【摘要】：在复杂地质条件钻井过程中,由于泥岩段、煤层等层段稳定性差,井壁容易垮塌,易形成大环空、“糖葫芦”井和锯齿形井眼,造成井径的几何曲线不规则并导致顶替效率不高。固井过程中,井内流体在相互接触、相互驱替过程中受多重力学及实际几何流场的影响,容易发生窜槽、井壁上钻井液滤饼剪切、清洗不干净,从而导致封固不严密等严重影响固井质量的问题,给后续钻井作业、增产改造等,甚至给区域勘探开发带来诸多问题,严重影响油田勘探开发效益。对于井径不规则所引起固井环空顶替效率不高的问题,国内外研究还不全面,因此,研究井径不规则对顶替效率的影响对现场钻井控制井眼质量以及固井施工控制流体流变参数以提高顶替效率、改善固井质量有重要的现实意义。本文运用建模软件CFD以及计算流体力学软件Fluent研究了不同井径几何曲线以及赫巴模式下工作液流变性能对固井顶替效率的影响,并研究了在不同井径几何曲线下偏心度、顶替时间以及井斜角对顶替效率的影响。研究结果表明,井径几何曲线越复杂,顶替效率越低;在井径整体变化的情况下,随着井眼扩大率的增大,固井顶替效率逐渐降低;随着单凹陷扩径率的增加,顶替效率逐渐降低;在单凹陷扩径率不变的情况下,单凹陷扩径长度对顶替效率有巨大影响,当长度小于临界值时凹陷内的顶替效率极低,当长度大于临界值时顶替效率逐渐趋于稳定;在扩径率不变的情况下,随着凹陷个数的增加,顶替效率逐渐降低,但个数越多时顶替效率降低速率越慢;随着锯齿形扩径角的增加,顶替效率逐渐降低;随着锯齿个数的增加,顶替效率逐渐降低,但降低的幅度逐渐减小。在不同井径几何曲线下,研究了井眼条件对顶替效率的影响,结果表明:偏心度越大,顶替效率越低;井斜角越大,顶替效率越低;随着顶替时间的增加,顶替效率先增大,然后保持稳定。在赫巴模式下工作液流变性能对顶替效率的影响方面,研究结果表明:在不同井径曲线下,流态对顶替效率都表现出相同的规律,塞流的顶替效率最高,紊流次之,层流最低;水泥浆和钻井液的静切力在不同井径曲线下对顶替效率表现出不同的影响效果,随着水泥浆静切力的逐渐增加,顶替效率逐渐增大,随着钻井液动切力的逐渐增加,顶替效率逐渐降低;水泥浆和钻井液的稠度系数在不同井径曲线下对顶替效率表现出不同的影响效果,随着水泥浆的稠度系数不断增大,顶替效率逐渐增高,随着钻井液稠度系数的不断增大,顶替效率一直降低;水泥浆和钻井液的流性指数在不同井径曲线下对顶替效率表现出几乎相同的影响效果,都是随着流性指数的不断增大,顶替效率逐渐增高。
【图文】：
技术路线图
某1井三开下部井段井径曲线
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE256
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 步玉环;郭胜来;李志彬;;大斜度井注水泥顶替模拟室内实验装置[J];实验室研究与探索;2014年10期
2 张立刚;金显鹏;吕德庆;;煤层气井注水泥顶替效率研究[J];煤田地质与勘探;2014年03期
3 陈绪跃;樊洪海;纪荣艺;李朝玮;王云龙;;四参数流变模式及其在固井水泥浆中的应用[J];石油钻探技术;2013年05期
4 王瑞和;李明忠;王成文;方群;;油气井注水泥顶替机理研究进展[J];天然气工业;2013年05期
5 李明忠;王成文;王长权;郭胜来;方群;;大斜度井偏心环空注水泥顶替数值模拟研究[J];石油钻探技术;2012年05期
6 邓建民;王永洪;贾晓斌;靳文博;;注水泥流体密度与流变参数匹配的计算方法[J];石油钻探技术;2011年05期
7 步玉环;郭胜来;马明新;李红;;复杂井眼条件下旋转套管速度对固井质量的影响[J];石油学报;2011年03期
8 周仕明;李根生;方春飞;;元坝地区φ146.1mm尾管固井技术难点与对策[J];石油钻探技术;2010年04期
9 钱伯章;朱建芳;;页岩气开发的现状与前景[J];天然气技术;2010年02期
10 宋会光;张希勋;胡家忠;沈卫平;郑克祥;;水泥浆流变参数对水泥浆流速分布的影响[J];新疆石油科技;2009年03期
相关博士学位论文 前2条
1 王斌斌;固井水泥浆流变特性研究与应用[D];中国石油大学;2011年
2 李洪乾;水泥浆环空流动数值模拟及固井质量控制方法研究[D];西南石油学院;2002年
，
本文编号：
2626379
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/2626379.html
