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完井工程质量影响到油气井生产寿命和储层改造及开发措施的有效实施,是保障油气藏高效开发的前提。由于钻井、完井技术进步和成本控制原因,目前复杂油气藏井身结构已经大为简化,从增产措施、提高采收率技术应用、强化开采工艺和环境保护等方面,对完井质量提出了更高的要求。 良好的完井质量是油气田高效开发的前提,固井质量是完井工程的基础。在复杂油气藏开发中,气井、含高压油水层井、注水井、注汽并等,常出现固井质量问题。一旦出现固井质量问题,目前技术条件下几乎没有有效的补救措施,不能从根本上杜绝后期生产中可能出现的隐患。所以,对提高复杂油气藏完井固井质量的研究具有重要的意义。 针对复杂油气藏提高完井固井质量问题,在系统分析影响完井固井质量因素的基础上,对影响因素进行了层次分类;基于现场统计数据,建立了影响因素的分层次量化评价指标体系,建立了注水泥固井质量预测的模糊综合评价模型;应用层次分析法计算确定了影响因素的权重,并实际应用于围井质量的模糊综合评价,形成了实用计算机软件。对固井质量的准确预测评价,能为固井施工方案优化提供依据,为保障完并质量奠定基础。 通过低频振动处理水泥浆实验,研究了低频脉动参数对于水泥浆流变性、初凝时间、终凝时间、抗压强度、胶结强度等的影响,证实了低频脉动处理能够有效缩短水泥浆初终凝过渡时间、提高抗压强度和胶结强度、抑制气侵,为低频水力脉动固井技术合理脉动工作参数的制定提供了依据。 针对脉动处理水泥浆技术应用,建立了低频脉动在井筒环空流体中的传播衰减理论模型,并给出了适用于井下低频脉动处理水泥浆的脉动压力衰减计算实用修正模型,确定了主要影响因素,为井下发生方式脉动注水泥技术和地面脉动处理候凝水泥浆技术确定合理的压力波幅和频率提供了依据。 针对四川复杂油气田完并,给出了往复式井下低频脉动固井装置工作参数的理论计算方法;针对长井段复杂气藏两级尾管悬挂复杂井身结构完井,应用自激振荡理论,分析研究了低频大排量水力自激振荡装置的设计原理,确定了大排量低频自激振荡共振腔的合理匹配参数设计原则。并结合相关研究完成了两种低频脉动固井装置的设计、研制和现场应用。