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注水泥过程中的U型管效应

固井注水泥过程中注入的各种流体(水泥浆、隔离液、前置液、替泥浆等)及原浆的密度是各不相同的,当这种密度差使得管内外液柱压力不相等时,就会出现所谓的u型管效应,即当管内液柱压力大于环空压力时,返出排量将大于井口注入排量,并在管内井口处出现真空段。之后,若环空液柱压力逐渐大于管内压力,则真空段逐渐减小直至完全消失,此时返出排量又等于注入排量。这种客观存在的u型管效应可能给固井施工带来一系列危害。例如,由于环空返出排量可能大于也可能小于注入排量,所以不能保证环空各部分水泥浆的流态自始至终都是紊流,不能保证其流速都大于所需的临界值,因而固井质量难以保证。另外,若环空返速过大,所增加的环空摩阻压降有可能使套管鞋附近的薄夭然气1 993年11月弱地层发生破裂。因此应采取措施减小U型管效应。 近年来,国内外开始重视对U型管效应的研究,本文在有关文献的基础上,全面考虑u型管效应的影响因素,建立模拟注水泥过程的数学模型,以期全面地掌握注水泥的全过...  (本文共5页) 阅读全文>>

西南石油大学
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水平井注水泥流动过程计算研究

传统注水泥设计的计算部分如泵压、循环压耗等,由人工计算足以胜任,但涉及到U型管效应等动态的复杂计算时,纯人工计算工作量巨大,结果误差大。选用合理准确的计算模型,使用计算机技术对注水泥的整个流动过程进行研究,不仅能得到更精确的计算结果,且能对整个注水泥过程进行预测与计算,为安全、高效、可控的注水泥施工作业提供了依据。在整个注水泥流动过程计算中,选择合理的注水泥顶替效率计算模型及U型管效应计算模型是其重要部分。水平井注水泥作业中,提高注水泥顶替效率是提高固井质量的前提。目前对于水平井顶替效率研究的主要手段有施工现场的数据统计及室内实验,水平井顶替效率的数学模型研究还不充分。为了定量研究水平井注水泥顶替效率的影响因素,为室内实验及现场固井施工提供指导性建议,提高固井质量,降低室内实验及固井施工成本,本文针对水平井,应用微元分析法对钻井液微元体进行受力分析,根据注水泥过程中钻井液被驱替达到稳定状态时的平衡条件,建立了水平井偏心环空中钻井...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南石油大学
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固井溢流监测方法研究

随着经济的高速发展,国内外对石油、天然气的需求和依赖急剧增加,世界各国都在加快油气勘探开发速度,油气开采向着复杂地层迈进。对于复杂地层固井作业,在压力的诱导下极易发生溢流,同时,注替施工中过高的施工压力,也有可能导致井下漏失。所有这些情况都有可能引起固井作业失败,给固井施工安全带来了非常大的隐患。因此,为了保证固井施工作业安全,提高固井质量,需要对固井过程进行实时的监测和分析,掌握井下动态情况,判断井下溢漏情况,以便及时的调整施工方案,保证固井施工作业的顺利完成。本文针对固井溢流监测的特点,提出了固井溢流监测的新方法,成功解决了固井混浆返出不能计量和U型管效应出现时溢流情况难以判断的难题。该方法采用两个标准罐交替计量出口返出流体体积,对比实际监测的出口返出量和模拟计算的出口返出量来判断溢流情况。根据现场实际情况,优选性能优良的传感器实时采集井口压力、流体注入排量、流体密度和标准罐液面高度,并通过无线传输盒传输,计算机通过主节点接...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南石油大学
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超深井固井中套管受力研究

本文属于中石油川庆钻探井下作业公司“井下工具管柱力学分析及应用软件研究”项目的部分研究内容。随着超深井越来越多,且超深井具有的管柱长、悬重大、压力高、流动段长的特点。使得套管在浅层井中一些不存在的安全性问题和失效问题不断增加,影响超深井固井安全、经济施工。目前主要采取全井段固井和尾管固井两种方式。通过测量仪器或直接实验的方法来直接判断超深井固井管柱安全性问题很困难,目前最有效的途径是通过不同工况下固井管柱受力特点,建立准确的力学模型和数学模型,应用软件模拟计算成为最有效的方法和手段。本文通过对国内外大量的文献调研、收集和阅读,分析了该领域国内外的研究现状,同时讨论了目前超深井固井管柱力学安全性评价存在的问题,提出了本文主要研究内容和研究思路流程。其主要成果和研究内容如下:(1)完井管柱长、“U”型管效应明显、流速不稳定等特点对超深井固井管柱受力影响明显。综合考虑管柱重力、各种摩擦力、内外流体压力、井眼轨迹、“U”型管效应等因素,...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

《天然气工业》2013年05期
天然气工业

油气井注水泥顶替机理研究进展

油气井固井是钻井过程的最后一道工序,是衔接钻井和采油的关键过程,固井是采用向环空注水泥的方法把裸眼井段内下入的套管串与地层之间进行有效的封闭[1]。现场施工表明,地层封隔失效的关键因素是水泥浆没有完全替净钻井液,在套管与井眼之间的环空间隙内形成了连续的钻井液窜槽。水泥浆替净环空内的钻井液是保证固井质量的先决条件,但两相流体之间的顶替过程却非常复杂:注水泥顶替不能仅从两种液体之中任何一种液体的流速分布,就直接得出两种液体之间分界面的分布情况,它还与流体性能(流变特性和密度)之间的相互匹配、流体之间的相对流动状态以及流体混合时的相互反应等因素密切相关。另一方面,随着钻井技术的发展和油气勘探开发的需求,大斜度井和水平井逐渐取代直井成为主流井型,但大斜度井和水平井内的流体受力条件与直井不同,造成不同井型的注水泥顶替机理存在一定区别,致使直井所采用的一些顶替参数设计依据不适用于大斜度井和水平井。国内的注水泥顶替理论研究基础相对薄弱,发展缓...  (本文共8页) 阅读全文>>

《石油钻采工艺》1999年05期
石油钻采工艺

新型液压分级注水泥器

分级注水泥技术,是目前石油工业普遍采用的一项固井工艺技术。它主要用于解决渗透性地层及低压油气井固井漏失问题;深井及超深井固井中水泥封固段长、水泥浆量大、施工时间长、中途稠化时间长影响施工的问题;解决高温差及高温梯度井固井问题;减少水泥浆失重造成的危害;减少气侵危害,提高固井质量;降低水泥浆液柱高度,减少注水泥作业对储层的伤害。但国内分级注水泥工具──分级注水泥器与国外同类产品相比还存在一定差距,因而,海洋石油总公司和塔里木、长庆等油田都使用国外产品。基于此原因,经过反复酝酿和研究,研制出SJ—1型液压分级注水泥器,经地面试验和3口井的井下试验均获得圆满成功。一、结构特点SJ—1型液压分级注水泥器结构简图如图所示,它主要由分级箍及3个专用胶塞等组成。分级箍主要由外套、上内套、下内套、上芯、下芯及剪销等零部件组成;3个专用胶塞为下肢塞、打开塞和关闭塞。与国内同类产品相比,其结构特点如下:1.分级箍外径减至套管接箍外径,便于下套管作业...  (本文共2页) 阅读全文>>

《天然气工业》1960年50期
天然气工业

漏失井注水泥工艺

漏失井注水泥工艺李毅,柳世杰(四川石油管理局井下作业处)摘要在油气田的勘探、开发中,常遇到一些低压易漏层,漏失井注水泥是在并下地层漏失或易漏失的情况下进行的固井作业。它具有水泥浆易漏失,导致对产层的损害;液柱压降引发井涌或井喷;水泥浆返高不够,不能封隔目的地层的特点。因此只有采取相适应的配套技术,才能确保漏失井注水泥的成功。文中介绍了在现场实际中针对不同情况的井下漏失,漏失井的特点,要求,注水泥的技术关键,固井设计,注水泥方案,水泥浆体系设计的选择。对提高漏失井固井质量有一定的指导意义。主题词钻井,漏失层,固井,注水泥,技术CEMENTINGTECHNOLOGYFORABSORPTIONWELLS¥LiYi(DownholeOperationDepartmentofSichuanPetroleumAdministration),LiuShineAbstract:Cementingisakindofwellcementingope...  (本文共5页) 阅读全文>>