[发明专利]一种胶凝态水泥浆渗透率的测试方法

权利要求书

1.一种胶凝态水泥浆渗透率的测试方法，依次包括以下步骤：

（1）配制水泥浆，根据井下实际工况条件确定实验温度、压力，测试水泥浆的静胶凝强度曲线SGS(t)；

（2）水泥浆静止10分钟后，计算t₀=10min时的渗透率K(t₀)；

（3）在截面直径D、长L的水泥浆柱两端施加压力P₁、P₀，水泥浆开始滤失，结合静胶凝强度曲线SGS(t)，确定水泥浆在压差ΔP=P₁-P₀、实验温度下满足下式的时刻t₁：

ΔP=SGS(t1)·M·LD;]]>

（4）测量水泥浆在t₀、t₁时刻的滤液重量fl(t₀)、fl(t₁)，按照下式确定t₁时刻对应的水泥浆平均滤失速率Fl(t₁)：

Fl(t1)=fl(t1)-fl(t0)t1-t0,]]>

结合气体粘度μ和t₁时刻的静胶凝强度SGS(t₁),按下式确定t₁时刻对应的水泥浆渗透率K(t₁)：

K(t1)=Fl(t1)·μD·(P1+P0)6C·SGS(t1)·A·P0;]]>

（5）将水泥浆在实验温度下养护，待水泥浆凝固成水泥石后，即t=t₂，按照岩心渗透率测试方法测试水泥石的渗透率K(t₂)；

（6）将t₀、t₁和t₂及分别对应的渗透率K(t₀)、K(t₁)和K(t₂)代入下式：

K(t0)=aln(t0n+bt0n)K(t1)=aln(t1n+bt1n)K(t2)=aln(t2n+bt2n)]]>

根据上述方程组反解出参数a、b、n，得到胶凝态水泥浆渗透率曲线

（7）将静胶凝强度曲线SGS(t)、胶凝态水泥浆渗透率曲线K(t)按时间m等分，任意等分用i表示，得到t_i-2、t_i-1时刻对应的静胶凝强度SGS(t_i-2)、SGS(t_i-1)和K(t_i-2)、K(t_i-1)，按下式修正t_i时刻对应的渗透率K′(t_i)：

K′(ti)=3K(ti-1)·SGS(ti-1)SGS(ti)-K(ti-2)·SGS(ti-1)+K(ti-1)·SGS(ti-2)SGS(ti),]]>

依次对i=2、3、4…m的点进行修正，确定修正后的参数a′、b′、n′，得修正后的胶凝态水泥浆渗透率曲线：

K′(t)=a′ln(tn′+b′tn′)]]>

式中：

SGS(t₁)——t₁时刻对应的静胶凝强度值，Pa，

M、C——实验常数，取M=1000、C=100，

L、D——分别表示水泥浆柱长度、浆柱截面直径，m，

A——浆柱截面面积，m²，

μ——气体粘度，mPa·s，

P₁、P₀——分别表示浆柱两端压力，MPa，

ΔP——水泥浆柱两端压差，MPa，

fl(t₀)、fl(t₁)——分别表示t₀、t₁时刻对应的滤液重量，kg，

Fl(t₁)——t₁时刻对应的平均滤失速率，kg/min，

K(t₀)、K(t₁)、K(t₂)——分别表示t₀、t₁、t₂时刻对应的渗透率，D，

SGS(t_i-2)、SGS(t_i-1)、SGS(t_i)——分别表示t_i-2、t_i-1、t_i时刻对应的静胶凝强度值，Pa，

K(t_i-2)、K(t_i-1)、K(t_i)——分别表示t_i-2、t_i-1、t_i时刻对应的渗透率，D，

K′(t_i)——t_i时刻对应的修正后的渗透率，

a、b、n——胶凝态水泥浆渗透率参数，无量纲，

a′、b′、n′——修正后的胶凝态水泥浆渗透率参数，无量纲，

m——取m≥2的任意正整数，

i——任意等分，i=2、3、4…m。