【摘 要】
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目前四川盆地页岩气井在试油完井过程中多口井出现了套管变形损坏,结合套损现状,通过该地区页岩气井试油完井作业特点的分析,明确了储层改造是页岩气井试油完井期间生产套管变形损坏的重点环节.将页岩气井套损原因初步分为强度削弱和外载荷变化两种类型,前者包括弯曲应力、强度疲劳、套管损伤,后者包括井筒附近地应力变化、纵向地层变形差异的剪切作用和水泥环破坏后形成的局部应力集中.并建议下一步开展页岩地层套损定量分析
【机 构】
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中国石油川庆钻探公司钻采工程技术研究院 中国石油川庆钻探公司钻采工程技术研究院;国家能源高含硫气藏
【出 处】
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2014年油气钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展学术研讨会
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目前四川盆地页岩气井在试油完井过程中多口井出现了套管变形损坏,结合套损现状,通过该地区页岩气井试油完井作业特点的分析,明确了储层改造是页岩气井试油完井期间生产套管变形损坏的重点环节.将页岩气井套损原因初步分为强度削弱和外载荷变化两种类型,前者包括弯曲应力、强度疲劳、套管损伤,后者包括井筒附近地应力变化、纵向地层变形差异的剪切作用和水泥环破坏后形成的局部应力集中.并建议下一步开展页岩地层套损定量分析研究,为有效评价各种套损因素和制定套损对策提供参考.
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吉4H井是一口致密砂岩重点攻关井,采用套管滑套注水泥完井.该井完钻井深5350m,水平位移1005m,固井主要难点是保证水平井顶替效率和保持压裂条件下水泥环密封完整性.结合地质及工程特点,针对φ114.3mm油层套管固井技术难点,从地层完整性试验、井眼准备、扶正器方案设计、水泥环力学分析、水泥浆体系优选、流变性设计和顶替方案优化等环节采取了一系列技术措施并成功应用.现场固井施工结果与压裂作业表明固
固井水泥环作为井筒完整性第一道安全屏障,其质量严重影响气井的后期开采,其长期处于三轴复杂应力状态下工作.本文通过三轴实验发现:油井水泥石是一种压敏材料,围压作用能大幅提高水泥石的形变量,能大幅提高水泥石的强度.为准确描述水泥石在三轴作用下的特殊力学行为,本文提出了一种数学分析模型,该模型基于Weibull统计理论,从弹塑性损伤失效的角度出发,利用Mohr-Coulomb准则建立起细观与宏观的桥梁,
页岩层段井壁失稳问题是钻井工程中的难点之一,国内外学者在研究钻井液与页岩之间的化学势差和水化膨胀作用方面做了大量工作.但是,基于页岩本身结构特征,由于井下压力环境引起的页岩层膨胀应变规律则研究较少.为此,通过模拟井下压力环境,测量不同压力势差下垂直于页岩层理面和平行于页岩层理面方向应变的变化规律.结果表明,井底压力环境下页岩膨胀应变数值极小且存在明显的各向异性;页岩自身的层理结构特征,是不含膨胀类
煤岩割理、裂隙发育,胶结较弱,强度低,脆性大,在钻井过程中钻头机械碰撞等原因容易造成井壁部分崩落,井眼形状偏离理想的圆形,按照圆形井眼计算井周应力分布可能带来一定的误差.本文将真实井眼近似为椭圆形状,对井壁应力分布进行了计算,结合摩尔库伦准则预测井壁坍塌压力.以山西沁水盆地5＃煤储层为例进行了直井井壁坍塌失稳特性研究,结果表明与圆形井眼相比椭圆形井眼坍塌压力更高,且在一定范围内随着椭圆度的增大而进
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针对页岩气水平井固井面临的油基钻井液冲洗困难,水泥石力学性能要求高等技术难题,研究开发了洗油型冲洗隔离液及韧性水泥浆体系,初步开发出了水泥环力学完整性理论模型.洗油型冲洗隔离液综合性能良好,对油基钻井液冲洗效率高,且与油基钻井液及水泥浆相容性好;韧性水泥石在保证相对较高抗压强度的同时弹性模量可降低30％以上;水泥环力学完整性理论模型,有利于指导水泥石力学性能设计,减小微间隙的发生;提出了页岩气水平