页岩气水平井固井技术研究

发布时间：2017-04-16 04:07

  本文关键词：页岩气水平井固井技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：页岩气水平井固井技术一直是国内外石油行业十分关注的问题，也是制约我国页岩油气勘探开发速度的原因之一。页岩气储层多为低孔低渗，需要采取压裂等增产措施沟通天然裂缝，对固井质量的要求很高。目前页岩气水平井固井面临着套管难以下入、居中度低、顶替效率低、水泥环弹韧性差等技术难题。 为此，本文通过对国内外页岩气水平井固井技术的综合调研，对页岩气水平井固井关键技术进行了分析，从套管下入及居中控制技术、提高顶替效率技术、固井水泥浆体系三个方面入手，探索提高页岩气水平井固井质量的有效途径。通过研究，可以得出如下几个主要结论：①使用套管漂浮技术和每20m交替安装弹性和刚性扶正器的管串结构可以有效提高页岩气水平井套管下入和居中能力；②油基前置液QZY能够提升页岩气水平井固井顶替效率；③探索出了适合页岩气水平井固井的低密度泡沫水泥浆和常规密度水泥浆体系。根据上述研究，，进行了页岩气水平井固井的现场应用，并取得了良好的固井效果。
【关键词】：固井 套管下入 水泥浆 顶替效率 前置液
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE256
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 研究的目的及意义8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.2.1 页岩气水平井套管下入及居中研究现状8-9
• 1.2.2 页岩气水平井提升顶替效率研究现状9-10
• 1.2.3 页岩气水平井固井水泥浆体系研究现状10-11
• 1.3 研究内容11-12
• 第二章 页岩气水平井固井关键技术分析12-24
• 2.1 固井基本理论概述12-20
• 2.1.1 固井的目的与流程12-14
• 2.1.2 油井水泥的水化机理14-15
• 2.1.3 固井水泥浆的顶替流动15-17
• 2.1.4 固井前井眼准备17-18
• 2.1.5 套管柱强度设计18-20
• 2.1.6 套管柱的附件20
• 2.2 页岩气水平井固井中存在的几个问题20-22
• 2.2.1 水平段的岩屑床问题20-21
• 2.2.2 注水泥的窜槽问题21-22
• 2.2.3 固井界面胶结问题22
• 2.3 页岩气水平井固井技术关键22-23
• 2.3.1 页岩气水平井套管下入及居中控制22-23
• 2.3.2 页岩气水平井油基前置液的顶替技术23
• 2.3.3 页岩气水平井固井水泥浆设计23
• 本章小结23-24
• 第三章 页岩气水平井套管下入及居中控制研究24-43
• 3.1 页岩气水平井套管柱下入摩阻分析与预测24-32
• 3.1.1 影响下套管的主要因素24
• 3.1.2 存在的主要问题24-25
• 3.1.3 套管柱的受力分析25-26
• 3.1.4 判断方法26-27
• 3.1.5 套管柱下入摩阻计算理论分析27-32
• 3.2 页岩气水平井套管串居中优化设计研究32-38
• 3.2.1 套管柱居中受力变形分析模型32-35
• 3.2.2 套管柱通过能力评价35-36
• 3.2.3 套管柱居中度分析与扶正器间距设计36-38
• 3.3 页岩气水平井漂浮下套管工艺技术研究38-42
• 3.3.1 套管漂浮工具38-40
• 3.3.2 套管漂浮接箍安放位置40-41
• 3.3.3 现场应用41-42
• 本章小结42-43
• 第四章 提高页岩气水平井顶替效率技术研究43-58
• 4.1 固井流体流变与流动特性43-49
• 4.1.1 固井流体流变方程43-44
• 4.1.2 固井流体流变参数的确定44-46
• 4.1.3 固井流体顶替流态分析46-48
• 4.1.4 环空紊流水力参数计算48-49
• 4.2 高效油基前置液 QZY 研究49-57
• 4.2.1 前置液 QZY 的组成与作用机理49-50
• 4.2.2 前置液 QZY 的流变模式50-51
• 4.2.3 前置液 QZY 的环空流态51
• 4.2.4 前置液 QZY 的冲洗性能测试51-55
• 4.2.5 前置液 QZY 悬浮稳定性测试55
• 4.2.6 前置液 QZY 抗温性能测试55-56
• 4.2.7 前置液 QZY 相容性测试56-57
• 本章小结57-58
• 第五章 页岩气水平井固井水泥浆体系研究58-81
• 5.1 页岩气水平井水泥浆性能要求58-59
• 5.1.1 对密度的要求58
• 5.1.2 对稳定性的要求58
• 5.1.3 对滤失性的要求58-59
• 5.1.4 对稠化时间的要求59
• 5.1.5 对抗压强度的要求59
• 5.1.6 对渗透率的要求59
• 5.2 低密度泡沫水泥浆研究59-73
• 5.2.1 水泥及泡沫外加剂60-63
• 5.2.2 密度测试63-65
• 5.2.3 抗压强度测试65-68
• 5.2.4 失水、流变性测试68-69
• 5.2.5 稳定性测试69-71
• 5.2.6 稠化时间测试71-72
• 5.2.7 最终配方及综合测试72-73
• 5.3 常规密度水泥浆研究73-80
• 5.3.1 常规密度水泥浆配方73-75
• 5.3.2 性能试验仪器及原理75-76
• 5.3.3 游离液试验76-77
• 5.3.4 稳定性试验77-78
• 5.3.5 胶凝强度试验78
• 5.3.6 渗透率试验78-79
• 5.3.7 静失水试验79
• 5.3.8 稠化时间试验79-80
• 本章小结80-81
• 第六章 现场实例分析81-84
• 6.1 基本情况81
• 6.2 下套管作业81-82
• 6.3 注水泥作业82-83
• 6.4 固井质量83-84
• 第七章 结论及建议84-85
• 7.1 结论84
• 7.2 建议84-85
• 致谢85-86
• 参考文献86-89
• 攻读硕士学位期间发表的论文89-90
• 详细摘要90-104

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