粘砂套管井固井质量研究

论文摘要

大庆油田已经进入后期开采,随着细分开采的力度逐渐加大,对调整井的固井质量要求也越来越高。但是近年来的数据统计表明,固井质量优质率与油田开发要求差距很大。固井质量的好坏直接影响到完成后续工艺的效果,影响油井原油采收率。对于高质量的固井作业,水泥浆顶替效率和界面的胶结强度是两个非常重要的因素。粘砂套管井的主要问题是,套管粘砂后,砂粒间的剩余泥浆不能被完全顶替掉,套管粘砂增大了套管的粗糙度,即增大了套管边界层处的泥浆流动阻力,剩余的泥浆在砂粒间无法顶替,大大的降低了水泥浆的顶替效率。当砂粒粒径达到一定值时阻碍水泥浆的上返,随着粘砂粒径的增大顶替效率逐渐降低。本文通过分析粘砂套管井顶替效率和偏心环空顶替效率以及粘砂套管井的胶结强度,采用延时声波变密度测井法检测固井质量,发现粘砂套管技术暴露出固井质量差的问题。调研分析粘砂套管顶替效果,发现水泥浆顶替效果差,形成油、气、水窜槽的主要原因是砂粒对水泥浆的流动阻力;通过分析粘砂砂粒参数对顶替效率的影响,建立受砂粒粒径和粘砂密度影响的顶替效率模型;并通过室内实验验证了模型的正确性;通过对粘砂套管胶结强度进行实验研究,确定胶结强度与周围环境和胶结时间的关系,提出一种新的计算粘砂套管井胶结强度的方法;最终确立粘砂套管胶结强度研究与评价方法,提出粘砂套管井胶结强度的测量标准。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 1.本文研究的目的及意义
• 2.国内外研究进展情况
• 3.本文的研究内容和方法
• 第一章 粘砂套管井顶替效率的理论研究
• 1.1 粘砂粒径对顶替效率的影响研究
• 1.1.1 粘砂套管井环空中接触顶替
• 1.1.2 粘砂套管井水泥浆非接触顶替
• 1.1.3 粘砂套管井水泥浆顶替机理研究
• 1.2 计算实例
• 1.2.1 计算参数选择
• 1.2.2 计算结果分析
• 第二章 粘砂套管井偏心环空顶替效率研究
• 2.1 粘砂套管井偏心环空速度分布模式研究
• 2.2 套管偏心度的计算方法
• 2.3 水泥浆偏心环空轴向流动分布规律
• 2.4 理论计算结果
• 第三章 粘砂套管井胶结强度研究与评价
• 3.1 粘砂套管胶结强度室内实验研究
• 3.2 三种不同套管形态下进行胶结强度测试研究
• 3.2.1 砂粒密度对胶结强度影响研究
• 3.2.2 顶替效率对粘砂套管井胶结强度的影响研究
• 3.2.3 粘砂套管井套管偏心对胶结强度影响实验研究
• 3.2.4 实验结果与分析
• 3.3 水泥环胶结强度力学模型分析
• 3.3.1 水泥环破碎力学模型
• 3.3.2 粘胶对粘砂砂粒的强度计算
• 3.3.3 砂粒与水泥环胶结强度计算理论模型
• 3.3.4 常温条件下水泥浆与粘砂砂粒胶结强度的实验研究
• 第四章 粘砂套管井固井质量评价
• 4.1 水泥胶结质量评价标准
• 4.2 粘砂套管影响固井质量程度研究
• 4.2.1 粘砂套管与光滑套管对测井仪器影响程度对比试验
• 4.2.2 粘砂套管与光滑套管影响固井质量程度对比试验
• 4.2.3 试验结果分析
• 4.3 声变测井评价固井质量的影响因素分析
• 4.3.1 固井质量声波检测技术
• 4.3.2 影响声变测井评价固井质量的因素
• 4.4 延时测井造成评价固井质量不良的原因分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要