反应釜中，而后放入加热炉内，按照高温老化实验温度和高温老化实验时间进行静置加热，以模拟井下温度环境；
L3、待达到高温老化实验时间后，将反应釜从加热炉内取出，采用冷水降温的方式，快速将其温度降至50-80℃，泄压、并打开反应釜查看加热后的压塞液状态。
5.根据权利要求4所述的一种用于固井压塞液的评价方法，其特征在于：该评价方法还包括老化完成后压塞液的各种性能测量预评价：
H1、取反应釜中的压塞液倒入标准取样液杯中，而后将玻璃棒于液面高度10cm处垂直放入，3秒内应可触底；
H2、将步骤H1中实验完成的液体，倒入旋转六速粘度测量仪中，采用600-800转/分钟的转速搅拌1分钟后，测量该液体的塑性粘度、动切力和初终切。
6.根据权利要求5所述的一种用于固井压塞液的评价方法，其特征在于：步骤H2中该液体的塑性粘度、动切力和初终切满足合格标准，即达到要求；合格标准为：塑性粘度PV<35mPa·s；动切力YP>5Pa；初终切范围为3-6/7-25Pa。
7.根据权利要求6所述的一种用于固井压塞液的评价方法，其特征在于：该评价方法还包括测量滤液中的氯离子，将步骤H2中测量完成的液体倒入中压滤失仪中进行压滤，取1ml滤液，用50ml蒸馏水稀释得到稀释液，而后在稀释液中加入酚酞指示剂，如变红加入稀硝酸变至无色，如不变红，加入稀烧碱溶液变红，而后用稀硝酸中和至红色刚刚消失，加入铬酸钾溶液，用硝酸银溶液滴定至出现砖红色，读取数值计算结果；该压滤液的数值应与压塞液配方中清水的数值相同。
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| CN105331342A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-02-17 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 固完井用压塞液及其制备方法 |
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