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不规则井眼注水泥顶替过程数值模拟

钻采工艺 2020年第2期43卷 27-29,60,I0017页

作者：宋琳滕卫卫王翔宇王雪刚钟守明席传明魏凯中国石油新疆油田分公司工程技术研究院中国石油新疆油田分公司中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二固井分公司长江大学石油工程学院

不规则井眼顶替效率低是导致固井质量差的重要原因。基于水平集法建立两相顶替时的数学模型,借助ANSYS/FLUENT软件的二次开发功能,建立不规则井眼注水泥顶替过程的数值模拟方法,并以规则的"扩容腔"模型为例,分析影响不规则井眼顶替效率... 详细信息

不规则井眼顶替效率低是导致固井质量差的重要原因。基于水平集法建立两相顶替时的数学模型,借助ANSYS/FLUENT软件的二次开发功能,建立不规则井眼注水泥顶替过程的数值模拟方法,并以规则的"扩容腔"模型为例,分析影响不规则井眼顶替效率的因素和规律,为不规则井眼注水泥设计提供一种理论指导方法。研究结果表明,井径扩大段内不仅存在着"顶替死角",而且使下游产生不稳定顶替,从而导致注水泥顶替效率降低,且井径扩大率越大、扩大段长度越短,顶替效率越低;降低顶替速率、水泥浆稠度系数、流性指数,提高注水泥顶替时间,有助于提高不规则井段的注水泥顶替效率。

关键词：不规则井眼井径扩大率注水泥顶替效率 CFD数值模拟

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不规则井眼的斯通利波反射数值模拟

科学技术与工程 2012年第9期20卷 2029-2032,2036页

作者：徐冰李文博王易安苏孝勇郭云峰赵景波胜利油田海外工程管理中心东营257000 中国石油集团测井有限公司技术中心西安710077 中国石油集团川庆钻探工程有限公司测井公司重庆400021 胜利测井巴州分公司库尔勒841000 中国电子科技集团公司第二十二研究所新乡453003

讨论了不规则井眼内低频斯通利波反射。利用简化的一维模型研究低频斯通利波的物理性质。用质量平衡边界和传播矩阵表示井眼不规则度与斯通利波的相互关系。模拟结果表明,井径变化比岩性变化产生更强的斯通利波反射。这对实际测井资料... 详细信息

讨论了不规则井眼内低频斯通利波反射。利用简化的一维模型研究低频斯通利波的物理性质。用质量平衡边界和传播矩阵表示井眼不规则度与斯通利波的相互关系。模拟结果表明,井径变化比岩性变化产生更强的斯通利波反射。这对实际测井资料解释有重要意义,即斯通利波解释裂缝时,应注意井径变化的影响。将合成模拟的波形与实测波形比较,可以识别裂缝的存在。

关键词：斯通利波不规则井眼层状介质裂缝

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煤层气井水平段坍塌不规则井眼封固研究

能源与节能 2023年第4期 142-144页

作者：史学敏山西蓝焰煤层气工程研究有限责任公司山西晋城048000

为了提高煤层气的采收率,煤层气开发多采用L形水平井、U形水平对接井和多分支井设计方案。水平井钻井施工进入水平段后,常出现井眼坍塌的情况。针对煤层气井水平段的坍塌情况,结合不规则井眼的实际,对一系列难点和封固井中存在的问题和... 详细信息

为了提高煤层气的采收率,煤层气开发多采用L形水平井、U形水平对接井和多分支井设计方案。水平井钻井施工进入水平段后,常出现井眼坍塌的情况。针对煤层气井水平段的坍塌情况,结合不规则井眼的实际,对一系列难点和封固井中存在的问题和方法进行深入、细致的研究,以提高煤层气井水平段坍塌不规则井眼的封固质量。

关键词：煤层气井水平段不规则井眼封固

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延长气田易漏失井不规则井眼固井技术

石油钻采工艺 2013年第2期35卷 52-55页

作者：曾艳军姚平均陈道元苟明蒋洪顺杨代明中原石油勘探局固井工程处河南濮阳457331 西南钻井公司四川南充637000

延长气田地层压力系数低,气层段长,地层含水丰富,不稳定的泥岩、煤层交互存在,形成典型的"糖葫芦"井眼,固井漏失水泥浆低返、环空气、水、钻井液窜槽现象严重,固井优良率仅为16%。通过开展水泥浆体系优选,合理设计浆柱结构,依据孔隙压... 详细信息

延长气田地层压力系数低,气层段长,地层含水丰富,不稳定的泥岩、煤层交互存在,形成典型的"糖葫芦"井眼,固井漏失水泥浆低返、环空气、水、钻井液窜槽现象严重,固井优良率仅为16%。通过开展水泥浆体系优选,合理设计浆柱结构,依据孔隙压力、岩石密度、钻速、压力剖面等资料确定较为薄弱的地层,选择分级箍安放位置,正注反挤工艺等一系列措施,成功解决了固井过程中井漏和候凝期间气、水窜槽问题,使固井质量优良率提高到了93.54%,实现了全井水泥有效封固。

关键词：延长气田漏失不规则井眼固井水泥浆体系

泥页岩层不规则井眼环空注水泥顶替理论与技术

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钻采工艺 2012年第4期35卷 29-31,123页

作者：舒秋贵罗德明焦建芳邓天安中国石化西南石油局博士后工作站西南石油大学博士后流动站西华师范大学油气资源开发与油田环境保护研究所中国石化西南石油局西南固井公司

泥页岩层油气井井眼往往不规则,固井注水泥环空顶替效率低,严重影响着固井质量。目前国内外对之研究非常少,缺乏成熟的理论与技术。对井眼不规则影响固井质量的原因进行了分析,提出了有效解决不规则井眼环空钻井液在作业允许范围内被有... 详细信息

泥页岩层油气井井眼往往不规则,固井注水泥环空顶替效率低,严重影响着固井质量。目前国内外对之研究非常少,缺乏成熟的理论与技术。对井眼不规则影响固井质量的原因进行了分析,提出了有效解决不规则井眼环空钻井液在作业允许范围内被有效"替净"问题关键在于掌握不规则井眼几何形状及其与井斜角、套管偏心度、浆体性能、施工排量、旋流强度等对顶替界面的稳定性的影响规律; 在不规则井段,顶替液对被顶替液的作用机制,涡流强度与"替净"之间的关系,被顶替液的涡流结构变化规律等,亚滞留钻井液( 暂存于不规则段但能够不断流出的钻井液) 进入下游的扩散与迁移规律。因此,重视对不规则井眼固井环空顶替理论与方法前瞻性的研究具有重要意义。

关键词：泥页岩不规则井眼顶替效率螺旋流固井

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不规则井眼的低频斯通利波传播模型

国外测井技术 1998年第2期13卷 21-30页

作者： KazuhikoTezuka C．H．（Arthur）Cheng X．M．Tang 张立鹏边瑞雪

本文提出了不规则井眼内低频斯通利波传播的快速模型法。并用其计算了两种不规则井眼(井眼垮塌和地层性质变化)影响的合成波列。利用简化一维模型研究低频通利波的物理性质。用质量平衡边界条件和传播矩阵表示井眼不规则度与斯通利波的... 详细信息

本文提出了不规则井眼内低频斯通利波传播的快速模型法。并用其计算了两种不规则井眼(井眼垮塌和地层性质变化)影响的合成波列。利用简化一维模型研究低频通利波的物理性质。用质量平衡边界条件和传播矩阵表示井眼不规则度与斯通利波的相互关系。用已有的有限差分法和边界积分模型法验证新方法的正确与否，得互相关系数大于0.98；实际井的合成记录与实测结果比较表明，由垮塌产生的反射是一致的，但在裂缝处，反射有一定差异。由于合成数据只包括与井眼几何形状和地层弹性有关的信息，由裂缝产生的反射只在实测资料上有显示。因此，用它们可将裂缝和井眼不规则产生的斯通利波反射分开。另外，这种算法速度比边界积分或有限差分法快300多倍，适于现场应用。

关键词：不规则井眼低频斯通利波裂缝探测传播模型井径变化一维近似问题传播矩阵公式

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不规则井眼固井环空流动压降变化规律

长江大学学报（自然科学版） 2021年第3期18卷 60-66页

作者：郑双进刘涛廖坤李足平杜冬楠刘裕潘祎长江大学石油工程学院湖北武汉430100 中石化胜利石油工程有限公司固井技术服务中心山东东营257100

在窄密度窗口地层固井作业中,经常出现井漏、地层流体侵入井筒等复杂情况,因此,针对固井环空压力剖面的精细计算与控制十分重要,有助于促进固井施工安全。在实际钻井过程中,受地层纵向非均质性的影响,井径扩大不均匀容易形成“大肚子”... 详细信息

在窄密度窗口地层固井作业中,经常出现井漏、地层流体侵入井筒等复杂情况,因此,针对固井环空压力剖面的精细计算与控制十分重要,有助于促进固井施工安全。在实际钻井过程中,受地层纵向非均质性的影响,井径扩大不均匀容易形成“大肚子”等不规则井眼,其直接影响固井流场及环空压力剖面,目前针对这种不规则井眼的固井环空流动压降计算方法较少。针对井径此类不规则井眼,通过建立不规则井眼条件下的流动压降方程分析了流动压降构成,建立了环空流体流动控制方程,确定了求解方法,并开发软件进行了计算分析,得到了不同井径扩大率条件下不规则井眼的固井环空流动压降变化规律,并运用Fluent数值模拟软件进行了验证。研究结果表明,在同等井径扩大率条件下,流体排量越大,不规则井眼段流动压降越大;在常见的井眼扩径范围内,“大肚子”井眼段流动压降小于正常井眼段流动压降,软件计算结果与数值模拟结果偏差在工程允许误差范围内。该方法可以为精细计算固井环空压力剖面提供技术手段。

关键词：固井设计不规则井眼环空流体井径扩大率流动压降环空压力数值模拟

基于不规则井眼的双侧向测井正演响应规律研究

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能源与环保 2018年第2期40卷 102-106页

作者：徐观佑倪小威艾林敖旋峰冯加明刘迪仁长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100 长江大学地球物理与石油资源学院湖北武汉430100

基于三维有限元数值模拟技术,建立不规则井眼物理模型,模拟井眼不规则度、井眼扩径对双侧向测井响应的影响。研究表明,井眼不规则度越大,对双侧向测井响应的影响越大,对大井眼中浅侧向测井响应的影响尤为突出,而对深侧向测井的影响较小... 详细信息

基于三维有限元数值模拟技术,建立不规则井眼物理模型,模拟井眼不规则度、井眼扩径对双侧向测井响应的影响。研究表明,井眼不规则度越大,对双侧向测井响应的影响越大,对大井眼中浅侧向测井响应的影响尤为突出,而对深侧向测井的影响较小;井眼扩径对双侧向测井响应的影响较大,双侧向响应随井眼扩径程度、扩径不规则度的增加而减小。该研究可为实际双侧向测井井眼校正工作提供理论参考。

关键词：不规则井眼井眼不规则度扩径扩径不规则度双侧向测井

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深井井壁不规则对注水泥顶替效率的影响

石油钻采工艺 2020年第6期42卷 726-730页

作者：魏凯闫振峰张林强亓银波王鹏任冠龙长江大学石油工程学院油气井钻井技术国家工程实验室防漏堵漏技术研究室(长江大学) 中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二固井分公司中联煤层气有限责任公司晋西分公司中海石油(中国)有限公司湛江分公司

深部油气藏埋藏较深,钻遇复杂层系较多,受地质及工程因素影响,井壁坍塌或缩径现象更加突出。采用实验或理论方法研究不规则井眼注水泥问题成本高、难度大,常规数值模拟难以追踪井壁坍塌或缩径扰动引起的顶替界面突变特征。因此提出基于... 详细信息

深部油气藏埋藏较深,钻遇复杂层系较多,受地质及工程因素影响,井壁坍塌或缩径现象更加突出。采用实验或理论方法研究不规则井眼注水泥问题成本高、难度大,常规数值模拟难以追踪井壁坍塌或缩径扰动引起的顶替界面突变特征。因此提出基于相场法的注水泥顶替数学模型,以表面张力为耦合变量,用Navier-Stokes方程描述流体流动,用Cahn-Hilliard方程追踪顶替界面变化,解决了井壁不规则引起的数值模拟不易收敛的难题,并通过数值方法模拟了注水泥时的流场及顶替界面演变过程,揭示了井壁坍塌或缩径对顶替效率的影响机理和规律。模拟发现井壁坍塌或缩径扰动会引起旋涡。扩径井段,旋涡强度较小时扩径区被顶替液不易被“旋出”,从而产生滞留或顶替死角;扩径率超过15%时,井壁坍塌对被顶替液滞留现象的影响越来越严重;缩径井段,旋涡会使下游产生混浆现象;缩径超过10%后,缩径对混浆影响越来越严重。研究表明,相场法解决了井壁不规则导致的注水泥顶替数值模拟时不容易收敛的问题,有助于揭示井壁坍塌或缩径影响注水泥顶替效率的作用机理。

关键词：深井不规则井眼固井顶替效率界面追踪相场法