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小间隙偏心环空注水泥顶替效率研究

石油机械 2022年第6期50卷 22-28页

作者：马越王宏彦孙巧雷罗有刚侯灵霞冯定长江大学机械工程学院湖北省荆州市434023 湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心中国石油长庆油田分公司第五采油厂长庆油田分公司油气工艺研究院低渗透油气田勘探开发国家工程实验室

在小间隙环空注水泥固井过程中,当套管偏心严重时,除了在环空两壁面上有钻井液滞留外,在环空窄间隙处可能会出现钻井液的整体滞留现象。为了改善固井质量,从钻井液发生整体滞留条件出发,通过分析流体受力特性,建立了小间隙偏心环空钻井... 详细信息

在小间隙环空注水泥固井过程中,当套管偏心严重时,除了在环空两壁面上有钻井液滞留外,在环空窄间隙处可能会出现钻井液的整体滞留现象。为了改善固井质量,从钻井液发生整体滞留条件出发,通过分析流体受力特性,建立了小间隙偏心环空钻井液滞留模型。基于该钻井液滞留模型并结合长庆某区块实例井作业工况,分析套管偏心度、水泥浆与钻井液密度差、钻井液屈服值等因素对小间隙偏心环空内顶替效率的影响规律。分析结果表明:随着套管偏心度的增加,注水泥顶替效率逐渐降低,当套管偏心度大于0.5后,环空窄间隙处发生钻井液的整体滞留现象,顶替效率急剧降低且套管偏心越严重,通过增加顶替压差来改善钻井液整体滞留角的效果越不明显;提高套管的居中度,增大顶替压差和钻井液与水泥浆的密度差,降低钻井液的屈服值均有利于提高小间隙偏心环空内注水泥顶替效率。研究结果可为准确便捷预测小间隙偏心环空内顶替效率提供理论依据。

关键词：小间隙偏心环空钻井液滞留注水泥顶替效率

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变井径环空中注水泥顶替流动分析

变井径环空中注水泥顶替流动分析

作者：公海峰东北石油大学

学位级别：硕士

受固井注水泥顶替流动过程复杂性的影响,之前大多数专家学者都是从均匀光滑井壁出发进行注水泥顶替流动研究,但随着近些年常规油气田开采量的减少,钻遇复杂地层的情况变得越来越常见,针对这一问题,研究非线性井壁(变井径)对固井注水泥... 详细信息

受固井注水泥顶替流动过程复杂性的影响,之前大多数专家学者都是从均匀光滑井壁出发进行注水泥顶替流动研究,但随着近些年常规油气田开采量的减少,钻遇复杂地层的情况变得越来越常见,针对这一问题,研究非线性井壁(变井径)对固井注水泥顶替效率的影响对提升现场实际固井质量有重要的现实意义。本文引入了分形的思想,确定了W-M函数是描述具有分形特性的粗糙壁面轮廓合适的模型,分析了W-M分形函数的工程性质以及W-M模型各参数(D、G、n)的物理意义,并利用W-M分形函数对现场实测井径曲线进行了分形与表征,能较好地反映实际非线性井壁的本质特点。结合获取的分形参数建立了变井径环空注水泥顶替流动模型,并运用FLUENT数值模拟软件对赫—巴流体的注水泥顶替效率进行了数值模拟计算,以均匀井壁作为数值模拟的对照组,分析了井壁不规则性、顶替时间、注入速度、井斜角、正密度差对固井注水泥顶替效率的影响。研究结果表明:在现场实际施工过程中,井径变化率在0%～15%,即非线性井壁的相对粗糙度小于3mm、分形维数D小于1.55、标度参数G小于3.76时,可以忽略井壁的不规则性,近似认为井壁为均匀井壁。在变井径环空中,随着顶替时间的增加,固井顶替效率逐渐增大;随着注入速度的增加,固井顶替效率逐渐增大;随着井斜角的增加,顶替效率逐渐降低;随着钻井液、水泥浆正密度差的增加,顶替效率逐渐增加;井壁不规则程度越大,顶替效率越低;井壁凸起的高度越高、变化的频度越大,顶替效率降低越明显。研究结果揭示了变井径环空中注水泥顶替流动顶替效率及其影响规律;总结了注水泥顶替理论,为变井径环空注水泥顶替参数的优化设计提供了理论支持,对现场实际工况施工作业具有一定的指导意义。

关键词：固井注水泥变井径顶替效率数值模拟

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长封固段一次注水泥固井技术研究与应用

天然气工业 2005年第12期25卷 48-50页

作者：李福德陈大均张成金西南石油学院

以微硅、粉煤灰、硅藻土等活性材料及激活剂CK21制成的油井水泥活性外掺料SP-1,与其他水泥外加剂一起使用,配制成SP-1水泥浆体系,活性材料的加量在2.5%～3.0%.研究了SP-1在不同温度下对水泥浆的促凝、增强性能以及加量对水泥浆各项性能... 详细信息

以微硅、粉煤灰、硅藻土等活性材料及激活剂CK21制成的油井水泥活性外掺料SP-1,与其他水泥外加剂一起使用,配制成SP-1水泥浆体系,活性材料的加量在2.5%～3.0%.研究了SP-1在不同温度下对水泥浆的促凝、增强性能以及加量对水泥浆各项性能(稠化时间、抗压强度、析水、流动度等)的影响.结果表明:该活性材料对调节水泥浆低温下的性能使之在复杂井中的性能趋于一致.实验表明:该水泥体系能提高水泥石两界面的胶结强度,有较短的凝结时间;良好的直角稠化性能和触变性.因此,具有良好的防漏失、防气窜(侵)性能.在四川地区4口不同井深的油气井现场应用取得良好的效果.

关键词：固井注水泥水泥浆活性材料微硅粉煤灰

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小间隙井注水泥环空流动计算方法与应用

天然气工业 2014年第4期34卷 90-94页

作者：徐璧华刘文成杨玉豪西南石油大学中海油田服务股份有限公司

非常规井身结构中小间隙与小井眼段的注水泥环空流动与常规井眼有很大出入,采用常规流动计算方法来分析小间隙流动,则会造成很大的误差,影响到作业安全。为此,分析了小间隙对环空流态、流动阻力的影响,从理论上系统研究了小间隙注水泥... 详细信息

非常规井身结构中小间隙与小井眼段的注水泥环空流动与常规井眼有很大出入,采用常规流动计算方法来分析小间隙流动,则会造成很大的误差,影响到作业安全。为此,分析了小间隙对环空流态、流动阻力的影响,从理论上系统研究了小间隙注水泥流动的流态判别、偏心效应系数、摩阻系数等关键参数的计算方法,并提出了相应的修正方法:小间隙环空的水泥浆流变参数计算,应使用旋转黏度计600转和300转的读值进行流变参数计算,进而综合考虑流态、偏心、环空尺寸等影响因素,将环空进行分段,建立了深井固井环空流动摩阻计算模型。在中国西部地区应用了5口小间隙井,固井套管下入深度达到6 000m,小间隙井段长度达到2 000m,采用该修正方法计算的压力值和实际施工压力值的误差控制在1.5MPa以内,很好地满足了生产要求。

关键词：小间隙井小井眼段注水泥环空流动流态判别偏心效应摩阻系数环空流动压力计算

压力平衡法注水泥堵漏工艺在风南4井区的应用探讨

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石油地质与工程 2023年第6期37卷 80-84页

作者：范兆祥范江澜韦正茂洲际海峡能源科技有限公司北京100088 胜利油田东胜精攻石油开发集团股份有限公司山东东营257000

风南4井区垂直裂缝发育,钻井过程中井漏频繁,现场注水泥堵漏成功率低,效率低下。以FNHW4083井为例分析了现场注水泥堵漏工艺由于不考虑压力平衡,存在不能定量控制井筒内留水泥塞长度的弊端;同时,详细介绍了压力平衡法注水泥堵漏工艺的... 详细信息

风南4井区垂直裂缝发育,钻井过程中井漏频繁,现场注水泥堵漏成功率低,效率低下。以FNHW4083井为例分析了现场注水泥堵漏工艺由于不考虑压力平衡,存在不能定量控制井筒内留水泥塞长度的弊端;同时,详细介绍了压力平衡法注水泥堵漏工艺的原理与计算方法,并在风南4井区开展应用试验。结果表明,平衡法注水泥堵漏工艺通过压力平衡能够定量控制井筒内水泥塞长度,堵漏成功率高,且耗费水泥量少、作业安全,可在风南4井区全面推广应用。

关键词：风南4井区井漏注水泥堵漏压力平衡法

确定注水泥与钻井过程中井内循环温度的数学模型

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天然气工业 2002年第1期22卷 42-45页

作者：何世明尹成徐壁华迟军宋周成西南石油学院塔里木勘探开发指挥部

井下循环温度不但直接影响水泥浆的稠化时间、流变性等性能 ,而且与井内压力平衡、井壁稳定、井内工作液体系选择、套管和钻柱强度设计等方面有关。文章根据传热学的基本原理 ,针对井内热传递特点 ,建立了井下循环温度的二维瞬态数学模... 详细信息

井下循环温度不但直接影响水泥浆的稠化时间、流变性等性能 ,而且与井内压力平衡、井壁稳定、井内工作液体系选择、套管和钻柱强度设计等方面有关。文章根据传热学的基本原理 ,针对井内热传递特点 ,建立了井下循环温度的二维瞬态数学模型 ,并用无条件稳定的全隐式有限差分法数值求解数学模型。最后用塔里木油田的 3口井的实测井底钻井液循环温度对模型预测结果进行了验证 ,并对理论模型和简易法计算的循环温度与实测值进行了对比分析。该模型可用于计算实际循环条件下的管内液体、管壁、环空液体与地层的温度分布 ,为水泥浆、泥浆与管柱强度设计等提供基础。

关键词：石油钻井固井注水泥循环温度数学模型

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注水泥循环温度影响因素探讨

西南石油大学学报（自然科学版） 2012年第1期34卷 154-158页

作者：刘洋艾正青李早元郭小阳 "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室.西南石油大学四川成都610500 中国石油塔里木油田公司新疆库尔勒841000

循环温度的准确预测是保障固井作业安全和固井质量的重要影响因素之一。特别对深井而言,水泥浆性能对温度十分敏感,温度预测偏低5℃会严重缩短水泥浆可泵送时间,易引发固井事故,温度预测偏高会延长候凝时间,甚至可能发生超缓凝,水泥柱... 详细信息

循环温度的准确预测是保障固井作业安全和固井质量的重要影响因素之一。特别对深井而言,水泥浆性能对温度十分敏感,温度预测偏低5℃会严重缩短水泥浆可泵送时间,易引发固井事故,温度预测偏高会延长候凝时间,甚至可能发生超缓凝,水泥柱顶部十天以上都无强度,延误后续钻进作业。为保证施工安全,提高固井质量,根据井下传热特点及施工流程,建立了一种新的二维瞬态注水泥循环温度预测模型。研究结果表明:(1)固井前应多周循环钻井液,并适当提高循环排量,可以有效降低注水泥循环温度;(2)冬季最高循环温度低于夏季,尤其对浅井而言差别更加明显,冬季适当降低循环温度设计值不会影响安全泵注,而且能减小水泥浆体系设计难度;(3)深井温度系数高于浅井,井眼尺寸越大,循环温度越低。

关键词：注水泥二维模型循环温度季节井身结构

基于压力平衡条件下“戴帽”固井注水泥技术探讨

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钻探工程 2023年第2期50卷 79-84页

作者：景龙李兴权鲍石磊李砚智张成河北省地矿局第三水文工程地质大队河北衡水053000 河北省地矿局第四水文工程地质大队河北沧州061000

在地热井漏失地层进行“戴帽”固井注水泥难度大,往往因挤入的水泥浆偏离设计位置而导致固井失败。本文提出了漏失层“戴帽”固井的技术思路,即利用井内液柱压力与地层裂隙压力保持平衡以有效控制固井水泥浆柱移动位置,通过控制挤注排... 详细信息

在地热井漏失地层进行“戴帽”固井注水泥难度大,往往因挤入的水泥浆偏离设计位置而导致固井失败。本文提出了漏失层“戴帽”固井的技术思路,即利用井内液柱压力与地层裂隙压力保持平衡以有效控制固井水泥浆柱移动位置,通过控制挤注排量以防止水泥浆被稀释。在具体实施中,可以采用开放固井和封闭固井两种方式。前者在注替浆过程中,井筒与外界大气、上下井筒之间始终相通。当上下套管级差较大时,水泥浆柱在平衡过程中下移距离较长,位置不易控制,且易稀释,但是所需工具简单,适合应用于上下套管级差较小的条件,尤其是在同级套管内。对于后者而言,需采用特殊密封工具封闭下部套管,在注替浆过程中,上下井筒始终是不通的。可以避免水泥浆柱下移距离长、位置不易控制、易稀释等缺点,适合各种套管级配条件下固井注水泥作业,在套管级差较大时更显其精确封固优势。

关键词： “戴帽”固井压力平衡开放固井封闭固井注水泥地热井

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用微机完善注水泥设计

石油钻采工艺 1996年第1期18卷 33-38页

作者：蔡长立卢兆义辽河石油勘探局钻井一公司

常规油井注水泥一直是凭经验进行设计，固井质量无可靠把握。若系统考虑影响固井质量的诸项因素，单凭人的经验是难以做到的。以注水泥流变学设计为基础，用微机从参数测定、水泥浆密度确定、流量选择、“U”型管效应控制、套管串居中... 详细信息

常规油井注水泥一直是凭经验进行设计，固井质量无可靠把握。若系统考虑影响固井质量的诸项因素，单凭人的经验是难以做到的。以注水泥流变学设计为基础，用微机从参数测定、水泥浆密度确定、流量选择、“U”型管效应控制、套管串居中等五个方面对常规注水泥设计加以完善，并在海外河油田的8口井应用，取得了设计速度快、内容全、科学准确、固井质量好的效果。

关键词：固井水泥浆密度流变性油井注水泥微机