页岩气井水泥环完整性研究

发布时间：2018-04-17 16:50

本文选题：四川盆地 + 页岩气　；参考：《天然气工业》2017年07期

【摘要】：四川盆地内的几个国家级页岩气示范区气井环空带压、套管变形等问题较为突出。为此,通过分析页岩气钻完井过程井筒内压力变化的条件,建立了计算井筒压力变化全过程的应力—应变状态下的套管—水泥环—围岩体系弹塑性力学模型,应用该模型分析了变内压下第一界面、第二界面微环隙的产生和发展,进而结合实际现场数据进行计算。结果表明:(1)加载过程不会产生微环隙,但加载内压的大小决定了水泥环塑性变形的程度;(2)卸载时内压的降低将导致界面受拉,从而产生微环隙,破坏水泥环的完整性;(3)可以通过优选水泥浆配方,提高水泥环力学性能,结合施工工艺措施优化来保障页岩气井水泥环完整性。13口井的现场试验应用结果表明,水平段固井质量平均优质率达92.67%,其中已投产的11口井均未出现环空带压,有效地改善了页岩气示范区的气井环空带压问题。该项研究成果可为同类区块固井水泥环完整性管理提供帮助。
[Abstract]:The problems of annular zone pressure and casing deformation in several national shale gas demonstration areas in Sichuan Basin are prominent.Therefore, by analyzing the condition of pressure variation in wellbore during shale gas drilling and completion, an elastic-plastic mechanical model of casing cement ring-surrounding rock system under stress-strain state for calculating wellbore pressure change is established.The model is used to analyze the generation and development of the first interface and the second microannular gap under variable internal pressure, and then the calculation is carried out based on the actual field data.The results show that the microannular gap will not be produced during loading, but the degree of plastic deformation of cement ring is determined by the magnitude of loading internal pressure.Destroying the integrity of cement ring / cement ring can improve the mechanical properties of cement ring by optimizing cement slurry formula, combined with optimization of construction technology measures to ensure the integrity of cement ring in shale gas wells. The results of field test and application show that the cement ring integrity of shale gas wells can be improved.The average high quality rate of horizontal cementing is 92.67%, and no annular zone pressure has been found in 11 wells that have been put into production, which effectively improves the annular zone pressure of gas wells in shale gas demonstration area.The research results can be helpful to the integrity management of cementing cement ring in the same block.
【作者单位】：中国石油集团钻井工程技术研究院;中国石油浙江油田公司;中国石油大学(北京);
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(编号:2013CB228003) 国家科技重大专项(编号:2016ZX05022-005、2016ZX05020-003) 中国石油天然气集团公司重大工程专项(编号:2013E-3805、2013E-3810);中国石油天然气集团公司重大科技攻关项目(编号:2016A-3904) 中国石油天然气股份有限公司重大科技专项(编号:2016E-0608)
【分类号】：TE256

【参考文献】

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