油气井固井注水泥过程中,水泥浆始终存在水化反应,对于深井而言,井底循环温度和水泥浆的时变性影响着浆体流态模型和其他流变参数。水泥浆的流变性能是影响环形空间顶替效率和固井质量的关键因素。API标准给出了宾汉Bingham Model塑性流体模型和幂律Power Law Model假塑性流体模型,两种模型都能较好地描述某一种水泥浆的剪切应力/剪切速率之间的关系,但是要想在比较宽的剪切速率范围内和高温高压下精确描述水泥浆流变性能,尚有一定的困难,研究表明:本构方程越复杂,越能描述出流体的实际流变性,由于水泥浆体内部结构存在时间依赖性和水化反应的不可逆性,目前流变模型均不够理想,鉴于此,主要阐述适用于深井和超深井固井水泥浆三参数流变模式(带屈服值的幂律模式τ=τ_0+μdυ/dr)和四参数流变模式[τ=τ_0+μdυ/dr+k(dυ/dr)n],由于非线性模型参数回归难度大,需要较深数学基础,使用MATLAB可对上述模式进行非线性回归分析,计算简单准确,并能给出直观的曲线拟合图。
