油气井水泥环密封完整性评价实验要求和测试流程-「亿威仕」

油气井水泥环密封完整性评价实验要求和测试流程：

1、实验要求

1.1 压力变化下密封完整性

a）采用内筒（循环）加卸压方式，循环次数不少于实际井筒内压力变化次数。

b）压力上限取作业时最大井口压力，下限一般为 0，加卸压速率（3±0.3）MPa/min，稳压时间宜不小于 30min。

1.2 温度变化下密封完整性

a）采用内筒（循环）升降温方式，循环次数不少于实际井筒内温度变化次数。

b）温度上限取井底最高温度，下限取井底最低温度，升降温速率（2±0.2）℃/min，恒温时间宜不小于 30min。

1.3 温压耦合变化下密封完整性

a）采用内筒（循环）加卸载和升降温方式，循环次数不少于实际井下井筒内温度、压力变化次数。

b）温度上限取井底最高温度，下限取井底最低温度，升降温速率（2±0.2）℃/min；压力上限取最大井口压力，下限一般为 0，加卸压速率（3±0.3）MPa/min，恒温稳压时间宜不小于 30min。

2、测试流程

2.1 水泥环制备

利用图 1 所示评价装置，按下列步骤准备实验：

标引序号说明：

1——上密封端；2——井筒保温棉；3——外筒；4——下密封端；5——内筒；6——加热管；

7——冷却管；8——温度传感器；9——窜流孔；10——阀门；11——注入孔；12——加压孔；

13——水源；14——压力自动跟踪泵；15——温度控制器；16——空气压缩机；

17——压力传感器；18——压力控制器；19——流量计；20——减压阀；

21——高压源；22——干燥器；23——采集控制系统。

图 1 水泥环密封完整性评价装置示意图

a）固定内筒和外筒在下密封端，连接温度、压力控制管线；

b）根据水泥浆配方，按照 GB/T 19139 的相关规定制备水泥浆，注入模拟井筒的环空中，水泥浆顶部距模拟井筒顶端 10mm 以内；

c）敲打外筒外壁不少于 20 次，消除水泥浆中的气泡；

d）水泥浆顶部注清水与外筒顶端平齐；

e）固定上密封端；

f）外筒包裹保温棉；

g）打开控制系统，设定养护温度和环空加压压力，打开温度控制和环空压力控制系统，加热加压养护 72h。

2.2 测试流程

按下列流程进行密封完整性测试。

a）养护结束后，关闭环空压力控制系统释放养护压力，由下密封端注入口往水泥环底部注入流体，压力不小于 1.0MPa。评价气井时宜采用氮气，评价油井时宜采用清水。

b）根据“1”的实验要求，评价不同条件下水泥环密封完整性。

c）设定内压上、下限，温度上、下限，上，下限持续时间，循环次数，数据采集间隔时间，启动流体窜流检测和数据采集系统。

d）评价过程中，当气窜流量大于 2000mL/min，水窜流量大于 200mL/min，停止流体窜流检测和数据采集系统，终止测试。

e）关闭流体阀门，释放管线和井筒内流体压力，关闭温度控制、内压控制系统。

f）脱模要求：

1）井筒冷却至常温时方可开始脱模作业；

2）拆除与模拟井筒连接的管线，移除上、下密封端；

3）将模拟井筒放置于脱模装置的支架上，启动液压油缸，利用垫块分别将内筒和水泥环脱出；

4）将脱模后的内筒外侧和外筒内侧清洗；

5）组装模拟井筒。