泥页岩层不规则井眼环空注水泥顶替理论与技术

泥页岩层油气井井眼往往不规则,固井注水泥环空顶替效率低,严重影响着固井质量。目前国内外对之研究非常少,缺乏成熟的理论与技术。对井眼不规则影响固井质量的原因进行了分析,提出了有效解决不规则井眼环空钻井液在作业允许范围内被有效"替净"问题关键在于掌握不规则井眼几何形状及其与井斜角、套管偏心度、浆体性能、施工排量、旋流强度等对顶替界面的稳定性的影响规律; 在不规则井段,顶替液对被顶替液的作用机制,涡流强度与"替净"之间的关系,被顶替液的涡流结构变化规律等,亚滞留钻井液( 暂存于不规则段但能够不断流出的钻井液) 进入下游的扩散与迁移规律。因此,重视对不规则井眼固井环空顶替理论与方法前瞻性的研究具有重要意义。     

在旋流扶正器作用下环空流场旋流衰减规律研究

在油气井固井注水泥顶替技术中，传统的一维轴向流顶替方式不能有效替净环空被顶替液；而使用旋流扶正器不仅提高套管居中度，还能使环空流体改变流速剖面而做螺旋运动，这使轴向驱替的同时增加一周向剪切驱动力，从而有利于将环空窄间隙滞留泥浆和井壁附着虚滤饼驱替干净,提高固井质量。文章对旋流扶正器本身结构、流体性能、施工排量与旋流发展之间的关系进行了较为全面的研究，研究得出的旋流周向速度的经验公式，计算精度较高，对计算边壁剪切应力，设计旋流扶正器的间距具有重要的意义。     

旋流扶正器作用下环空螺旋流场压降研究

在油气井固井注水泥顶替技术中，使用旋流扶正器不仅可提高套管居中度，还能改变环空流体流速剖面，使流体做螺旋运动，螺旋顶替方式有利于将环空窄间隙滞留泥浆和井壁附着虚滤饼驱替干净，从而提高固井质量。液体螺旋流动方式改变了轴向流场压降的分布规律，展开螺旋流场压降的研究对注水泥安全施工有着重要意义。文章在实验的基础上，推导出了环空螺旋流场压降的计算公式，实验结果表明：环空螺旋流场的压降呈非线性衰减，且在同等条件下大于一维轴向流场的压降值，注水泥施工设计时应对其予以足够重视。     

油气井固井注水泥顶替理论与技术综述

油气井固井要得到好的固井质量,必须充分“替净”.传统的顶替方式为轴向一维顶替,该顶替理论研究获得一系列成果,较为完善.但因一维轴向顶替自身的缺点,难以将近壁泥浆、虚泥饼驱替干净,对变径井眼造成的回流更是无能为力.使用螺旋流顶替理论上能克服这一缺点,大大改善顶替效率.但此项技术起步较晚,研究成果很少,理论很不完善,从而使其应用受到限制.叙述了两种顶替理论的研究成果及各自存在的问题,以求为今后的研究提供思路.     

川西深井尾管固井技术探讨

随着川西地区勘探开发井的深度不断加深,将面对更加复杂条件下的固井,其中深井固井中的尾管固井是我们面对的突出难题。为了解决深井尾管固井的难题,主要从井眼准备、下套管作业、前置液设计、水泥浆设计、顶替设计、旋转尾管设计等方面进行了探讨以达到提高深井尾管固井质量的目的,在上述理论的指导下,现场施工的新501井、新206井等的尾管固井均达到优良。     

螺旋流顶替技术在川西水平井固井中的应用

川西沙溪庙组气藏储量丰富,因气藏为致密砂岩,直井采收率低.为此,针对前期水平井固井质量较差这一难题展开了专项研究.通过分析,提出了水平段使用双弓弹性扶正器和旋流扶正器交替组合来提高套管居中度,并在平衡地层压力的前提下尽可能地提高排量循环洗井,实现螺旋流顶替,提高旋流扶正器的导流效果;合理使用固井液浆柱结构,选用合适的水泥浆体系,优化水泥浆性能等措施来提高水平井固井质量.通过在川西沙溪庙组17口水平井固井中的实践验证,证明上述技术的综合应用是可行的.     

油气井固井水泥混浆段声学特性分析

套管、水泥环、地层3介质的声学特性是影响声波水泥胶结测井结果的关键因素。井下水泥环形成后,分为纯水泥段和水泥浆与隔离液或钻井液的混浆段。以油气井水泥混浆段为主要研究对象,提出利用超声波测试与孔隙度测试等为实验手段,分析了混浆段的声学特性及其形成机理。结果表明:水泥浆含量越低,混浆段凝固时间越长,抗压强度值越小,孔隙度越高,声阻抗值越小,从而CBL声幅曲线值越高;相同测试条件下,相同体积比的水泥浆与钻井液混浆水泥石的孔隙度高于水泥浆与隔离液混浆水泥石的孔隙度,这是前者声速值低于后者声速值的本质因素之一;GYW201隔离液除能更好地改善第一界面与第二界面实际固井质量外,还能得到更好的CBL声幅曲线,具有较好的工程应用前景;掌握混浆段凝固特性、强度特性、声学特性可对工程测井时间的确定和CBL声幅曲线的水泥环声阻抗校正以及固井质量的精细评价提供参考。     

旋流扶正器导流能力评价

固井作业中，首要解决的是注水泥顶替泥浆的问题。如果水泥浆未能“替净”环空泥浆，再好的水泥浆体系也根本不起作用。使用旋流扶正器既可提高套管的居中度，又可对流体进行导流而形成螺旋流，还可以提高环空水泥浆对泥浆的顶替效率。为此，采用理论与实验相结合的方法，深入研究了评价旋流扶正器的导流能力的合理指标，在此基础上研究了旋流扶正器的导叶叶型、导流角、导叶高度，以及旋流扶正器的长度等结构参数对导流能力的影响。     

油田调驱用共聚复合型水凝胶PG的研制

以丙烯酰胺和丙烯酸为原料,用蒙脱土作为无机添加剂,采用水溶液聚合法合成了油田调驱用水凝胶。应用模糊优化理论,在建立水凝胶性能指标多目标隶属函数的基础上,对水凝胶的膨胀度、抗温性和抗盐性进行了综合研究,得到了优化合成工艺:单体AM和AA的质量配比为5:1,交联剂质量分数为0.09%,引发剂质量分数为0.05%,MMT质量分数为7.5%;该水凝胶的综合性能:膨胀度为149g/g,在80℃下的抗温系数为0.73,在10%NaCl溶液中的抗盐系数为0.48。     

环空幂律液体旋流研究与应用

在油气井固井注水泥顶替技术中，多用一维轴向流顶替方式进行顶替。该顶替方式理论与实践证明不能有效替净环空被顶替液。轴向流顶替存在的最主要的缺点是顶替液对近井壁区的驱动能力弱，对边壁的高粘附钻井液及虚滤饼清除效果差，造成二界面附近难以被替净；对于变径、不规则环空流道，由于存在涡流而滞留的钻井液，轴向流顶替效果更差。而通过使用旋流扶正器不但可以提高套管居中度，而且可以改变液体流速剖面，产生螺旋流，从而增加周向剪切驱动力，这有利于将环空窄间隙钻井液和井壁附着虚滤饼驱替干净，从而提高水泥与地层的胶结质量，提高固井质量。为此，研究了旋流扶正器作用下形成的环空幂律液体螺旋流边壁剪切应力，提出了旋流扶正器安放间距设计的新理念，即根据旋流周向剪切驱动力与近壁滞留钻井液粘滞阻力相平衡的原则确定旋流扶正器安装位置。推导出了旋流扶正器安放间距设计理论公式，该公式简单，利于现场施工应用。