[发明专利]一种水泥环气密封性失效判断方法

权利要求书

1.一种水泥环气密封性失效判断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)、确定水泥石渗透率发生突变的应力点和扩容屈服应力点，确定气密封性失效点，确定水泥石渗透率发生突变的应力点和扩容屈服应力点的方法为对现场配方水泥石进行三轴单调加载实验；

步骤(2)、对井筒压力变化过程进行模拟，计算水泥环实际受力情况；

步骤(3)、将上述步骤(2)中的计算结果与步骤(1)中的实验结果进行对比，判断水泥环受力是否超过其气密封性失效点；

步骤(4)、确定水泥石发生失效时，水泥石残余应变值，确定水泥石残余应变值需要对现场配方水泥石进行三轴循环加卸载实验；

步骤(5)、对井筒压力变化过程进行模拟，计算水泥环实际受力情况，以及压裂结束后水泥环残余应变情况；

步骤(6)、将步骤(5)中的计算结果与步骤(1)和步骤(4)中的实验结果进行对比，判定气密封性是否安全。

2.根据权利要求1所述的一种水泥环气密封性失效判断方法，其特征在于，所述加载实验过程中进行渗透率测试及声发射信号监测，得到力学参数。

3.根据权利要求1所述的一种水泥环气密封性失效判断方法，其特征在于，所述步骤(1)中气密封性失效点为渗透率出现突变和水泥石出现扩容时应力值的较小值。

4.根据权利要求1所述的一种水泥环气密封性失效判断方法，其特征在于，所述步骤(2)中对井筒压力变化过程进行模拟之前，包括建立套管-水泥环-地层有限元模型。

5.根据权利要求1所述的一种水泥环气密封性失效判断方法，其特征在于，所述步骤(3)中判断水泥环受力是否超过其气密封性失效点时，若水泥环受力超过气密封性失效点，则判定气密封性安全，否则，判定其气密封性失效风险高。

6.根据权利要求1所述的一种水泥环气密封性失效判断方法，其特征在于，加卸载过程中进行渗透率测试及声发射信号监测，得到水泥石力学参数，确定水泥石渗透率发生突变的应力点和扩容屈服应力点，将较小值作为其气密封性失效点。

7.根据权利要求1所述的一种水泥环气密封性失效判断方法，其特征在于，所述步骤(5)中对井筒压力变化过程进行模拟需要利用有限元模拟软件建立套管-水泥环-地层有限元模型。

8.根据权利要求1所述的一种水泥环气密封性失效判断方法，其特征在于，所述步骤(6)中判定气密封性是否安全的具体方法为将计算结果与实验结果进行对比，判断水泥环受力是否超过其气密封性失效点、残余应变量是否超过其气密封性失效时的残余应变值，若气密性失效点应力和残余应变量较大的应力值中的任意一项未超过，则判定气密封性安全，否则，判定其气密封性失效风险高。