使用套管扶正器提高固井质量

使用套管扶正器,可减少套管磨损,使套管居中,提高固井质量。文中介绍了API规范的套管扶正器:弓型弹簧扶正器、螺旋弹簧扶正器、钢性套管扶正器、带涡流片套管扶正器、尾管扶正器的使用情况,提出了对安装套管扶正器的建议。     

套管粘砂提高固井质量的机理探讨

简要阐述了国内外套管粘砂的发展及其现状，分析了套管与水泥环间胶结强度的影响因素，对应用套管粘砂提高固井质量的机理以及胶结剂的选用进行了探讨。     

套管固井质量问题及对策分析

从油田现场反应的情况出发，对调整井固井，尾管固井，大位移井套管固井和其他固井的质量问题进行了分析，针对各种问题产生的原因，提出了相应换解决办法。     

双层套管固井质量控制与评价方法

通过地面模拟试验研究和现场施工对比分析验证，找出双层套管固井质量控制规律和评价方法，从而解决了φ１３９．７ｍｍ套管内下φ１０１．６ｍｍ套管固井质量控制与评价的难题，对新开发井局部双层组合套管固井和老井悬挂小套管完井质量控制及评价，也具有借鉴指导作用。     

套管表面润湿性对固井界面胶结强度的影响

油基钻井液黏附使套管表面变为亲油性,影响固井界面(套管与水泥环)胶结强度。通过测定不同润湿性的套管与水泥环的胶结强度,探究了套管表面润湿性影响界面胶结强度的规律,结合原子力学显微镜分析了其影响机理;同时研究了表面活性剂类型、浓度及温度等因素对套管表面润湿性的影响。结果表明:随表面活性剂浓度的增加,套管表面亲水性增强,阴离子型表面活性剂LAS效果最好;通过表面活性剂的乳化增溶作用,套管表面黏附的大部分油膜被携带走,从而使亲水性套管表面裸露出来。胶结强度随套管表面亲水性的增大(水在其表面接触角的减小)而增大,在接触角62°~63°时出现突变;随LAS浓度的增大接触角呈降低趋势,当LAS浓度小于5 g/L时,接触角减小较快,当LAS浓度大于20 g/L后,接触角几乎不变,LAS加量应在20 g/L以内。此外,温度对LAS润湿反转能力有一定的促进作用。     

套管粘砂提高固井质量的机理探讨

简要阐述了国内外套管粘砂的发展及其现状 ,分析了套管与水泥环间胶结强度的影响因素 ,对应用套管粘砂提高固井质量的机理以及胶结剂的选用进行了探讨     

大口径套管固井的新方法

目前,国内外使用最广泛的大口径套管固井的方法是插入式内管柱固井方法。采用这种方法,可以节约水泥,减少套管内的水泥浆与钻井液的混窜,从而达到提高固井质量的目的。     

固井振动器套管内振动对水泥石强度影响试验

为改善调整井固井质量,开展了固井振动器套管内振动技术研究,阐述了Φ139.7 mm套管固井振动器系统,同时开展了振动器套管内振动对水泥石强度影响的试验研究。固井振动器系统主要由地面控制单元、传输电缆、电缆接头和固井振动器等组成,固井振动器振动波穿过钻井液和套管作用于水泥浆,从而改善水泥浆的水化性能。通过室内模拟试验,测得了振动器振动对水泥石抗压强度、第一界面和第二界面胶结强度的影响,试验数据表明水泥石抗压强度提高11.50%~23.32%,第一界面胶结强度提高19.37%~32.55%,第二界面胶结强度提高7.62%~16.90%。试验结果为固井振动器的现场应用提供了理论依据。     

有段长约束的套管柱强度优化设计

为了实现套管柱强度的优化设计，在定义了套管有效工作井段的概念，分析了不同种类套管进行连接的条件之后，将这一设计归结为有段长约束的套管柱强度优化设计问题，并指出求求解的困难所在，在此基础上，结合人国智能树图的广度优先方法，建立了套管柱强度优化设计的树图搜索逻辑运行框图，编制了相应的软件，从而实现了有段长约束的套管柱强度计算机辅助最优化设计。     

固井缺陷对磨损套管抗内压强度的影响

套管磨损和固井缺陷是钻井过程中必然存在的现象。应用相似准则设计出磨损套管的相似模型,对不同固井质量缺陷和不同磨损情况的套管进行组合实验,将实验结果与有限元分析相结合来研究模型套管在不同固井缺陷和不同磨损量下的抗内压强度。将模型套管推广到原型,利用有限元方法分别计算了水泥环—套管—地层系统在不同水泥环缺失范围、不同套管磨损程度下的抗内压性能。研究结果表明:当水泥环有缺损时,不但不能增强套管的抗内压能力,反而降低了套管的抗内压强度。水泥环的缺失范围越小,应力集中现象越严重。     

提高φ139.7 mm套管开窗侧钻固井质量的途径

断块油气田区块碎、连片性差、死油区多,套管损坏严重,利用开窗侧钻技术可解决油田开发中套管损坏的难题.研究开窗侧钻井固井质量,对提高油气开发效果、延长油井的使用寿命、降低成本,具有重要意义.通过改进完井液及水泥浆性能并优选配方、采取套管扶正技术、尾管柱优化设计、环空加回压技术、裸眼段扩孔技术、套管旋转固井技术等,解决φ139.7 mm套管开窗侧钻固井质量问题.中原油田自2000年全面实施套管开窗侧钻技术以来,完井固井工艺得到了完善,取得了较好的效果,累计施工267口井,成功率98.5%,井身质量和固井质量优良率均超过80%.累计增油约16×104t,经济效益显著.     

双层套管SGDT固井质量解释方法

俄罗斯原有的水泥密度套管厚度仪(SGDT)固井质量解释方法仅适用于单层套管的水泥充填状况评价,无法对双层套管固井作业的测井资料进行定量评价。针对Φ244.5mm外管内下入Φ139.7mm套管的双层套管固井结构,在统计分析62口井的双层套管SGDT实际测井资料的基础上,采用多元非线性回归方法,研究内层水泥密度、外层水泥密度、井内流体等因素与测井响应之间的关系,得到计算内层套管水泥密度的解释新模型。通过对实际测井资料的处理,验证了解释模型的正确性。     

旋转套管对固井质量的影响

运用定常不可压缩流体的Ｎａｖｉｏｕｒ－ｓｔｏｋｅｓ方程确定了偏心环空的速度分布。给出了影响固井质量的两个体积──近壁滞留体积和窄边滞留体积计算公式。探讨了旋转套管时的顶替机理。经现场９口井检验，旋转套管固井质量令人满意。     

页岩膨胀应变及固井质量对套管变形的影响研究

威荣地区页岩气井套管变形问题突出,但目前引发该区域套管变形的机理尚不明确。该文基于页岩理化性质,分析了页岩膨胀应变对套管应力的影响,研究了考虑页岩膨胀应变条件下的固井质量与套管变形的关系。研究表明:威荣地区页岩呈硬脆性,力学强度高,水化后强度变化不明显;页岩膨胀应变及固井质量的综合作用对套管应力有明显影响,当水泥环缺失及存在微环隙时,能为膨胀应力提供足够的释放空间,降低套管应力,当膨胀应力不能被充分释放时,需尽量保证井筒组合体结构的完整性。高密度射孔对膨胀应力的释放具有积极效果,在合理的射孔参数条件下开展高密度射孔作业是预防套管变形的有效措施之一。该研究为同类页岩气藏套管变形机理研究提供了参考。     

射孔对套管强度的影响研究

针对油田射孔段套管损坏严重的问题，采用有限元分析软件，按照平面问题，以实体建模的形式，研究了射孔对套管强度的影响。明确了射孔直径、密度及相位等与套管强度的关系。指出射孔段应采用加厚套管，提高屈服强度30％左右，才能满足生产的需要。     

磨损套管抗挤强度计算模型

套管磨损后其承载能力降低,因此对磨损套管进行抗挤毁能力预测或评估就显得尤为重要。采用数值模拟和实物试验相结合的方法,系统分析了磨损套管的挤毁失效机理、影响抗挤强度的因素及影响规律。分析得出,月牙形磨损套管的挤毁属"三铰"失稳,严重磨损处首先屈服进入塑性区并产生很大变形,从而导致整体结构发生弹塑性失稳。磨损套管的抗挤强度随剩余套管壁厚、磨损半径和轴向载荷分别呈指数、幂函数和线性函数式变化。以此为基础,从未磨损套管实际抗挤强度计算入手,建立了完整的磨损套管抗挤强度计算模型,并对模型进行了试验验证,试验结果表明,模型计算值与试验实测值的相对误差在5%以内。所建立的磨损套管抗挤强度计算模型可用于磨损套管和未磨损套管抗挤强度的预测和评估。      

套管水泥环刚度与强度对抗挤性能影响分析

油气井固井水泥环的作用就是减小和改善套管的受力状况，延长套管的使用寿命。套管水泥环组合体在一定的外挤压力作用下，均有可能进入屈服状态或发生强度破坏，而水泥环弹性模量、泊松比及其几何参数均表现为组合体刚度对抗挤性能的影响，所以在套管抗挤性能分析中，应该同时考虑组合体刚度以及套管、水泥环的强度对组合体抗挤性能的影响。文章根据厚壁筒弹塑性力学理论，建立了组合体刚度以及套管、水泥环强度对抗挤性能影响的控制方程，揭示了套管、水泥环强度及组合体刚度对抗挤性能的影响规律，得到套管水泥环组合体抗挤性能控制图。在均匀外挤压力作用下，套管、水泥环的强度将确定组合体抗挤性能的刚度控制区，在组合体刚度控制区内，水泥环对套管抗挤强度的提高程度取决于组合体刚度控制线斜率，在套管钢级和壁厚一定条件下，提高水泥环材料弹性模量，增大组合体刚度控制线斜率，可以提高套管水泥环组合体的抗挤性能。     

Tesco旋转套管固井工艺和应用评价

旋转套管固井是钻完井作业中提高套管固井质量最有效的手段之一。介绍了Tesco顶驱旋转套管固井工艺以及地面配套设备和井下套管固井附件; 描述了Tesco旋转套管固井工艺在现场的施工。对采取常规固井方式的井和采取Tesco旋转套管固井工艺的井进行了固井质量的评估和对比,与常规固井工艺相比,旋转套管固井工艺在定向井和水平井中具有提高固井质量的优势。建议我国加快技术研发,尽快掌握旋转套管固井技术,提高固井质量。     

纤维水泥改善固井质量研究

随着钻井地质条件的日趋复杂,钻井新技术不断发展,对固井技术的要求日益提高,同时固井质量问题也越来越突出。进行了固井质量的影响因素分析,提出了提高固井质量的措施,并针对性地进行了纤维水泥浆体系研究,分析了纤维改善固井质量的机理。研究结果表明,随着纤维产量的增加,水泥石的体积收缩率减少,最大相对体积收缩率下降了38.3%;纤维的加入可以有效地提高水泥石的界面胶结强度,且存在最佳掺量。本试验条件下,纤维的最佳掺量为0.05%~0.075%。