野王,日本xxxx片免费观看,丁香五月婷婷亚洲,六月丁香婷婷大团结

會(huì)員中心
加入VIP
微信

客服微信網(wǎng)站公眾號(hào)

　煤礦　化工　建筑
　機(jī)械　電力　冶金
　消防　交通　特種

　論壇　活動(dòng)　視頻
　問答　投稿　 MSDS
　簽到　超市　招聘

導(dǎo)航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 化工安全論文>>正文

提高窄安全密度窗口地層固井質(zhì)量的力學(xué)機(jī)制研究

文檔作者：沈海超胡曉慶王希玲文檔來源： 1．中國(guó)石化國(guó)際石油勘探開發(fā)有限公司 2．中海石油研究總院，北京)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月31日
下載地址：點(diǎn)擊這里	文件大小： 229.10 KB 共3頁	文檔格式： PDF	下載點(diǎn)數(shù)： 1 點(diǎn)（VIP免費(fèi)）

內(nèi)容預(yù)覽 [文件共3頁]

本文件共3頁，如需編輯使用，請(qǐng)下載。

注：預(yù)覽效果可能會(huì)出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?29.10 KB 共3頁文件格式：PDF 下載點(diǎn)數(shù)：1 點(diǎn)（VIP會(huì)員免費(fèi)）

下一篇：探究固井中隔離液的安全性

上一篇：化工建設(shè)項(xiàng)目職業(yè)危害評(píng)價(jià)的要點(diǎn)和問題

文本預(yù)覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

第28卷第5期
20l1年9月
鉆井液與完井液
DRILLING FLUID &amp;amp; C0M PLET10N FLUID
Vol_28 No．5
Sept．2011
文章編號(hào)：1001—5620(201 1)05—0044—03
提高窄安全密度窗口地層固井質(zhì)量的力學(xué)機(jī)制研究
沈海超 ， 胡曉慶 ， 王希玲
(1．中國(guó)石化國(guó)際石油勘探開發(fā)有限公司，北京；2．中海石油研究總院，北京)
摘要窄安全密度窗口地層固井壓穩(wěn)和防漏矛盾突出，固井質(zhì)量不高一直是困擾該類地層的難題之一。從固
井施工過程力學(xué)分析出發(fā)，研究了固井防竄、防漏的力學(xué)機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上提出了一套壓穩(wěn)、防漏的環(huán)空壓力
控制方案。介紹了緬甸某窄安全密度窗口地層固井失敗案例，指出了該井固井設(shè)計(jì)、施工的不足之處并提出了針
對(duì)性改進(jìn)方案，為窄安全鉆井液密度窗口等復(fù)雜條件下固井設(shè)計(jì)與施工提供參考借鑒。
關(guān)鍵詞 窄安全密度窗口；固井；固井質(zhì)量；竄槽；漏失；力學(xué)機(jī)制；實(shí)例研究
中圖分類號(hào)：TE256．9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
窄安全密度窗口地層固井質(zhì)量不高一直是困擾
該類地層的難題之一[1-3]。近些年來，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了
大量有關(guān)防竄、低密度、高強(qiáng)度、增韌水泥漿的研制
以及防竄固井工具的開發(fā)等方面的工作[4-111，為提
高易竄、易漏井段的固井質(zhì)量提供了有效手段。然
而，有關(guān)固井施工力學(xué)分析的研究逐漸被工程人員
忽視，雖然新型水泥漿以及固井工具不斷被推廣應(yīng)
用，但固井發(fā)生竄槽、漏失的情況并未得到有效控
制。因此，從固井施工過程力學(xué)分析出發(fā)，研究了
固井防竄防漏的力學(xué)機(jī)理，提出了壓穩(wěn)、防漏的井
底壓力控制方案，并結(jié)合緬甸窄安全鉆井液密度窗
口固井失敗案例，分析了提高固井質(zhì)量的力學(xué)機(jī)制。
1 固井施工壓穩(wěn)與防漏的力學(xué)機(jī)制
1．1 平衡壓力固井
要獲得良好的固井質(zhì)量，必須保證注水泥施工
及水泥漿候凝期間的環(huán)空液柱壓力大于地層孔隙壓
力，小于地層漏失壓力。即：
Pd< P < P1 (1)
式中：P、尸d、P1分別為注水泥施工及水泥漿候凝
期間的環(huán)空液柱壓力、地層孔隙壓力、地層破裂壓
力，MPa。
注水泥施工期問，環(huán)空液柱壓力處于動(dòng)態(tài)變化，
注水泥結(jié)束瞬間，環(huán)空液柱壓力達(dá)到最大值Pt．；水
泥漿候凝期間，環(huán)空液柱壓力為 ：
P P P P Pt 2)
l=尸lm+ + h (3)
式中： 、P。、 、尸r、尸c 分別為環(huán)空鉆井液液柱壓力、
環(huán)空隔離液液柱壓力、環(huán)空水泥漿柱壓力、循環(huán)壓
降、候凝期間環(huán)空水泥漿柱壓力，MPa。
固井壓穩(wěn)設(shè)計(jì)一般依據(jù)式(1)和式(3)進(jìn)行，
防漏設(shè)計(jì)一般依據(jù)式(1)和式(2)進(jìn)行。
1．2 水泥漿候凝失重與環(huán)空竄流分析
水泥漿膠凝失重及水泥石體積收縮是固井環(huán)空
竄流的主要原因[12]o
1．2．1 水泥漿膠凝失重
Sabins等人建立的水泥漿凝結(jié)失重模型[12-141表
達(dá)式如下：
AP=4 ／(J[)H—DP) (4)
水泥漿凝結(jié)失重后，作用在井底的壓力為：
Pwl=P。gL。×10～一AP (5)
式中：AP、r 分別為水泥漿在不同時(shí)刻膠凝強(qiáng)度
所對(duì)應(yīng)的失重值、水泥漿膠凝強(qiáng)度，MPa；L 、D
分別為水泥漿柱長(zhǎng)度、井徑、套管外徑，m；Pw
第一作者簡(jiǎn)介：沈海超，1982年生，2009年獲中國(guó)石油大學(xué)(華東)油氣z_~Jj學(xué)專業(yè)博士學(xué)位，現(xiàn)在從事巖石力學(xué)
及鉆井工程方面的研究工作。地址：北京市東城區(qū)東直門外小街6號(hào)海油大廈513室胡曉慶(收)；郵政編碼100027；電話
1 50 1 0435972；E—mail：hcshen@sipc．ca。
學(xué)兔兔 www.xuetutu.com
第28卷第5期 沈海超等：提高窄安全密度窗口地層固井質(zhì)量的力學(xué)機(jī)制研究 45
為水泥漿凝結(jié)失重時(shí)井底壓力，MPa；P 為水泥漿
密度，kg／m ；g為重力加速度，m／s 。
實(shí)際井眼條件下，水泥漿失重后，漿柱壓力最
小值為水柱壓力。此時(shí)環(huán)空任意點(diǎn)處的壓力降達(dá)到
最大值，發(fā)生油氣水竄的可能性最大。
1．2．2 水泥石收縮引起的失重
根據(jù)水泥漿不同時(shí)刻的收縮大小和壓縮系數(shù)，
可以求出水泥漿失重值A(chǔ)P 。
APl=(A +△ )／CF (6)
其中：△ =7c(D 一D ) ／4 (7)
△ 兀DH t L。 (8)
式中：AP。為水泥漿失重值，MPa；△ 和△ 分
別為某時(shí)刻水泥漿水化引起的總體積收縮量和失水
引起的體積收縮，m ；Sh 為某時(shí)刻水泥漿水化引起的
總收縮率，％ ； 為按API標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量有泥餅時(shí)的水泥
漿平均流速，m／min； 為水泥漿凝固某時(shí)刻的時(shí)間，
min；Cr為水泥漿壓縮系數(shù)，m ／MPa；D 為井眼直
徑，m；三 為水泥面到封固段中任一計(jì)算點(diǎn)的長(zhǎng)度，m。
2 井底壓力控制方案
窄安全密度窗口固井應(yīng)以安全密度窗口研究、
固井環(huán)空循環(huán)壓降分析、水泥漿失重規(guī)律研究為基
礎(chǔ)，優(yōu)化設(shè)計(jì)環(huán)空漿柱結(jié)構(gòu)、漿體性能及固井頂替
工藝，合理設(shè)計(jì)固井施工前后井底壓力，從力學(xué)角
度實(shí)現(xiàn)壓穩(wěn)、防漏目的，并在此基礎(chǔ)上提高水泥漿
體系的防竄、防漏能力，提高固井質(zhì)量。窄安全密
度窗口固井的環(huán)空壓力控制方案見圖1所示。
綜合破裂壓力預(yù)測(cè)、地破
試驗(yàn)以及實(shí)鉆鉆井液性能，
確定保證地層不漏的還空
壓力當(dāng)量密度ECD。
卅、口1’U廠口J-lYa／~ ，J ／ J J lJ 、)
鉆鉆井液性能以及關(guān)井求取
的地層壓力，確定壓穩(wěn)地層
所需環(huán)空壓力當(dāng)量密度EC1)
汁算紊流頂替時(shí)環(huán)空壓降ECD
計(jì)算塞流頂替時(shí)環(huán)空壓降ECD
二=二墨
采用塞流頂替，環(huán)空壓力設(shè)計(jì)
環(huán)空壓力上限：ECDl-ECDp
環(huán)空壓力下限：ECD
二二=
采用紊流頂替，環(huán)空壓力設(shè)計(jì)
環(huán)空壓力上限：ECD~-ECD,
環(huán)空壓力下限：EcD^
圖1 窄安全密度窗口固井環(huán)空壓力控制方案
3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
以緬甸P．1X井西177．8 mm尾管固井為例，分
析了基于井底壓力控制方案的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況。
3．1 P一1X井基本情況及固井難點(diǎn)
P一1X井為緬甸某區(qū)塊的定向井， 該井三開
4,31 1．2 mm井眼中途完鉆井深為2 745．24 rn，4)244．5
mm套管下深為2 743．80 m，水泥漿返至地表。四
開用 215．9 mm鉆頭鉆至井深3 152 m完鉆，井
斜角為30?！?0。；設(shè)計(jì)使用 177．8 mm尾管下人
3 151～2 542．67 m井段。
該井四開地層壓力當(dāng)量密度為1．92 g／cm ，破
裂壓力當(dāng)量密度為2．0 g／cm 。固井前鉆井液密度為
1．82 g／cm ，鉆井液中堵漏劑含量較高，環(huán)空壓降當(dāng)
量密度為0．15 g／cm ，開泵時(shí)過平衡，停泵時(shí)欠平衡，
井壁坍塌嚴(yán)重。四開鉆進(jìn)過程中，在多處井段發(fā)現(xiàn)
有良好氣測(cè)顯示，但地層承壓能力低，多處發(fā)生漏
失，安全鉆井液密度窗口窄，壓穩(wěn)與防竄矛盾突出。
井漏限制了施工排量，定向井段套管不易居中，鉆
井液中堵漏材料含量較高，井壁上虛泥餅較多，水
泥漿頂替效率不高， 西177．8 mm尾管固井難度大。
3．2 技術(shù)措施
①采用兩凝水泥漿體結(jié)構(gòu)，兩凝界面位于井
深2 850 m處，下部尾漿失重過程中，領(lǐng)漿未凝固，
保持合適的環(huán)空壓力以壓穩(wěn)地層。②使用非滲透防
氣竄水泥漿體系，嚴(yán)格控制水泥漿失水量，縮短水
泥漿稠化時(shí)間。③ 優(yōu)化注替排量，控制好施工壓力；
采用紊流一塞流變排量頂替技術(shù)，提高水泥漿頂替
效率，降低漏失風(fēng)險(xiǎn)。④套管下至設(shè)計(jì)深度后循環(huán)
處理鉆井液，降低黏度和動(dòng)切力，提高頂替效率。
盡管 177．8 inirl尾管固井制定了詳細(xì)的防漏、
防竄技術(shù)措施，但是同井過程仍出現(xiàn)氣竄，套管試
壓也不合格；現(xiàn)場(chǎng)采取擠水泥補(bǔ)救措施，才使套管
試壓成功，固井失敗的原因值得深人分析與總結(jié)。
3．3 氣竄原因分析
P一1X井四開井段安全密度窗口窄，漿體結(jié)構(gòu)
及性能設(shè)計(jì)未滿足壓穩(wěn)高壓氣層的條件，導(dǎo)致固井
氣竄。該井固井替漿及水泥漿失重時(shí)井底壓力見表1。
注水泥漿、替漿時(shí)，由于固井前鉆井液環(huán)空壓
降當(dāng)量密度由0．15 g／cm 降至0．06 g／cm ，井底壓力
當(dāng)量密度為1．89 g／cm ，低于地層壓力， 因此，注
水泥漿過程沒有壓穩(wěn)氣層。
替漿到位后，環(huán)空靜液柱壓力當(dāng)量密度為1．83
學(xué)兔兔 www.xuetutu.com
鉆 井 液 與 完 井 液 2011年9月
g／cm (見表1)；由表1不難看出，該井固井施工替
漿到位以及尾漿候凝失重期間也沒有壓穩(wěn)氣層。
表l 替漿、水泥漿失重時(shí)井底壓力
流體
一
。
井深 垂深
一
，
一
P
．
2／
一
P
．
3／
Wcm m m g／cm g／cm 一 Wcm
注：P 、P：、P 分別為替漿到位時(shí)、失重時(shí)、以排量為
20 L／s循環(huán)時(shí)的井底壓力當(dāng)量密度。
綜上所述，該井的固井施工過程壓力欠平衡，
氣層沒有壓穩(wěn)，在這種情況下，即使采用防竄水泥
漿，也達(dá)不到預(yù)期作用，這是固井氣竄的根本原因。
3．4 固井方案
對(duì)P一1X井破裂壓力預(yù)測(cè)、地層破裂試驗(yàn)以及
實(shí)鉆鉆井液性能進(jìn)行分析，確定該井四開地層不漏
的環(huán)空壓力當(dāng)量密度為1．97 g／cm 。由水力學(xué)分析可
得，該井固井施工紊流頂替環(huán)空壓降為0．06 g／cm ，
塞流頂替環(huán)空壓降為0．02 g／cm 。
欲實(shí)現(xiàn)壓穩(wěn)防漏的目的，固井過程中環(huán)空壓力
應(yīng)小于漏失壓力，大于地層壓力，故安全密度窗口
僅為0．05 g／cm ；依據(jù)窄安全密度窗口固井井底壓
力控制方案，考慮到紊流及塞流頂替的環(huán)空壓降可
知，盡管紊流頂替、塞流紊流交替頂替方式有助于
提高水泥漿頂替效率，但該井若采用紊流頂替，壓
穩(wěn)與防漏無法兼顧，因此只能采用塞流頂替(環(huán)空
壓降為0．02 g／cm。)，替漿過程中環(huán)空漿體靜液柱壓
力當(dāng)量密度控制在1．90～1．95 g／cm ，確保注水泥
漿過程中壓穩(wěn)但不壓漏地層，在此基礎(chǔ)上環(huán)空漿體
結(jié)構(gòu)及性能可做進(jìn)一步優(yōu)化，盡可能提高頂替效率；
替漿到位后，采用循環(huán)候凝方法，循環(huán)排量需做優(yōu)
化，確保環(huán)空水泥漿失重期間壓穩(wěn)但不壓漏地層。
4 結(jié)論
1．發(fā)生固井竄槽及漏失問題的本質(zhì)是環(huán)空內(nèi)壓
力與地層壓力、地層漏失壓力的力學(xué)平衡問題，提
高固井質(zhì)量的力學(xué)機(jī)制研究始終是固井壓穩(wěn)防漏工
作的基礎(chǔ)，也是各種新型防竄、防漏固井水泥漿體
系及固井工具得以有效實(shí)施的前提，這一點(diǎn)需引起
固井工程人員重視。
2．提出了一套窄安全密度窗口固井環(huán)空壓力控
制方案，依據(jù)該方案對(duì)環(huán)空漿體結(jié)構(gòu)、漿體性能以
及頂替方式進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，同時(shí)做好固井施工過程
井底壓力計(jì)算與校核，保證空內(nèi)壓力始終高于地層
壓力，低于地層漏失壓力，實(shí)現(xiàn)壓穩(wěn)防漏的目的，
提高窄安全密度窗口固井質(zhì)量。
3．為提高頂替效率，現(xiàn)場(chǎng)固井前鉆井液黏度、
切力等性能一般作相應(yīng)調(diào)整，固井施工壓力分析時(shí)
要考慮鉆井液性能調(diào)整對(duì)循環(huán)壓降的影響，做好壓
穩(wěn)設(shè)計(jì)及環(huán)空壓力校核工作。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊雄文，周英操，方世良．國(guó)內(nèi)窄窗口鉆井技術(shù)應(yīng)用對(duì)
策分析與實(shí)踐[J]．石油礦場(chǎng)機(jī)械，2010，39(8)：7-11．
[2] 趙靜，劉義坤．影響調(diào)整井固井質(zhì)量的主要因素及計(jì)算
方法[J]．鉆井液與完井液，2007，24(2)：45．47．
[3] 趙一姝，白建平，田中原，等．寶浪油田氣竄井固井質(zhì)
量影響因素分析及評(píng)價(jià)[J】．重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科
學(xué)版)，2007，9(3)：5．6．
[4】丁士東．塔河油田紊流、塞流復(fù)合頂替固井技術(shù)[J]．石
油鉆采工藝，2002，24(1)：20—22．
[5] 劉振通，李冬，黃志剛，等．哈薩克斯坦哈德油田低壓易
漏層防氣竄固井工藝[J1．石油鉆采工藝，2009，31(2)：
23—26．
[6] 李早元，郭小陽，羅發(fā)強(qiáng)，等．油井水泥環(huán)降脆增韌作
用機(jī)理研究[J]_石油學(xué)報(bào)，2008，29(3)：438．441．
[7] 楚廣川，朱駿蒙，齊光峰．緬甸Pyay油田復(fù)雜地層防漏
防竄固井技術(shù)[J]．石油鉆探技術(shù)，2009，37(1)：62—63．
[8] 卓云，廖富國(guó)，劉德平．川東北地區(qū)淺層氣井防氣竄、
防漏固井技術(shù)Ⅲ．天然氣工業(yè)，2008，29(12)：45_46．
【9] 萬綠章．提高鄂爾多斯北部氣田固井質(zhì)量的綜合工藝技
術(shù)[J]．鉆采工藝，2005，28(3)：10．12．
[10]姚曉，肖登林，張永海．抗竄防漏增韌水泥漿體系提高
澀北氣井固井質(zhì)量研究[J]．天然氣工業(yè)，2005，25(10)：
7O一72．
[11]牛新明，張克堅(jiān)，丁士東，等．川東北地區(qū)高壓防氣竄
固井技術(shù)fJ]．石油鉆探技術(shù)，2008，36(3)：10．15．
[12]張興國(guó)，馮明，賀秋云，等．對(duì)水泥漿失重與膠凝強(qiáng)度之
間關(guān)系的新認(rèn)識(shí)[J】．鉆采工藝，2002，25(6)：77—8O．
[13]李欽道，喬雨，張娟．水泥石初始?jí)毫μ卣鞣治鯷J】．鉆
采工藝，2008，31(2)：27—28．
[14】柳亞芳，李玉勇，王言峰．水泥漿失重的影響因素分析
[J]．鉆井液與完井液，2009，26(5)：46．49．
(收稿日期2011—2—10；HGF=I105M5；編輯馬倩蕓)
學(xué)兔兔 www.xuetutu.com

網(wǎng)友評(píng)論 more

化工安全論文最新內(nèi)容

03-11

談?wù)劵て髽I(yè)如何做好…

03-05

便攜式水質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)室…

02-27

二次酸洗工藝對(duì)垃圾焚…

02-27

功能性固井工作液研究…

02-27

環(huán)氧氯丙烷改性纖維素…

02-27

磺基甜菜堿的合成及其…

02-27

精細(xì)動(dòng)態(tài)控壓固井技術(shù)…

02-27

抗高溫超分子降濾失劑…

化工安全論文熱點(diǎn)內(nèi)容

31281

長(zhǎng)輸燃?xì)夤艿赖陌踩?/a>

危險(xiǎn)化學(xué)品安全措施…

27949

加油站重大危險(xiǎn)源分…

20121

天然氣管道安全置換…

18396

淺談加油站安全管理

17344

淺議化工企業(yè)安全生…

17300

?；飞a(chǎn)企業(yè)安全…

16625

化工火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

相關(guān)內(nèi)容

固井工程設(shè)計(jì)報(bào)告規(guī)范

快遞包裝重金屬與特定物質(zhì)…

A2∕O工藝在城市生活污水…

調(diào)兵山污水處理廠運(yùn)營(yíng)成本…

福建省某綜合改革建設(shè)試點(diǎn)…

創(chuàng)想安科網(wǎng)站簡(jiǎn)介會(huì)員服務(wù)廣告服務(wù)業(yè)務(wù)合作提交需求會(huì)員中心在線投稿版權(quán)聲明友情鏈接聯(lián)系我們

<source id="y0qe9"></source>