摘要：水平井大规模压裂对固井水泥石性能提出了更高的要求,不仅要求水泥石有一定的抗压强度,还需要具备一定变形能力。目前普遍采用的标准已不能满足水平井大规模压裂对水泥环密封性的要求。基于压裂工况条件下水泥环受力分析模型,综合考虑水泥环拉伸破坏和界面剥离破坏两种失效形式,提出了一种能满足大规模压裂密封要求的固井水泥石性能设计方法,建立了包含弹性模量、泊松比以及抗拉强度(或屈服强度)的固井水泥石性能指标控制图版,量化了水泥石的杨氏模量、泊松比、抗拉强度(或屈服强度)之间的关系。根据该指标控制图版进行水泥石性能设计,可以有效减少水泥环破坏的风险。建立了玛湖油田大规模压裂水平井固井指标控制图版,并根据该控制图版优选了弹韧性水泥浆体系,该体系现场应用10余口井,顺利完成了井口压力增量90 MPa的储层压裂改造,效果良好,达到了预期产量。

摘要：新疆油田稠油油藏具有埋深浅、储层结构复杂、地层非均质程度高等特点。为提高稠油资源的开发效率,在浅层稠油水平井中引入了分段完井技术。介绍了浅层稠油水平井分段完井施工工艺,分析了新疆油田浅层稠油水平井分段完井管柱下入的技术难点。在此基础上,建立了浅层稠油水平井分段完井管柱下入过程中的摩阻计算模型,并推导出了计算摩阻力的具体公式。建立的摩阻计算模型在新疆油田9口稠油水平井分段完井中进行了应用,用计算得到的摩阻力指导管柱下入,结果9口水平井分段完井管柱均一次准确下至设计井深,下入成功率100%。

摘要：在深入了解和分析超深复杂井中套管的服役工况和受力特点的基础上,结合典型的套管失效案例分析,设计了超深复杂井用套管TP140V的各项性能指标。结合实际装备情况设计了专用钢种,并制定了生产工艺和主要工艺措施。生产的套管各项性能指标完全满足设计要求,在国内某油田超深复杂井中试用成功后,已在国内外各大油田推广使用。

摘要：针对致密油气藏体积压裂改造过程中的套管损坏问题,根据弹塑性力学、接触力学理论,结合体积压裂改造施工实际情况,建立全三维尺寸的套管-水泥环-地层耦合有限元分析模型,以不同椭圆柱形表征体积压裂改造的非对称区域,采用Fortran子程序对ABAQUS求解器进行干预和二次开发,模拟了体积压裂改造区域水化膨胀的物性动态演化和力学性质。结果表明:随着椭圆形改造区域长短轴之比增加,井筒周围外载荷的非均匀性增强,通过水泥环传递到套管上的非均匀程度先增加后趋于稳定;随体积膨胀率增加,套管外载荷的非均匀程度增加;套管外载荷非均匀性的增强极大地增加了套管的应力水平,容易造成套管失效问题。该研究可为体积压裂参数优化设计提供理论依据,对预防套管及水泥环失效具有指导意义。

摘要：在内外压共同作用下的压裂施工设计中,通常采用抗内压强度与内外压差值之比大于一定安全系数的方法对压裂油管进行抗内压强度校核,该方法以薄壁圆筒理论为基础并进行了一定的简化,随着压裂规模的增大,施工压力以及压裂级数的增加,该方法已不能适用当前的压裂施工工况。分析了内外压共同作用下压裂油管校核方法的简化条件,依据弹塑性力学厚壁圆筒理论,研究了内外压共同作用下压裂油管应力状态,讨论并选取了压裂油管保持正常工作的临界条件,提出了内外压共同作用下不做简化处理的压裂油管抗内压强度校核新模型。通过实例对比分析,研究了目前校核方法的适用性。

摘要：不规则井眼顶替效率低是导致固井质量差的重要原因。基于水平集法建立两相顶替时的数学模型,借助ANSYS/FLUENT软件的二次开发功能,建立不规则井眼注水泥顶替过程的数值模拟方法,并以规则的"扩容腔"模型为例,分析影响不规则井眼顶替效率的因素和规律,为不规则井眼注水泥设计提供一种理论指导方法。研究结果表明,井径扩大段内不仅存在着"顶替死角",而且使下游产生不稳定顶替,从而导致注水泥顶替效率降低,且井径扩大率越大、扩大段长度越短,顶替效率越低;降低顶替速率、水泥浆稠度系数、流性指数,提高注水泥顶替时间,有助于提高不规则井段的注水泥顶替效率。

摘要：新疆油田稠油井火烧油层开发过程中油井水泥石长期在CO2腐蚀环境下服役,CO2与水泥石发生腐蚀反应,破坏水泥石结构,降低油井的使用寿命。针对这一问题,优化设计了一套在火烧油层高温条件下抗CO2腐蚀的水泥浆体系,以现场地面监测气质分析结果中CO2含量为依据,开展了水泥石的室内腐蚀试验。结果表明,腐蚀后水泥石的渗透率及孔隙度均变化不大;扫描电镜下观察,没有发现明显的裂纹,水泥石形貌致密,结构比较均匀。由此可见,腐蚀后的水泥石仍具备良好的强度,结构稳定。研究结果对在新疆油田成功实施火烧油层工艺技术,保证稠油开发后期进一步提高采收率,实现老区稳产具有重要意义。

摘要：为科学评价水泥浆体系的抗窜能力,基于可模拟循环变载条件的水泥环抗窜能力试验装置,对不同候凝条件和不同配方的水泥浆体系抗窜能力进行试验分析。分析结果表明:在套管内压循环变载条件下,相同的水泥浆体系在不同的候凝条件、不同体系在相同候凝条件呈现出不同的抗窜能力,如在套管内外35 MPa压差下,配方1的水泥浆体系循环30轮次未出现破坏,而配方2的水泥浆体系在循环第5轮次产生了微裂纹和微环隙,而采用水泥浆性能系数法(SPN)和气/水窜测试仪分析,这两种体系的抗窜能力接近。因此,对于采用分段压裂进行储层改造的页岩油气井,增加多轮次变载条件下水泥环抗窜能力评价,有助于设计出更合理的水泥浆体系,选取更科学的施工参数。

摘要：2018年10月,股份公司重点风险探井高探1井三开技术套管安全下至预定井深。9月29日凌晨,高探1井开始固井注水泥浆作业,经过近6h的连续施工,中完固井作业顺利完成。高探1井位于准噶尔盆地南缘冲断带四棵树凹陷高泉东背斜,设计井深5 980m,目前中完井深为5 430m。该井三开井段钻遇塔西河组、沙湾组、安集海河组和紫泥泉子组4个层位,此4层同打属首次实施。其裸眼井段长且岩性复杂,井壁稳定性差,钻井面临诸多挑战。使用油基钻井液体系进行三开钻进,钻进过程中逐步将钻井液密度提高至1.98g/cm^3以上后,井壁掉块现象缓解,井壁稳定性提高,顺利实现了4层同打。