10-2110-2110-2110-2110-2110-2110-2110-2110-2110-21最新范文01-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-01钻井与完井工程教材第七章固井-土地公文库
钻井与完井工程教材第七章固井
钻井与完井工程教材第七章固井
度有关[14]，对于井底静止温度处于110℃～204℃的井，硅粉加量为35%～40%，对于蒸汽注入井或蒸汽采油井（温度更高），硅粉加量通常在60%以上。第三节注水泥注水泥的目的在于提供良好的环空封隔。为实现这一目的，要解决以下二个方面的的问题：一是如何使环形空间充满水泥浆，二是如何使水泥浆在凝结过程中压稳油、气、水层和封隔好油、气、水层。一、提高注水泥顶替效率的措施水泥浆在环形空间顶替钻井液的程度用顶替效率η表示。对于注水泥井段：η＝水泥浆体积／环空体积对于注水泥井段的某一截面：η＝水泥浆面积／环空面积当η等于1（即100%）时，水泥浆全部顶替走了钻井液；当η小于1时钻井液没有被水泥浆完全替走，称为发生了钻井液窜槽；η值越大，顶替效率越高。为提高顶替效率，所采取的主要措施有：加扶正器降低套管在井眼中的偏心程度、注水泥时活动套管、采用紊流或塞流流态注水泥、采用前置液、注水泥前调整钻井液性能、增加紊流接触时间等。1.加扶正器降低套管在井眼中的偏心程度套管在井眼中不居中的现象称为套管偏心。在定向井和水平井中，由于套管的自重，管柱将偏向井眼下侧，形成偏心。就是直井，由于实际所钻成的井眼不可能是一个完全垂直的井眼，因此也存在套管偏心的情况。注水泥顶替效率与套管在井眼中的偏心程度密切相关。图7-15所示为单一液体在同心环空和偏心环空中的流速分布情况。在同心环空中，由于整个环形空间周向上各处间隙相等，因此在周向上流速分布是均匀的。在偏心环空中，由于套管偏心，周向上各处间隙不相等，各间隙处的流动相对阻力不一样，导致沿周向流速分布不均，宽间隙处图7-15同心环空与偏心环空流速分布示意图 流速高，窄间隙处流速低。套管偏心越严重，这种流速分布不均的程度越大。曾经实测了液体在偏心环空中的流速分布情况，当偏心程度为69%时，实验中测量到最宽与最窄间隙的平均流速差别达到了70倍[15]。在水泥浆顶替钻井液的过程中，也会发生类似的情况，水泥浆在宽间隙处顶替钻井液的速度快一些，而在窄间隙处的顶替速度则较慢，导致宽窄间隙水泥浆返高不一致。若套管偏心严重，则可能出现窄间隙的钻井液根本不能被顶走而滞留在原处的窜槽现象。因此要尽量降低套管在井眼中的偏心程度。目前所采取的措施是在套管上安装套管扶正器。我国相关标准中给出了套管扶正器安装间距计算的推荐方法[16]。2.注水泥时活动套管30第30 / 41页
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钻水井所遇问题福贵一一帮你解决
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西南石油大学图书馆
井径扩大环空注水泥流动及顶替规律实验研究
Experimental Study for Regulation of Flowing in Cementing and Displacement in Enlarged Hole Section Annuli
专业与研究方向:
油气井工程 固井与完井
西南石油大学
论文完成年度:
中图分类号:
中文关键词:
固井；井径扩大环空；模拟实验；旋流器；顶替效率
英文关键词:
enlargedsdisplacement efficiency
　　油气井固井作业的目的是为了封隔地层、加固井眼、建立密封性良好的井内流动通道，以保证继续安全钻进、保证后期作业和生产的正常进行。如何使水泥浆替净钻井液、提高顶替效率是提高注水泥质量的中心问题之一。在钻井过程中由于各种原因经常会出现井径扩大的情况，形成井径扩大环空段。目前在井径扩大环空段顶替效率一般不高，固井质量不好。本文针对这种工况根据几何相似原理建立了井径扩大环空注水泥流动及顶替模拟实验装置，利用该装置进行了井径扩大段单相液体的流动实验；在调研前人对固井用旋流器设计使用的基础上设计出几种旋流器，并针对井径扩大环空优选出一种旋流器，进行了使用旋流器情况下扩径段单相液体的流动实验；进行了两相液体的顶替实验研究。　　建立的井径扩大环空注水泥流动及顶替模拟实验装置可以模拟不同扩径率时的流动及顶替过程，测量不同轴向截面的流速，为研究井径扩大环空顶替机理提供了基本手段。　　以提高导流能力、方便制造与下入环空为设计理念设计出5种不同的旋流器，以减小扩径处液体流动惯性的影响、环空的径向流速分布均匀为准则优选旋流器。进行了使用和未使用旋流器两种情况下，不同的排量、液体流变性、液体流态下液体在不同的井径扩大率环空中的流动实验，测量了不同轴向截面内不同径向位置的流速，得出了不同情况下不同轴向截面液体的流速曲线，得出在使用旋流器、提高排量、使用紊流顶替的情况下，有利于井径扩大环空得到较为稳定的顶替界面，减小扩径处液体流动惯性的影响，从而达到提高顶替效率的目的。　　顶替实验更加直观的看到了井径扩大环空的顶替过程，其结果进一步验证了单相流动实验得出的结论。通过摄像截图看到，螺旋流对于提高井径扩大环空顶替效率特别是在排量不大的情况下和未使用旋流器相比有明显效果。在未使用旋流器时通过提高排量、提高顶替液密度等措施也可以提高井径扩大环空段顶替效率。
　　The cementing is in order to islate the annulus between the casing and formation and reinforce wellbore and construct the flowing channel that is sealed in wellbore. The cementing ensures safely drilling and oil production next. The main problem of the primary cementing is that how to increase the displacement efficiency. For many reasons during well drilling process, there often appears some enlarged boreholes in some parts of the wellbore. There always have a low displacement efficiency of the enlarged hole section annuli now, So the bonding quality in the enlarged hole section annuli is bad. For this reason, a flowing and displacing simulation equipment is developed. Using the equipment, a series of flowing simulation experiments that using single-phase liquid is done.Base on the preceding investigation that research for the method of design and using turbolizer, some turbolizers are designed. One turbolizer that is aimed at increase the displacement efficiency in the enlarged hole section annuli is selected. A series of flowing simulation experiments that using single-phase liquid is done in the case of using this turbolizer. A series of displacing simulation experiments is done.　　A flowing and displacing simulation equipment is developed. This equipment can simulate different flowing case and different displacing process in different hole enlargement ratios. It also can test flow velocity in different axial section. This equipment provides a basic means for the research of the mechanisms about displacement in the enlarged hole section.　　Five different turbolizers are designed aimed at enhancing the value of flow-diverting ability, manufacturing easily and laying down easily. According to the velocity profile and the incidence of the liquid inertia in the enlarged hole section annuli, a turbolizer is elected. For the situation of using turbolizer or non-using turbolizer, a series of flowing simulation experiments that are with different pump rate, different fluids’ property, different flow condition are done in different hole enlargement ratios. In these experiments, flow velocity at different radial position in different axial section is tested. The velocity profile in different axial section is obtained. The results show that the stabile displacement interface in the enlarged hole section annuli could be obtained by using turbolizer and increasing the pump rate and displacement of turbulent. In that case, the incidence of the liquid inertia in the enlarged hole section annuli can be reduced and the displacement efficiency can also be increased.　　By displacing simulation experiment, the displacing process can be observed intuitionistic. The result of the flowing simulation experiment is substantiated by the displacing simulation experiment. By the video of displacement, the displacement efficiency is greater by using turbolizer than by non-using turbolizer especially when the pump rate is low. The　displacement efficiency can also be increased by increasing the pump rate and increasing the density of the displacing fluid.
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