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探究固井中隔離液的安全性

文檔作者：程慶偉汪鵬鄧橋任經(jīng)緯文檔來源：中國石油大學(xué)(北京)		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月31日
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探究固井中隔離液的安全性
程慶偉汪鵬鄧橋任經(jīng)緯(中國石油大學(xué)(北京)，北京102249)
摘要：在本文計算條件下，降低隔離液流性指數(shù)與稠度系
數(shù)，有利于減小頂替界面長度，減輕寬邊上部滯留層的發(fā)展，提
高水平并固井頂替效率，對固井的安全性提高有很大的提升，
同時也為現(xiàn)場的施工提供了一個指導(dǎo)方向。
關(guān)鍵詞：隔離液；固井安全；頂替效率
建立水平井固井頂替物理與數(shù)學(xué)模型，是水平井固井頂替
數(shù)值模擬研究的基礎(chǔ)。水平井固井頂替過程中，水泥漿與隔離
液之間屬于細長體條件下的液體與液體之間的兩相流動，兩者
之間存在質(zhì)量擴散過程與流態(tài)差異，需要采用相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型
進行描述。
1隔離液流性指數(shù)對固井安全的影響
隔離液流性指數(shù)對水平井固井頂替過程有著重要的影響，
為了研究不同流性指數(shù)的隔離液對水平井固井頂替影響規(guī)律，
本節(jié)選取除隔離液流性指數(shù)以外，其他固井參數(shù)完全一致的算
例結(jié)果進行分析。根據(jù)對不同隔離液流變參數(shù)的固井頂替數(shù)
值模擬結(jié)果，讀取不同時刻頂替前緣與頂替后緣的坐標，得出
不同時刻的頂替界面長度，繪制不同隔離液流變參數(shù)條件下頂
替效率隨頂替時間變化曲線。
圖1隔離液流性指數(shù)對頂替效率的影響
圖l結(jié)果顯示，隔離液流性指數(shù)規(guī)律性明顯，頂替效率均隨
水泥漿流性指數(shù)的增大而降低。當隔離液流性指數(shù)較大時，窄
邊指進嚴重，寬邊上層滯留顯著，頂替界面發(fā)展迅速。隨著隔
離液流性指數(shù)的減小，窄邊指進減弱，頂替界面發(fā)展逐漸平緩。
2隔離液稠度系數(shù)對固井安全的影響
不同隔離液稠度系數(shù)條件下的頂替界面發(fā)現(xiàn)均為窄邊流
動指進的特征。當隔離液稠度系數(shù)較大時，窄邊指進嚴重，寬
邊上部滯留層顯著。隨著隔離液稠度系數(shù)的減小，窄邊指進減
弱，頂替界面發(fā)展逐漸平緩。
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頂替時間，S
圖2隔離液稠度系數(shù)對頂替效翠的影響
圖2顯示，頂替效率都隨著隔離液稠度系數(shù)增加而降低，綜
上，隔離液流變參數(shù)對水平井固井頂替界面有較大影響，各項
固井施工參數(shù)與本文模擬參數(shù)基本一致的情況下，降低隔離液
流性指數(shù)與稠度系數(shù)，有利于減小頂替界面長度，減輕寬邊上
部滯留層的發(fā)展，提高水平井固井頂替效率。
3隔離液流變參數(shù)優(yōu)化
降低隔離液流性指數(shù)與稠度系數(shù)，對固井的安全性有很大
的提升，但是考慮現(xiàn)場施工因素的條件下，并不可能完全降低
其流變參數(shù)，所以在一定的范圍內(nèi)，現(xiàn)場施工允許的條件下，適
當?shù)慕档透綦x液流性指數(shù)和稠度系數(shù)是有利于固井安全性提
高的。
4認識和建議
(1)降低隔離液流性指數(shù)與稠度系數(shù)，有利于減小頂替界
面長度，減輕寬邊上部滯留層的發(fā)展，提高水平井固井頂替
效率。
(2)選擇正確的數(shù)值模型將有利于研究隔離液對固井安全
性的影響。
(3)在一定范圍內(nèi)，適當降低隔離液的流性指數(shù)和稠度系
數(shù)，對固井的安全性有很大的提高。
(4)理論意義上對隔離液的研究將進一步指導(dǎo)實際施工，
對以后的固井安全指導(dǎo)意義明顯，但是還有待深一步探究。
278萬J方化數(shù)工據(jù)彳理2016年5月

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