固井施工技術(shù)ppt課件(參考版)
2025-01-22 21:08本頁面
【正文】 。 研究表明： 當(dāng) Nrec= 2369 時(shí) 頂替液在寬間隙處的頂替效率達(dá) 100%，而在窄間隙處的頂替效率僅有 60%，說明窄間隙處有滯留泥漿； 69 當(dāng) NRec= 2856 時(shí) 三個(gè)不同的間隙達(dá)到 100%的頂替效率需要的紊流接觸時(shí)間是 7～ 10min ； 當(dāng) NRec = 4747 時(shí) 整個(gè)環(huán)空間隙達(dá)到 100%的頂替效率需要的接觸時(shí)間僅 2～ 3min。（見表 ） 65 表 完井液、沖洗液性能 井號(hào) 類別 漏斗粘度 (S) 密度 (g/㎝ 3) 初切 10s 終切 10 min 泥餅 ㎜ 濾失 ml PV YP Pa 文 14 原井漿 128 33 46 2 稀釋后 30 1 8 0 鮮 4 原井漿 33 10 7 稀釋后 17 1 12 鮮 5 原井漿 29 1 3 6 稀釋后 0 0 11 鮮 6 原井漿 48 4 7 稀釋后 22 0 0 10 66 從表 ,稀釋后的完井液在頂替時(shí)有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn) : (1)能在低返速下 (低排量 )完井液可達(dá)到較高 的紊流速度 ,即所需要的臨界排量小 (見表 )； （ 2）對(duì)泥漿的頂替效果好，特別對(duì)于套管偏心時(shí)效果更明顯； （ 3）在設(shè)計(jì)水泥漿上返速度時(shí)可適當(dāng)降低頂替排量，一般可考慮水泥漿在低速層流范圍下流動(dòng) 。 63 表 井號(hào) 實(shí)際施工排量 M2/min 紊流臨界返速需要的排量 領(lǐng)漿 (M2/min) 尾漿 (M2/min) 文 14 ～ ～ 鮮 4 ～ ～ 鮮 5 ～ ～ 鮮 6 ～ ～ 64 由表中數(shù)據(jù)對(duì)比 ,實(shí)際的施工排量在～ 24L/S,但是與達(dá)到紊流的臨界排量相差甚遠(yuǎn)，而水泥漿在環(huán)空的流態(tài)經(jīng)計(jì)算獲得屬低速層流。但是往往受到許多條件的限制，而真正使水泥漿達(dá)到紊流頂替的并不多見。 過份追求水泥漿在環(huán)空流動(dòng)時(shí)達(dá)到紊流狀態(tài)，將受到諸多因素的限制，改善水泥漿性能時(shí)要綜合考慮其它性能的變化，特別是漿體的穩(wěn)定性和早強(qiáng)性。 61 由上述三點(diǎn)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則可以看出，在確定水泥漿的性能時(shí)，主要考慮水泥漿在靜止?fàn)顟B(tài)下的物理化學(xué)性能。往往通過調(diào)整的水泥漿和降低排量后，水泥漿在環(huán)空的流速基本上都屬于層流范圍，那么在這種流態(tài)下如何保證環(huán)空的頂替效率，是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中必須考慮的問題。根據(jù)上述原則，水泥漿的上返速度和流變性應(yīng)滿足以下要求： 賓漢液體： VC≤ ?S ≤ ?0s ≤ 冪律液體： VC≤ n ≥ k ≤ LDDPP SeWhaFb ?))(( ??)(1012 24 eW DDSs ?? ??LDDPP seWhaFb ?))(( ??snewnC DDV ?)( 2 ??3 0 0)( SCeW VDD ??56 式中： VC—考慮平衡壓力固井時(shí)環(huán)空允許的最大上返速 度； M/S ?S—塑性粘度 ； ?O__ 動(dòng)切應(yīng)力 ； Pa DW__平均井徑 ； ㎝ De__套管外徑 ； ㎝ n—流性指數(shù) ； k—稠度系數(shù) ； PFb—地層破裂壓力； MP Pha—環(huán)空靜液柱壓力； MP L —井深；； M 根據(jù)上述約束條件，計(jì)算出相應(yīng)的 VC、 n、 k值 （ 1）水泥漿在環(huán)空的臨界雷諾數(shù) NRec＝ 34701370n n＝ lg(?300/ ?100) k＝ (?300/511n) (2)水泥漿在環(huán)空的實(shí)際上返速度 VC1＝ nneWnScDDnnKN ???? 22 1Re))(48()(?(3)臨界排量 QC＝ 通過對(duì)水泥漿頂替參數(shù)的計(jì)算，要使水泥漿在環(huán)空達(dá)到紊流，計(jì)算結(jié)果可能出現(xiàn)兩種情況： ①計(jì)算結(jié)果滿足約束條件； ②計(jì)算結(jié)果不能滿足約束條件，或者計(jì)算出的施工參數(shù)根本無法實(shí)現(xiàn)。”后面的數(shù)值表示被測液體在旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)上的讀值。100) 當(dāng) F =? ,選用賓漢模式 ,反之則選用冪律模式。100)/(248。 53 根據(jù)中石油頒布的注水泥流變學(xué)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) ,流變模式的選擇應(yīng)根據(jù)水泥漿的剪切速率與剪切應(yīng)的吻合程度來確定 ,其判別的標(biāo)準(zhǔn)為 : F = (248。 要做到環(huán)空頂替時(shí)的壓力平衡關(guān)系 ,就必須控制水泥漿的流變性能和它的上返速度 ,使之保持地層壓力允許的范圍。 即 :保證水泥漿在注替過程及水泥漿在凝結(jié)過程中的壓力平衡關(guān)系 : PP?PF? PF0 PP—地層孔隙壓力 , PF—注替壓力和水泥漿柱壓力 , PF0—地層破漏壓力。要使水泥漿在環(huán)空達(dá)到紊流狀態(tài)，一般采用的方法是調(diào)整水泥漿的流變性能或在施工中提高頂替排量， 但是在注水泥施工中不僅要求流態(tài)滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)還應(yīng)考慮注水泥時(shí)漿柱壓力和動(dòng)壓與地層壓力的平衡關(guān)系 ，這樣就提出了平衡壓力注水泥技術(shù)。 50 一 盡管設(shè)計(jì)出了比較好的水泥漿體系，施工中沒有相應(yīng)的技術(shù)保障和技術(shù)措施的落實(shí)，同樣不可能獲得好固井質(zhì)量。 注水泥施工方案是否合理，是關(guān)系到能否提高環(huán)空頂替效率的主要因素；從環(huán)空頂替效率主要因素的研究和大量的實(shí)踐證明，一般應(yīng)該遵循： 48 應(yīng)遵循的基本原則之： ⑴ 保證套管在井內(nèi)有足夠的居中度； ⑵注水泥之前應(yīng)充分循環(huán)泥漿，調(diào)整好完井液的各項(xiàng)性能，使之滿足水泥頂替的基本要求； ⑶有條件的情況下，盡可能保證使水泥漿達(dá)到紊流頂替；
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