复杂地层窄密度窗口固井注水泥井漏风险评价与控制

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xhhb925
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现阶段,由于深部高温高压复杂地层窄密度窗口现象日益凸显,钻完井施工过程存在潜在的井漏风险。为合理有效地规避这一潜在风险,本文就深部地层固井注水泥施工进行综合分析评价并给出相应的控制措施。本文通过对南海、新疆等地区的实例井进行分析评价,采用理论分析与数值计算、有限元数值模拟和Landmark软件计算等研究手段,对深层固井注水泥过程中存在的潜在井漏风险进行综合分析评价。提出一套基于固井环空ECD的井漏风险评价及控制方法,为深层固井安全施工提供理论依据与技术指导。由于固井施工时涉及到多种流体、多种流量、多种流态以及多种流道空间的复杂流动过程,故在井下这种复杂多变的情况下,ECD大小的这种不确定性是恒存在的,如何去衡量这种不确定性是本文研究的重点。基于以上分析,首先,对固井流体性质展开研究,并研究流体流变模式和流态判别准则,建立了固井注水泥环空ECD计算模型,提出了注替时重点层位实时动态当量循环密度(Dynamic Equivalent Circulating Density,简称DECD)的概念;其次,建立注水泥井筒温度场,并分析了温压、局部阻力以及套管偏心对环空ECD的影响,综合考虑以上影响环空ECD的因素,对上述环空ECD的计算模型进行修正;随后,给定了基于不确定性理论下环空ECD的井漏风险评价方法;最终,给出了在施工过程中合理有效地控制井漏风险的具体措施。研究结果表明,首先,文中所建立的修正后的固井环空ECD计算模型计算出的结果与实际井口压力之间的最大误差为8.7%,比Landmark软件计算的更加精确,更能满足实际需要。另外,利用Fluent软件分析了套管偏心的影响,其结果表明:随偏心度增大,环空压耗降低,即环空ECD降低。其次,通过一口井漏事故井进行分析,在用Landmark计算的结果是安全的,而用本文提出的含可信度的压力密度窗口所计算出的结果与实际一致,以此证明了这种含置信区间的ECD比以往ECD的单值描述能更加准确地分析、评价潜在井漏风险。最后,在分析井漏风险的控制时,得出如下结论:排量、流性指数、稠度系数均与环空ECD正相关,而环空间隙与环空ECD负相关。
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