颗粒群分形级配模型在水泥浆紧密堆积设计中的应用

来源 :中国石油学会2016年固井技术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiangjinsong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着固井材料科学的不断发展,按照材料学的方法和规律,来考虑固井材料的组成和水泥石的内部结构,以研发出满足如深水低温、高温高压等极端条件下的高性能水泥浆体系,已经成为固井的研究热点。在研究国内外颗粒材料紧密堆积理论的基础上,以Andreasen和Dinger-Funk等倡导的经典连续堆积理论为基础,同时利用颗粒群分形特征方程,建立适合油井水泥外掺料配比设计的颗粒群分形级配模型.给出了分形级配模型计算三元级配各组分配比的方法,形成了低密水泥体系的基础配方,并进行了室内评价;结果表明:该低密矿渣水泥浆体系在10℃/24h的强度达8MPa,10℃/48h强度达18MPa,水泥石具有较低的渗透率和孔隙度,验证了分形级配模型的合理有效性.
其他文献
南中国海某深水高压井钻遇了异常高压气层,地层孔隙压力大于上层管鞋的破裂压力,钻井液无法平衡地层压力,造成上漏下喷.经多次钻井液堵漏失败后,无法起钻,严重威胁井控安全.在负压力窗口和无法起钻的情况下,采用"防漏+快凝+自修复+缓凝挤堵"四段功能水泥浆技术和封堵工艺,带钻具注水泥塞,成功实现水泥浆对高压气层有效封堵的作业目的.本技术对负压力窗口的固井具有借鉴意义.
PH-ZG1井是东海首口超深大位移气井,完钻井深6866m,水平位移5350.49m.φ311.15mm井段裸眼长度3614m,井斜77°,稳斜段长度4969m,φ215.9mm井段裸眼长度1396m,存在多套煤层、易垮易漏、漏失压力低、井斜大、水平位移和裸眼段长等技术挑战.通过大量的实验评价,优选油基冲洗液配方;运用固井工程软件模拟技术,优选出扶正器加放、浆柱结构、排量计划等工艺参数,结合油基钻
针对西南油气田双探3井φ177.8mm和φ193.68mm复合尾管固井存在着井底静止温度高、封固段长、上下温差大、油气显示活跃、大段盐膏层、钻井期间漏失严重、钻井液与水泥浆污染严重、后期作业井筒内密度降低及温度升高易引起环空微间隙等难题,通过开展加重抗污染冲洗隔离一体化技术、大温差韧性防窜水泥浆技术、平衡压力固井及配套工艺技术等研究.解决了水泥浆与钻井液污染严重,提高了冲洗顶替效率,确保了固井施工
固井界面是水泥整体封固结构的薄弱环节,流体一般沿着界面处窜槽,甚至上窜至井口,为了消除微环隙与弱界面的影响,提高界面处的层间封隔能力,开展了提高油气井固井界面密封能力的技术研究,研制了以遇水膨胀橡胶为主要材料的固井界面增强工具.该工具通过橡胶吸水分膨胀,对界面水泥环产生接触应力,进而提高水泥环的封隔能力,在现场应用中取得了较好效果.
杏树岗油田浅层气储量丰富,以开采H34气层为主.由于埋藏浅、温度低、封固段短,气体易进入环空,形成窜流通道,固井质量难以保证.本文通过对防窜水泥浆研究,开发了低温下过渡时间仅8min、8h强度达到16.8MPa的低温防窜水泥浆体系,并应用提高界面胶结质量的多效前置液及配套工艺技术,有效解决了浅层气井易发生窜槽、固井质量差等问题,现场应用6口浅层气井,固井合格率100%,固井优质率达到83%.
川中G-M区块有12口井在钻完井期间B、C环空异常带压.从固井质量、水泥环力学完整性、管柱密封完整性三方面分析表明,钻完井期间环空带压主要原因是固井后井内压力大幅变化,水泥环力学完整性破坏,形成微环隙,次要原因是部分井须家河气体通过φ247.65mm套管的非气密封扣窜进B环空.通过针对性采取优化套管居中度及防窜工艺、完善微膨胀水泥浆体系、定型径向预应力固井技术、保证井眼质量及套管螺纹密封质量等预防
塔里木盆地库车山前井普遍存在地层压力窗口窄的问题,固井施工参数及浆体性能设计受井漏限制,不能很好地满足高顶替效率施工的要求,在固井过程中易出现井漏、混窜,影响固井质量.针对这种情况,采用双凝双密度特殊浆柱结构设计,增大浆体密度差梯度,减少井漏风险,提高顶替效率.同时,利用专业固井软件对特殊浆柱结构设计下的浆体顶替情况进行模拟分析,并开展水泥浆间不同比例的混窜对浆体性能影响研究.结果表明,特殊浆柱结
克深905井是克深气田克深9井区中部的一口开发评价井,四开钻至库姆格列木群膏盐层低界,进行尾管固井,井深7368.2m,井底静止温度164℃,压力180MPa.在钻进过程中发生溢流、井漏等复杂情况,通过控压放水措施降低了地层孔隙压力,解决了压力安全窗口窄的问题;为保证固井质量,防止井漏发生,设计了能够压稳地层密度为2.58g/cm3抗高温水泥浆,固井全程采用塞流注替;对现场泵压与返出量进行了实施监
河南油田稠油热采井因加砂水泥石高温强度衰退造成的套损井占套损井总数70.13%,新型耐高温固井材料体系的研发将有助于解决这一技术难题.室内研究表明,该材料体系工程性能优异,50℃水养1d的抗压强度较G级加砂水泥石提高189%,300℃水热养护70d抗压强度不衰退(较G级加砂水泥石提高74%),渗透率低,且不改变现有固井施工工艺.三个不同稠油区块6口井的现场固井试验证明,固井质量合格率100%,CB
文中针对油气井固井用自愈合水泥评价方法存在的重复性差等问题,基于溶液的电导率原理,提出了评价自愈合水泥自愈合能力的评价方法,并研制出了相应的评价装置.模拟实验结果表明,利用该装置评价水泥体系自愈合能力的方法简单易行,可靠性好.