本发明涉及一种温度交变条件下的固井水泥石抗压强度疲劳因子的估算方法，属于石油钻采工程固井。
背景技术：
1、固井水泥石(也被称为固井水泥环)是指固井过程，水泥浆在井下套管和地层之间的环形空间中凝固形成胶结能力的水泥环。固井水泥石不仅能够纵向隔离地层流体窜流，还能够支撑地层与套管，削弱地层带给套管的不均匀作用力影响，在页岩气藏水平井多级分段压裂开发过程中，固井水泥石受到环境温度交变的影响，继而受到循环热应力的作用，使水泥石力学完整性受到影响，进而影响油气井开采寿命，固井水泥石的力学完整性对于一口井的油气安全生产至关重要。
2、尽管如此，目前国内外对于温度交变影响水泥石力学性能的研究仅限于定性描述，如林云华等在《强交变热载荷下页岩气井水泥环完整性测试》(天然气工业,2020,40(05):81-88.)中，提出交变热载荷对水泥环完整性具有负面影响，且该影响会随着交变温差增大而增大，并未能量化分析温度交变对水泥石力学性能的影响程度。而在实际生产过程中，主要采用三轴抗压试验测量水泥石三轴抗压强度的方法来评价采用分段压裂技术开发的石油天然气井固井水泥石力学完整性，但由于压裂过程中水泥石经受温度交变会影响其抗压强度，所以目前这种依托三轴抗压试验测量水泥石三轴抗压强度的评估方法不能量化温度交变对水泥石力学性能的影响，进而容易产生过高评估水泥石抗压强度，导致压裂压力过高而造成水泥石完整性失效的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种温度交变条件下的固井水泥石抗压强度疲劳因子的估算方法，可量化分析温度交变对水泥石力学性能的影响。
2、为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
3、一种温度交变条件下的固井水泥石抗压强度疲劳因子的估算方法，包括以下步骤：获取待估算固井水泥石的温度交变轮次和温度交变温差均值，将获取的温度交变轮次和温度交变温差均值代入固井水泥石抗压强度疲劳因子计算模型中，求取待估算固井水泥石的抗压强度疲劳因子；所述固井水泥石抗压强度疲劳因子计算模型以固井水泥石试件的疲劳因子为因变量，以固井水泥石试件的温度交变温差以及交变轮次为自变量进行数据拟合得到；所述固井水泥石试件在制备时采用的水泥浆以及水泥浆养护候凝形成水泥石的温度、压力和时间均与待估算固井水泥石相同。
4、本发明的温度交变条件下的固井水泥石抗压强度疲劳因子的估算方法，利用固井水泥石试件建立的固井水泥石抗压强度疲劳因子计算模型，可以快速且较为准确地估算温度交变条件下固井水泥石的抗压强度疲劳因子，进而较好地估算水泥石力学性能。
5、进一步地，所述待估算固井水泥石的温度交变温差均值与任意温度交变轮次中温度交变温差的差值≥-5℃且≤5℃；该差值越小，本发明的估算方法估算得到的固井水泥石抗压强度疲劳因子的估算误差越小，估算结果准确程度也越高。
6、进一步地，所述固井水泥石抗压强度疲劳因子计算模型采用包括以下步骤的方法获取：1)将多个固井水泥石试件在设定围压下，分别采用不同设定温度交变温差以及不同设定温度交变轮次进行温度交变，温度交变结束后测定各固井水泥石试件的三轴抗压强度；2)根据各固井水泥石试件的三轴抗压强度以及温度交变过程中设定的温度交变温差和温度交变轮次，以固井水泥石试件的疲劳因子为因变量，以固井水泥石试件的温度交变温差以及交变轮次为自变量进行数据拟合，建立固井水泥石抗压强度疲劳因子计算模型。
7、现有可模拟待估算固井水泥石养护过程的环境温度和围压的水泥石养护装置均可以用于本发明中的固井水泥石试件进行温度交变。
8、可以理解的是，每块固井水泥石在温度交变过程中的温度交变温差是恒定不变。固井水泥石经历一次升温和随后的一次降温过程完成一轮次的温度交变，温度交变温差为一轮次温度交变过程中温度高值与温度低值之差，因此每个温度交变轮次可计算得到两个温度交变温差。对于固井水泥石试件由于温度交变过程中的温度交变温差恒定，在一个轮次的温度交变过程中，温度高值与升温前的温度低值之差以及与降温后的温度低值之差相同。对于待估算固井水泥石在运行过程中，一轮次的温度交变过程，温度高值与升温前的温度低值之差以及与降温后的温度低值之差可能不同。在求取温度交变温差均值时将各轮次两个温度交变温差相加后求平均值。
9、进一步地，固井水泥石试件在各轮次温度交变过程中的温度低值均与固井水泥石养护候凝的温度相同。也就是说，固井水泥石时间在各轮次的温度交变过程中的温度低值为待估算固井水泥石的环境温度。
10、通常多段压裂的间隔很长，每次温度变化后维持或保温2～4h，为了模拟压裂作业的时间间隔，并使温度交变后传热更充分，温度更稳定，进一步地，温度交变过程中，每次温度变化后维持2～4h。
11、为了提高固井水泥石抗压强度疲劳因子估算的准确性，进一步地，步骤1)中，所述设定围压与待估算固井水泥石在养护候凝时围压相同。
12、进一步地，所述固井水泥石试件的抗压强度疲劳因子为固井水泥石试件在设定温度交变温差、设定围压下以及设定温度交变轮次进行温度交变后的三轴抗压强度与养护完成时固井水泥石试件的三轴抗压强度的比值。
1.温度交变条件下的固井水泥石抗压强度疲劳因子的估算方法，其特征在于：包括以下步骤：获取待估算固井水泥石的温度交变轮次和温度交变温差均值，将获取的温度交变轮次和温度交变温差均值代入固井水泥石抗压强度疲劳因子计算模型中，求取待估算固井水泥石的抗压强度疲劳因子；
2.根据权利要求1所述的温度交变条件下的固井水泥石抗压强度疲劳因子的估算方法，其特征在于：所述固井水泥石抗压强度疲劳因子计算模型采用包括以下步骤的方法获取：
3.根据权利要求1或2所述的温度交变条件下的固井水泥石抗压强度疲劳因子的估算方法，其特征在于：温度交变过程中，每次温度变化后维持2～4h。
4.根据权利要求1或2所述的温度交变条件下的固井水泥石抗压强度疲劳因子的估算方法，其特征在于：步骤1)中，所述设定围压与待估算固井水泥石在养护候凝时围压相同。
