谈又喷又漏井的固井技术

又喷又漏井的固井技术包含两个方面,一是裸眼客观存在又喷又漏的情况,其固井方法是采用全井下套管固井、尾管固井、分级固井;二是在下套管过程中,或下完套管循环时,或在注替水泥浆的过程中发生井漏诱发的溢流或井喷时,其固井方法是以正注为主的井口反补挤水泥工艺,以正注水泥为辅的一次或二次反注水泥工艺技术。具体应采取什么样的固井技术,应根据漏失速度的大小、井内钻井液密度与水泥浆密度的差值大小等来确定。     

固井界面微环隙产生机制及计算方法

针对油气井生产过程中固井界面微环隙的产生和发展规律进行仿真试验研究,并对套管-水泥环界面的黏结力进行测量,基于以上研究建立固井界面微环隙的理论计算方法。结果表明:套管内压过大导致水泥环产生塑性变形,套管内压减小时固井界面将受拉,实测固井界面存在数量级为0.1 MPa的黏结力,当界面拉力足以克服界面黏结力时,固井界面将会脱离产生微环隙;套管内压值越大,压力卸载后产生微环隙的机率越大,且微环隙尺寸越大;相同胶结质量下固井一界面比二界面更容易产生微环隙;理论计算结果与仿真试验结果具有较好的一致性。     

固井作业中关键技术研究

固井技术就是设法使水泥浆充满套管与井眼之间的环空。水泥硬化后,在井眼内形成承受一定液压的封隔能力,以防止环空内地层液体互窜。因为固井施工只有一次成功的机会,所以对固井应精心设计和施工。     

鹤岗煤层气固井顶替流态选择及压力计算方法

鹤岗煤层气井井身质量差,存在大段"糖葫芦"井眼,严重地影响了该地区固井的固井质量。针对这一难题,提出了塞流顶替固井技术。结合褐煤1井和3井测井数据,分析了固井过程中塞流和紊流的形成条件和判别标准,建立了不同浆体性能和不同流态下的循环压耗和环空压力计算模型,并计算了注、替过程中井底压力变化情况,确定注水泥和顶替过程中合理的顶替速度、排量。     

体积压裂过程中固井界面微环隙扩展的数值模拟

射孔完井作业中射孔会对水泥环完整性造成破坏,尤其是固井界面微环隙的产生,导致后续压裂过程中出现环空带压与环空窜流的问题。针对此问题,建立压裂过程中水泥环界面微环隙扩展三维模型,通过Cohesive单元损伤模型模拟固井界面在体积压裂过程中微环隙的扩展,对界面微环隙的扩展长度进行分析计算,研究不同参数对压裂过程中固井界面失封长度的影响。结果表明:适当降低水泥环弹性模量,提高水泥石与套管、地层的胶结强度有利于减小水泥环界面微环隙扩展长度,保证水泥环有效封固;研究结果能够对体积压裂条件下的水泥环封固性能进行评价和预测。     

考虑热固耦合作用的高温高压井井筒完整性分析

以高温高压井套管-水泥环-地层为研究对象,建立套管-水泥环-地层组合系统的热固耦合模型,结合边界条件和连续条件,得到相应的应力解析解,并与有限元结果进行对比,验证了解析方法的计算精度.通过分析热固耦合作用下的解析解和不考虑热载荷的解析解,发现热载荷对整体等效应力的影响较大.采用Mises、Drucker-Prager及Mohr-Coulomb屈服准则定义失效系数评价套管-水泥环-地层组合系统的井筒完整性.讨论了水泥环弹性模量、泊松比、非均匀地应力系数、地层温度、套管内压等参数对套管内壁、水泥环内壁及第一、二胶结面失效系数的影响.上述因素对套管内壁、水泥环内壁及第一、二胶结面失效系数均有影响;第一胶结面失效系数较高,对井筒完整性影响较大.     

高温高压气井预应力固井技术研究及现场实验评价

随着石油天然气资源开采规模的增加,油气资源开采难度越来越大,深井、超深井、复杂井、高难度井数量不断增加,固井难度也不断增加,固井质量和井筒完整性面临严峻考验。预应力固井技术作为一项与材料力学相结合的前沿技术,通过先期采用不同的方法对套管周向施加一定的预应力,保证套管刚性的条件下发生弹性变形,外作用力消失后可有效降低水泥环与套管之间微环隙的产生。本文开展了预应力固井技术的研究和现场应用试验,形成了一套适合高压气井的预应力固井工艺技术,总结出预应力固井技术现场施工方案、技术措施,形成了一套预应力固井技术和配套的地面施工工艺措施,用以提高固井第一界面的胶结质量,减少气窜的可能性。     

水平井小修作业二次固井技术应用

固井水泥对套管破漏、管外窜井进行二次固井是经济有效的措施。二次固井管柱多采用光油管直接将灰浆挤入固井井段,但是若管外窜槽位置与生产井段距离较近,该固井管柱则不能较好实现,需将二次固井井段下部油层以上封堵好,尽可能减少对生产井段的污染和对油井产能的影响。     

水泥返高以上套损井封堵工艺技术

随着油田开采时间的推移,由于受固井、采油、地质结构及套管腐蚀等因素的影响,造成部分油、水井套管破漏问题日益严重,使油水井不能正常生产。针对目前水泥返高以上套管封堵成功率低的现状,本文分析了影响套管封堵成功率低的原因,对套管封堵工艺进行了探讨,旨在提高认识,规范施工,提高水泥返高以上套管封堵一次成功率。     

提高固井胶结质量的薄圆环振动特性

为解决目前油气井固井胶结质量不佳的问题,根据薄板振动理论,提出了一种基于薄圆环振动提高固井水泥环强度和胶结质量的方法。通过对薄圆环的谐振频率进行理论计算和有限元数值仿真,结果表明薄圆环的谐振频率随着外径的变小而增大,随着厚度的增大而变大;谐振频率随边界条件的变化趋势为：内外固定>内固外简>内外简支;不同材料的谐振频率变化趋势为：结构钢>不锈钢>灰铸铁>铜合金;圆环开缺口后谐振频率变大,缺口个数越多、面积越大,谐振频率越大。理论计算与有限元数值仿真结果误差不超过5%,验证了有限元模拟结果的正确性,模拟结果可为套管外薄圆环振动固井技术提供理论指导。两口井现场试验结果表明,产层固井质量优良率达到92%。     

深水固井技术研究进展

深水固井技术是深水油气钻完井的关键技术之一,为促进深水固井技术的研究与发展,对深水固井所面临的问题进行了较全面的分析.在总结国外深水固井水泥浆体系、注水泥顶替技术、固井设备、固井工艺和水泥环长期封隔性能研究现状的基础上,指出深水固井技术研究应以固井体系设计简单和施工方便为前提、以"对环境友好"为原则、以水泥环实现长期封隔为目的.     

深水固井技术研究进展

深水固井技术是深水油气钻完井的关键技术之一,为促进深水固井技术的研究与发展,对深水固井所面临的问题进行了较全面的分析.在总结国外深水固井水泥浆体系、注水泥顶替技术、固井设备、固井工艺和水泥环长期封隔性能研究现状的基础上,指出深水固井技术研究应以固井体系设计简单和施工方便为前提、以"对环境友好"为原则、以水泥环实现长期封隔为目的.     

提高水平井固井质量的技术探讨

随着钻井技术的发展,为了切实提高油田开发的经济效益,水平井技术已经成为油气田开发的一种有效的手段,它是通过油层的泄油面积来提高油井产量的,对于低渗透油藏的效果尤其显著。水平井的固井是水平井钻井过程中的一个很重要的环节,其固井质量的好坏不仅影响到油气井的开采寿命,而且影响到油气采收率的提高。本文通过解决水平并固井过程中的套管下入的问题、水泥浆失水及析水的问题、套管居中的问题及清除岩屑床等问题,展开了对提高水平井固井质量的技术探讨。     

大斜度液压自动脱挂尾管悬挂固井技术

介绍了一种用于深井、大斜度井的液压脱挂尾管悬挂器的结构、工作原理、技术参数和技术特点及固井工艺。该型悬挂器能有效解决深井、大斜度井尾管固井座挂难、倒扣难、留水泥塞等技术难题,可实现双胶塞液压座封、自动脱挂、双胶塞碰压的连续施工,能够允许大幅度上提、下放、旋转套管。15口井的现场应用表明,该工艺可提高固井质量、节省钻井周期和成本、杜绝井下钻具事故,基本克服了其他各类型的尾管固井工艺缺点。     

固井注水泥过程计算机仿真

通过对注水泥动态过程的分析研究,建立了注水泥动态参数的计算模型,包括真空段体积、环空流速、井口压力、井底压力、观测点压力和返出排量等.利用Delphi编制了注水泥过程计算机仿真软件并现场应用,通过与现场实测数据对比,模拟结果与实测数据符合率很高,表明该软件可用来指导固井施工及辅助固井设计.     

宁东工区二级结构水平井固井工艺应用现状与分析

为进一步提高钻井效率,宁东工区二级结构水平井二开直接钻进至B点完钻,采用水平段下入筛管（或裸眼）＋套管的管柱结构,应用管外封隔器（或水泥伞）将水平段与A点上部地层分隔开来并通过分级注水泥器实现上部注水泥作业。该文通过6口井的应用实验,总结分析了该工艺技术的工艺难点,提出了提高二级结构水平井固井工艺可靠性的技术措施。     

泡沫水泥固井施工参数计算方法研究

在固井施工中,经常会在低压易渗、漏失或裂缝性等地层发生井漏事故,不仅污染了油气产层,降低了机械钻速,还相应地增加了钻井成本。泡沫水泥是一种超低密度水泥,作为空气钻井配套技术现已被国内外许多油田广泛使用在此类固井施工中。由于在泡沫水泥中含有压缩性气体,其中气体状态参数随井深变化,是环空压力、温度的函数,不宜使用常规固井理论进行计算。因此,根据泡沫水泥固井施工模型,利用水力学与热力学知识建立了相应的数学计算模型,在分析泡沫水泥密度和压力变化规律基础上,形成了适用于泡沫水泥固井施工参数的数值计算方法。阐述了泡沫水泥固井模型的建模思路和对应的求解过程,并通过实际算例分析说明了该方法的正确性和可行性,能够为泡沫水泥固井施工提供理论参考。     

固井滑套多级分段压裂完井水泥环对地层破裂影响研究

固井开关滑套多级分段压裂完井工艺是为解决胜利油田低渗透难动用储量和非常规油藏的新技术,在非射孔条件下水力能量是否能突破水泥环并成功压裂地层是该工艺面临的主要问题。通过数值模拟结合室内试验,评价该完井工艺中水泥环弹性参数的影响。研究表明,水泥环强度降低过程,储层井周地层最大主应力呈增大趋势,有利于岩石起裂。但增大滑套通道口与原始最大水平地应力间的方位角时,井周地层最大主应力会降低,降低了压裂的进程,使得井周地层应力处于临界应力状态。水泥环胶结强度的数值模拟研究表明一旦突破水泥环后,压开地层效果显著,水泥胶结强度的影响是可忽略的。室内实验证实固井开关滑套压裂完井工艺水泥环在较低的压力下即可破裂,对压裂时压开储层影响不大。研究结论对优化和改进固井开关滑套多级分段压裂完井工艺及其在低渗透储层油藏应用提供了理论支持。     

宁东油田ND61井钻井工程设计

ND61井是鄂尔多斯盆地宁东油田宁东25井区的一口水平井。由于该井所钻地层具有岩石水敏性强、易垮塌、岩屑床阻卡等特殊性,在钻进过程中易出现井漏、井塌、砂卡、气窜等钻井和固井难题,为此,根据ND61井邻井资料以及该井所钻地层的特点,针对这些问题,制定出一套完善的钻井工程设计,包括二开井身结构设计,井眼轨迹设计、钻井液体系设计以及固井设计等。通过施工钻探,该设计最终解决了研究区井漏、井塌、砂卡、气窜等问题,达到快速、安全、优质钻井和保护储层的目的。     

利用绕层固井装置提高页岩气井套管完整性

针对页岩气井多级压裂过程中断层滑移实际,设计一种可绕套变地质风险段的固井装置,采用Shell-Solid耦合方法建立套管剪切变形数值模型,计算剪切变形后套管内径沿轴向变化,并对比分析不同工程条件下常规固井与绕层固井的保护效果.结果表明:断层滑移后套管最小内径出现在套管滑移面附近,模拟形态与多臂井径和铅模测量形态较为一致...