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提高水泥环第二界面胶结质量的固井技术

1引言固井工程是钻井完井工程中的一个重要环节,油气井固井质量是保证油气井寿命,提高采收率以及合理开发油气资源的关键性技术之一。随着油田开发的深入,各油田部署开发调整井的数目逐年增加。根据对各油田的实际资料统计来看,部署开发调整井的油区一般都进入了注水开发阶段。注水开发改变了地层流体的性质和流态,对地层岩石的强度、应力等物理特性产生了影响,导致钻井井身质量不高,油井固井质量下降,特别是第二界面的固井质量严重下降。如何提高油田调整开发井第二界面的固井质量是目前油气井工程面临的突出问题。本文在分析影响第二界面的固井质量的基础上,进一步介绍旋流发生器固井工艺在提高固井第二界面质量方面的重要意义。2影响固井第二界面胶结质量的因素2.1地层特性地层特性包括地层岩性、地层压力、地层流体特性等。地层岩性影响水泥与地层界面的胶结能力,从而直接影响第二界面的胶结质量。注水开发紊乱了原有的地层压力体系,地层压力的不确定性影响了水泥浆体系的性能、结构及...  (本文共5页) 阅读全文>>

《石化技术》2018年07期
石化技术

提高水泥环第二界面胶结质量的固井技术

目前,在石油开采工程中,关于如何有效提升水泥环第二界面胶结质量的固井技术已经成为需要迫切解决的一大难题,所以,本文站在提高水泥环第二界面胶结质量的固井技术的角度对相关问题展开分析,并提出一些解决措施。1固井第二界面胶结质量的定义及重要性1.1定义在完井作业过程中,一般情况下,将固井液固化物或者水泥环与套管之间的胶结面称为固井第一界面,将滤饼与固井液固化物或者水泥环和井壁的胶结面共同形成的复合胶结面叫做固井第二界面。其中,固井第二界面封固系统包含四个部分,分别是井壁、滤饼、死泥浆以及水泥浆。1.2重要性当固井作业施工完成后,影响采收率以及油气井使用寿命的主要因素就是第二界面胶结质量,如果第二界面胶结质量不好,就会使得固井第二界面封固系统失败,并在投产之后引发层间窜流问题,继而井口会冒油冒气,大大降低油气产量,为地下水源带来严重的污染威胁,损坏套管,给油气田的开发形成不利影响,严重时可能会危及到员工的生命安全;如果第二界面胶结质量良...  (本文共2页) 阅读全文>>

《石油钻探技术》1990年10期
石油钻探技术

提高水泥环第二界面胶结质量的固井技术

苏北小油田地处水网交错的苏北平原,油藏底水发育,地层渗透率高,固井后水泥环第二界面胶结质量差(合格率不到40%),易发生层间串通,造成油井产量低、含水率高。近年来,经过科研攻关,该油田采用了膨胀水泥、高效前置液、泥饼刷等固井技术措施,水泥环第二界面胶结质量显著提高,并取得了明显的经济效益。一、影响因素分析苏北小油田多年的固井实践表明,影响其水泥环第二界面胶结质量的因素主要有四个方面:1.地层特性地层特性是影响水泥环第二界面胶结质量的一个重要因素。苏北地区储层渗透率高,地层水活跃,水泥浆凝固过程中地层流体受到侵污,从而影响了水泥石与地层的胶结强度。2.井眼状况由于钻井过程中多种因素的影响,井眼的横剖面呈不规则的椭圆形或葫芦形,纵剖面呈锯齿形,如果还存在几个大肚子冲蚀井段,不管顶替排量多大,都很难将其中的泥浆驱替干净。另外弯曲井眼中套管不易居中,极大地改变了顶替过程中环形空间的流速分布,增加了驱替窄边泥浆的难度。而这些残留的泥浆往往...  (本文共2页) 阅读全文>>

《钻采工艺》2009年05期
钻采工艺

影响水泥环第二界面胶结质量的因素分析

固井作业是油气井钻井工程的重要环节之一,油气井固井的第二界面是一个变化极大的界面,水泥环第二界面往往是发生油气水窜的薄弱环节,固井第二界面实际上是固井液的固化物与井壁表面形成的滤饼的胶结界面和滤饼与井壁形成的胶结界面两个胶结界面形成的复合胶结界面,其影响因素很多[1]~[3]。本文对影响固井第二界面胶结质量的因素进行综合分析,为改善第二界面胶结质量,提高固井质量提供一定的依据。一、地层条件地层条件主要包括井壁岩性、地层压力、地层温度、地层流体等条件。地层压力和温度影响水泥浆体系性能、平衡注水泥施工参数等。地层流体在水泥浆候凝过程中影响优质水泥环的形成,影响封固质量。朱江林等人[4]采用自行研制的高温高压固井质量评价仪模拟高温深层井段不同孔隙度与渗透率的砂岩与泥岩,研究了水泥与不同岩性地层胶结性能。研究结果表明水泥与泥岩、砂岩地层的胶结强度随孔隙度与渗透率的增加而下降;在高压常温环境下,水泥与砂岩的胶结强度要低于水泥与泥岩的胶结强...  (本文共5页) 阅读全文>>

《科学技术与工程》2016年19期
科学技术与工程

热交变压力下水泥环界面微间隙产生机理研究

中国石油科技创新基金研究项目(2012D-5006-0303)资助页岩气储层具有低孔隙度和极低的基质渗透率特征,需要经过压裂改造方能增产[1]。目前,页岩气井的压裂改造过程中需要对10余段井段分别进行射孔和储层改造;且单段射孔段较长、改造规模大。对于井筒来说,尤其是位于产层段中上部以及产层段射孔顶界以上的井筒,将会持续、反复地经历温度、压力的变化[2—4]。井筒内温度以及压力的剧烈变化会引起套管水泥环系统的变形,从而诱发环空微间隙的产生。当固井界面存在微间隙时,就可能发生环空气窜,导致套管间环空带压,一旦压力超过套管的抗压或抗挤强度,就会导致套管损坏,严重影响油气井正常生产,对油气井井筒完整性造成极大的危害[5]。前人在对微间隙产生规律的研究中发现:交变压力下水泥环发生的塑性变形是导致固井界面微间隙产生的主要原因[5,6]。但是却忽略了压裂施工过程中井筒内温度变化对水泥环界面的影响。为此笔者基于热力耦合的方法,建立了套管-水泥环...  (本文共6页) 阅读全文>>

东北石油大学
东北石油大学

水泥环力学变形规律及其对结构完整性的影响

油气井、储气库注采井等生产过程中,井筒的完整性,尤其是水泥环的结构完整性对于保障生产安全占有至关重要的地位。论文在研究水泥环变形规律的基础上,建立三轴压缩条件下水泥环的理想弹塑性模型、线性硬化模型、非线性弹塑性变形模型三种力学本构方程,针对蠕变非均匀地应力条件,利用套管-水泥环-地层组合体力学模型,分析了不同变形规律的水泥环的在加载、卸载过程中对组合体力学完整性的影响;为合理评价组合体力学完整性、选择水泥环力学参数、指导水泥浆体系的设计提供了基础。研究结果表明,水泥环的理想弹塑性、线性硬化以及非线性弹塑性变形三种本构关系对水泥环界面应力有不同的影响。在相同参数条件下,在水泥环未屈服时,三种本构关系的水泥环的应力基本相同,而在水泥环屈服后,加载时非线性弹塑性变形本构关系的水泥环界面接触应力、Mises应力、周向应力和剪切应力最高,容易发生压缩、拉伸和剪切破坏;压力卸载后,理弹塑性本构关系的水泥环界面各项应力最小,容易发生界面撕裂。...  (本文共55页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北石油大学
东北石油大学

套管内载荷作用下水泥环力学性能分析

油气井及储气库井套管试压、压裂及反复注采气等生产作业时,固井水泥环及其胶结界面会受到应力作用而产生变形甚至发生破坏,影响水泥环的封固效果。水泥环及其胶结界面在作业加载、卸载过程中同时受到压缩应力、拉伸应力及剪切应力等复杂应力的作用。蠕变地层、弹性地层和刚性地层具有不同的应力变形特征,增加了套管-水泥环-地层组合体完整性分析难度。本文根据不同地层岩石的变形特征,建立了不同地层条件下套管-水泥环-地层组合体的力学模型;建立了水泥环结构完整性评价准则;分析了加载、卸载过程中蠕变地层、弹性地层和刚性地层的应力应变特点对水泥环界面应力的影响规律;为合理选择水泥环力学参数、指导水泥浆体系的设计提供了基础。研究结果表明,蠕变地层、弹性地层和刚性地层对水泥环界面应力的影响不同。在井口部位,在相同参数条件下,弹性地层和蠕变地层中水泥环应力是相同的,而刚性地层井口部位水泥环接触应力较大,易发生屈服和界面撕裂。在井下,蠕变地层中地应力较大时,水泥环承...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>