顶替效率

摘要： 为了在固井施工中,保障水泥浆胶结质量和提高水泥环密封效果,针对采用环空水泥浆顶替钻井液固井时,可能出现的钻井液滞留、顶替效率和顶替界面稳定性的问题,利用CFD流体仿真软件Fluent,针对竖直井建立了长度为100 m,外径为215.9 mm,内径为139.7 mm的环空顶替物理模型,开展偏心度、顶替速度、密度差对环空顶替界面稳定性及顶替效率的影响研究。仿真结果表明,顶替速度是影响顶替界面稳定性及顶替效率的一个因素,当低速度顶替时,顶替界面比较稳定,顶替效率较高;偏心度也会影响顶替界面稳定性及顶替效率,随着偏心度的增加,顶替界面越来越不稳定,界面出现倾斜,顶替效率也随之降低;密度差主要影响顶替界面的形态,在正密度差下,密度差越大,顶替界面越稳定,顶替效率也越高。降低套管偏心度、增大水泥浆的密度及进行低速下的层流顶替可提高界面稳定性,提升顶替效率。以上成果认识,对提升固井效率和固井质量具有一定指导意义。

摘要： 大牛地气田是典型的"三低"气藏,水平井尾管固井完井频次增加。为提高大牛地气田尾管固井质量,实现气井长效密封开发,针对大牛地气田尾管固井顶替效率低、易气窜、水泥环密封完整性要求高等难点,通过优选耐压70 MPa的尾管悬挂器及配套回接装置,优选微膨胀弹韧性防气窜水泥浆体系,优化前置液段长和性能,配套井筒准备措施、不留上塞技术和辅助加压等技术措施,提高固井质量和水泥环密封完整性。本项固井技术在大牛地气田现场应用14口井,其中优质13口,合格1口,固井质量良好,为后续施工提供了有利的保障。

摘要： 在小间隙环空注水泥固井过程中,当套管偏心严重时,除了在环空两壁面上有钻井液滞留外,在环空窄间隙处可能会出现钻井液的整体滞留现象。为了改善固井质量,从钻井液发生整体滞留条件出发,通过分析流体受力特性,建立了小间隙偏心环空钻井液滞留模型。基于该钻井液滞留模型并结合长庆某区块实例井作业工况,分析套管偏心度、水泥浆与钻井液密度差、钻井液屈服值等因素对小间隙偏心环空内顶替效率的影响规律。分析结果表明:随着套管偏心度的增加,注水泥顶替效率逐渐降低,当套管偏心度大于0.5后,环空窄间隙处发生钻井液的整体滞留现象,顶替效率急剧降低且套管偏心越严重,通过增加顶替压差来改善钻井液整体滞留角的效果越不明显;提高套管的居中度,增大顶替压差和钻井液与水泥浆的密度差,降低钻井液的屈服值均有利于提高小间隙偏心环空内注水泥顶替效率。研究结果可为准确便捷预测小间隙偏心环空内顶替效率提供理论依据。

摘要： 环空气窜是油气资源开发过程中最常见的一种问题,其解决难度非常大,时至今日仍然没有行之有效的、标准化处理方案,很可能导致水泥环整体结构破损、油气层测试评价失准、采收率下降等一系列问题,对于油气资源的顺利开采十分不利。本文就结合某油田实际开采情况,对深层固井气窜影响因素进行分析,并在此基础上探究了钻井液性能对顶替效率的影响等问题。

摘要： 保证小井眼固井质量的关键是如何用固井液把环空中的钻井液及井壁泥饼顶替干净。小井眼本身井况的复杂性(如井眼不规则、套管偏心)、顶替液与被顶替液的流体性质以及固井施工参数都是影响小井眼固井顶替效率的主要因素,因此需要开展相关研究,以认识各因素对固井质量的影响规律,并对固井参数进行优化。首先,基于计算流体力学相关理论与方法,建立了侧钻小井眼固井顶替数值模型,分析了固井顶替过程中顶替液与被顶替液之间的两相界面变化特征,揭示了小井眼固井的顶替机理;其次,基于小井眼固井顶替数值模型,模拟了幂律流体在小井眼固井顶替过程中顶替界面的发展过程,得到了顶替界面长度与顶替效率随顶替时间的变化规律;最后,根据数值模拟结果分析了顶替液与被顶替液流性指数与稠度系数、顶替液与被顶替液之间的密度差、套管偏心度和固井顶替排量对顶替界面长度与顶替效率的影响规律。研究结果成功指导了长庆苏里格气田首口侧钻水平井固井施工。

摘要： 分析了影响水平井固井质量的主要因素及国内外的技术措施,包括井眼准备、套管下入与居中、浆柱结构优化与注替工艺优化等环节,总结了目前水平井固井技术最新进展及发展方向,通过对国内外针对提高水平井固井质量的针对性技术措施及研发、应用的新工具、完井液体系的总结,可为致密油水平井固井提供借鉴和参考。

摘要： 哥伦比亚Vigia Sur油田VS-6、VS-8两口井固井质量不合格导致无法生产,USIT成像测井测得环空窜槽严重,通过分析水泥浆的流变性、注替参数、前置液用量、居中度、施工过程等因素,找出顶替效率低的主要原因,提出改进措施并应用于VS-7、VS-9两口井,取得了良好效果,固井质量达到了全井优质,为今后该地区固井提供了成功经验。

摘要： 油气生产开发中固井水泥环的封固质量直接影响后续产能的建设,为保证固井屏障具有优良的封堵效果,固井作业施工中高效的顶替效率是先决条件,故需弄清固井施工中各工作液在顶替施工中流动规律,根据流动规律对相关的工艺参数及技术指标进行调整.文章利用计算流体力学软件Fluent,对钻井液和水泥浆顶替情况的数值模拟,弄清了水平井在不同偏心度、顶替流速、密度差与顶替效率的关系;同时模拟出了固井作业中井筒工作流体的性能对顶替效率影响规律.

摘要： 鄂尔多斯盆地致密气水平井钻井进入了快速发展阶段,钻井数量逐渐增多,水平井固井中的顶替效率低下问题也越来越凸显。为了提高水平井固井质量,掌握不同因素对固井顶替效率的影响规律,利用数值模拟的方法开展了研究,分别研究了偏心度、顶替速率、钻井液密度、流体性能对顶替效率的影响规律,确定最有利于顶替的参数值,达到提高致密气水平井固井质量的目的。研究结果表明:(1)偏心度为0.2时,顶替效率达到96.7%,基本为最大顶替效率。(2)采取低速顶替时,建议控制在0.6 m^(3)/min以内;采取高速顶替时,建议控制在1.6 m^(3)/min以上,此种情况下顶替效率最高。(3)水泥浆和钻井液的密度差控制在0.7 g/cm^(3)左右时,顶替效率最佳。(4)增大流体动切力、稠度系数及流性指数也可提高流体顶替效率。

摘要： 目前油田现场施工中,并没有根据设计参数提前预测固井质量的方法,导致在固井水泥浆的配制和施工参数选择中,往往只是单独的考虑稠化时间、水泥浆密度、粘度、排量等参数,并没有作为一个整体来考虑,有很大的盲目性.本文模拟了300转、600转、水泥浆密度、钻井液密度、塑形粘度、动切力、排量等参数对固井顶替效率的影响,提出了综合评价影响水泥返高的参数,进而预测顶替效率.该综合评价参数高,意味着顶替效率高,则固井质量好.

摘要： 龙凤山气田属于典型的裂缝性储层,钻井过程中漏失问题突出.气田地层压力系数低、气层活跃,井壁稳定性差,造成固井过程中水泥浆时常发生漏失失返,导致固井质量较差.为此,在分析该地区固井技术难点的基础上,通过强化固井工艺措施,优化承压堵漏技术,优选复合中空微珠低密度水泥浆、堵漏前置液配方和套管扶正器类型,优化套管扶正器安放位置,制订提高顶替效率技术措施,形成了适用于龙凤山气田低压易漏地层固井技术.低密度水泥浆综合性能良好,API滤失量小于50mL,在低温条件下水泥石48h抗压强度达到12MPa以上,沉降稳定性好,上下密度差小于0.03kg/L.前置液加入复合纤维封堵材料能封堵易漏层,提高其承压能力.现场应用效果表明,低压易漏地层固井技术能解决龙凤山气田固井中存在的漏失问题,达到提高固井质量的目的.

摘要： 水泥浆胶凝过程中和固化后期的防窜能力是影响固井质量的重要因素.为探究水泥浆结构强度和顶替效率与固井防窜能力的关系,选用纤维、胶粒、胶乳等功能材料配制不同水泥浆,测定胶凝结构强度及恢复能力,定量模拟顶替效率,采用临界突破压力法和窜流速率法评价水泥浆防窜能力.实验结果表明,一定程度上,胶凝结构强度及恢复能力越强,液态水泥浆所需突破压力越高,固井过程中水泥浆防窜效果更好.常规水泥浆模拟顶替效率为86.2％时,界面突破压力为0.005MPa;顶替效率为96.3％时水泥浆的界面突破压力为前者的10倍,顶替效率对固井后期防窜影响较大.

摘要： 针对南海莺歌海盆地乐东10-1区块存在高温、高压、窄压力窗口以及地质条件复杂主要固井技术难题,利用中国海油服新研发抗高温防气窜CoCEM水泥浆采用分段压稳设计模型,保证压稳气层;采用“小颗粒级配和纤维缠绕”水力尖劈堵漏水泥浆,提高水泥浆防漏、堵漏能力;采用高密度加重冲洗液新技术及旋转尾管固井技术,提高了高密度钻井液滤饼清洗效果和顶替效率.上述技术措施的实施,为解决南海莺歌海盆地乐东10-1区块高温、高压、窄压力窗口固井技术难题做出了尝试,取得了较好的应用效果.

摘要： 居中度与隔离液流变性对水平井固井顶替具有重要影响,本文利用国家天津超算中心并行计算平台,利用Fluent软件对水平井进行固井顶替数值模拟实验,研究居中度与隔离液流变性对固井顶替界面的耦合影响规律.研究结果表明:低中居中度条件下,提高隔离液流变指数n,可以大幅降低隔离液宽边指进与窄边钻井液滞留,大幅降低顶替界面长度,提高顶替效率.中等居中度条件下,提高隔离液流变指数n,可以明显降低隔离液宽边指进与窄边钻井液滞留,明显降低顶替界面长度,提高顶替效率.高居中度条件下,隔离液流变指数n的影响与前两者相反.本文研究结论对固井具有重要理论与实践指导意义.

摘要： 有效提高固井施工过程中水泥浆的顶替效率仍是目前需要进一步研究的课题,也是持续提高固井质量(特别是第二界面固井质量)的重要技术措施.本文通过对国内外现有套管振动(振荡)固井装置工作性能的简要分析,介绍了套管复合振荡器的结构、工作原理和性能特征,通过合理的高、低频振动波和水力脉冲波的叠加干涉,提高了振荡强度,增加了振荡波的有效作用长度,从而更好地改善井下流体的流态以及对套管壁和井壁附着物的清除,提高水泥环双界面的胶结质量.经在胜利孤南油田有高固井质量要求的11口井中应用,固井现场施工正常,固井质量一界面优质率100％、二界面合格率90.2％,达到了非常理想的质量结果.

摘要： 塔里木盆地库车山前井普遍存在地层压力窗口窄的问题,固井施工参数及浆体性能设计受井漏限制,不能很好地满足高顶替效率施工的要求,在固井过程中易出现井漏、混窜,影响固井质量.针对这种情况,采用双凝双密度特殊浆柱结构设计,增大浆体密度差梯度,减少井漏风险,提高顶替效率.同时,利用专业固井软件对特殊浆柱结构设计下的浆体顶替情况进行模拟分析,并开展水泥浆间不同比例的混窜对浆体性能影响研究.结果表明,特殊浆柱结构设计下的浆体顶替效率高、混窜程度小,且水泥浆间混窜对浆体性能影响不大.该设计已经在塔里木库车山前10余口井成功应用,有效保证了窄压力窗口下的固井安全和固井质量.

摘要： 大庆油田深井固井面临地温梯度高、层间压差大、破裂压力低和安全窗口窄等难题,采用尾管固井存在工艺复杂,安全风险高等问题,为此,进行深井一次全封固井技术的研究.根据紧密堆积理论及综合室内实验研究,研制了密度为1.30～1.50g/cm3的抗高温大温差低密度水泥浆体系,该体系具有抗温性好(最高适应循环温度135°C),适应大温差固井施工,常温条件下凝结时间短,水泥石抗压强度高等特点.此外,研制了流变可调型冲洗液体系,可根据实际需求调节冲洗液流变模式,提高固井顶替效率.一次全封固井技术替代了原有的尾管固井工艺,在大庆油田已成功应用8口井,一次固井成功率100％,固井质量合格率100％.

摘要： 吉林油田为开发地面严重受限的剩余油藏,在新立Ⅲ区块设计施工了2个钻井大平台.本文重点论述了新立大平台的固井技术难点,对井眼准备、防漏工艺、顶替效率工艺、水泥浆体系及结构问题进行了深入系统的研究,总结出了一套以高强低密度水泥浆、早强防窜水泥浆体系为核心的固井配套工艺技术,有效地保障了新立大平台的固井质量.

摘要： 近年来,新疆油田调整井钻井数量一直呈增加趋势,伴之而来的调整井固井质量问题则日益突出,开发后期调整并固井作业中的水窜问题是尚未被很好解决的技术难题,因而严重地制约了油田开发战略的实施.本文针对新疆油田七中区调整井固井技术难点、影响因素等,通过对外加剂进行优选评价,研究开发了适用于调整井水泥浆体系及配套固井工艺技术,在七中区进行现场应用,固井质量合格率100％,固井质量优质率80％以上.结果表明,该水泥浆的性能参数满足各项固井施工要求,有效解决该区块固井技术难题,为新疆油田老区调整井、油气水活跃井固井做好了技术储备.

摘要： 近年来,新疆油田调整井钻井数量一直呈增加趋势,伴之而来的调整井固井质量问题则日益突出,开发后期调整并固井作业中的水窜问题是尚未被很好解决的技术难题,因而严重地制约了油田开发战略的实施.本文针对新疆油田七中区调整井固井技术难点、影响因素等,通过对外加剂进行优选评价,研究开发了适用于调整井水泥浆体系及配套固井工艺技术,在七中区进行现场应用,固井质量合格率100％,固井质量优质率80％以上.结果表明,该水泥浆的性能参数满足各项固井施工要求,有效解决该区块固井技术难题,为新疆油田老区调整井、油气水活跃井固井做好了技术储备.

摘要： 本发明涉及一种提高水平井固井顶替效率的设计方法，围绕固井前套管偏心控制、固井中有效清除井壁钻井液滞留层和保持顶替界面稳态实现均匀驱替的目标，依次建立理论模型并开展针对性优化设计，以地层承压能力和井泵条件作为约束，获得套管偏心、水泥浆性能参数、钻井液性能参数、顶替排量的最优解。在提高顶替效率同时，防止了固井漏失。而且本发明适用的作业环节多，适用范围广。

摘要： 本发明提出一种评价固井水泥浆顶替效率的试验装置及试验方法，所述的试验装置包括设置在实验平台上的台架系统、配浆循环顶替系统以及设置在台架系统上的井筒系统；所述的试验方法通过一套清水配浆循环顶替系统、一套水泥浆配浆循环顶替系统和一套钻井液配浆循环顶替系统，分别通过独立的快速接头轮流与井筒系统的流体返出管口和流体注入管口相连接循环，以此来测量并通过计算后获得固井水泥浆顶替效率。本发明提出一种室内评价固井水泥浆顶替效率的试验装置及试验方法，能够较真实地测量并计算出固井水泥浆顶替效率，解决了固井水泥浆顶替效率评价困难的问题。

摘要： 本发明涉及的是提高煤层气水平井玻璃钢管或铝合金管固井顶替效率方法，具体为：计算玻璃钢管或铝合金管在煤层气水平井水平段本体悬浮所需要的水泥浆密度；根据煤层气水平井水平段平均井眼直径、玻璃钢管或铝合金管外径在FLUENT软件中建立长度为10米的有限元物理模型并进行网格划分，进行不同下偏心居中度条件下水平井两相流体顶替数值模拟；通过顶替界面形态分析，得出顶替界面最短时所对应的最优下偏心居中度；在玻璃钢管或铝合金管上间隔安装玻璃钢制铝合金制扶正器，扶正器的尺寸使得玻璃钢管或铝合金管达到最优的下偏心居中度。本发明用于解决玻璃钢管/铝合金管由于密度较低固井顶替时管柱上偏心造成的顶替效率低的问题。

摘要： 本发明公开了一种模拟页岩气水平井固井环空顶替效率的监测方法，利用低场核磁共振成像仪得以实现，包括：(1)将环形测量管段置于射频线圈中，向井筒内管注入被顶替液；(2)调整低场核磁共振成像仪参数，使测量管段样品产生核磁共振；(3)将测量管段样品的核磁共振信号送入射频单元，通过谱仪系统进行转换，获得核磁共振信号谱线；(4)获得测量管段样品在不同方向的成像图；(5)向井筒内管中注入顶替液，重复步骤(2)～(4)，获得不同时刻测量管段样品的T

摘要： 本发明提供了一种固井用钻井液顶替效率及冲洗液清洗效率评价的装置和方法，包括环空流体监控系统、循环路线、仿真井筒、偏心率调节工具、井斜角调节装置，环空流体监控系统包括两台高倍摄像机和与之相连接的计算机系统，循环路线包括循环泵、流量计、压力表、储液罐、软管，仿真井筒包括透明圆柱外筒、两端的仿真井筒盖子和位于外筒内的偏心率调节工具及其偏心率调节器支架，偏心率调节工具包括偏心距定位器和偏心角度定位器，井斜角调节装置包括井斜角调节装置底座、井斜角调节盘和仿真井筒卡座。本发明能够为钻井液、固井前置液、隔离液和水泥浆领浆的密度差设计提供可靠的实验数据，亦能够评价冲洗液的清洗效率，具有较好的应用前景。

摘要： 本发明涉及一种水平井滤失及顶替效率一体化测试方法，步骤为：将柱岩和环岩顶替夹持器安装在模拟测试筒竖直段；将多个环形岩心和柱状岩心分别安装在相应滤失夹持器上进行滤失试验；选取一个环形岩心做滤失性能分析，另一个安装在环岩顶替夹持器中；选取一个柱状岩心做滤失性能分析，另一个柱状岩心安装在柱状顶替夹持器中；启动泥浆泵，测试液被泥浆泵抽出，送入模拟测试筒的下端入口，依次流经柱岩顶替夹持器和环岩顶替夹持器后，从模拟测试筒的上端出口排出；当环岩顶替夹持器的滤液量达到设定值时，泥浆泵停止；取出环形和柱状岩心，分析顶替效率。该测试方法可以真实模拟井下套管环空的滤失及冲刷环境，试验结果更加真实可靠。

摘要： 本发明涉及一种提高水平井固井顶替效率的设计方法，围绕固井前套管偏心控制、固井中有效清除井壁钻井液滞留层和保持顶替界面稳态实现均匀驱替的目标，依次建立理论模型并开展针对性优化设计，以地层承压能力和井泵条件作为约束，获得套管偏心、水泥浆性能参数、钻井液性能参数、顶替排量的最优解。在提高顶替效率同时，防止了固井漏失。而且本发明适用的作业环节多，适用范围广。

摘要： 本实用新型涉及一种固井前置液顶替效率评价装置，固定在机架上的模拟测试筒包括筒体竖直段、筒体弧形段和筒体水平段，筒体弧形段的壳体两端分别通过法兰与筒体竖直段或筒体水平段相连，沿模拟测试筒的轴线设有模拟套管，模拟套管包括套管竖直段、套管弧形段和套管水平段，套管弧形段的两端分别设有母螺纹与套管竖直段和套管水平段相旋接；筒体竖直段的上端连接有上锥形接头，筒体水平段的入口连接有下锥形接头；套管竖直段的上端及套管水平段的入口分别设有锥形导流器，锥形导流器的锥顶分别插入相应锥形接头的大端内腔；筒体竖直段安装有环形岩心夹持器和柱状岩心夹持器。该装置可以真实模拟井下套管环空的冲刷环境，试验结果更加真实可靠。

摘要： 本实用新型公开了一种电导率法测量页岩气水平井固井环空顶替效率的实验装置，通过利用电导率法得以实现，包括：测量系统，水平井固定调节系统，浆体循环系统以及通过该实验装置进行的实验方法。通过曲线图对流体流场、顶替机理进行研究，本实用新型既能模拟真实水平井管路进行实时监测环空流体的流动状态，又能通过顶替效率—顶替时间曲线图研究流体间在不同井段部位中的掺混、顶替机理及相互影响效果研究，改进了现有技术的缺点。

摘要： 本实用新型公开了一种测量页岩气固井环空顶替效率的实验装置，实验装置包括测量系统、井筒系统、井斜调节系统和浆体循环系统；测量系统连接于井筒系统，用于测量并记录实验数据；井筒系统连接于浆体循环系统，用于模拟现场井筒；井斜调节系统连接于井筒系统，用于调节井筒系统的斜度，模拟井筒的井斜角；浆体循环系统连接于井筒系统，用于循环在井筒内流动的液体。该装置能够实时监测环空流体的流场变化及流动状态，并且能准确计算得出顶替效率。