【摘要】：在復(fù)雜地質(zhì)條件鉆井過程中,由于泥巖段、煤層等層段穩(wěn)定性差,井壁容易垮塌,易形成大環(huán)空、“糖葫蘆”井和鋸齒形井眼,造成井徑的幾何曲線不規(guī)則并導(dǎo)致頂替效率不高。固井過程中,井內(nèi)流體在相互接觸、相互驅(qū)替過程中受多重力學(xué)及實際幾何流場的影響,容易發(fā)生竄槽、井壁上鉆井液濾餅剪切、清洗不干凈,從而導(dǎo)致封固不嚴密等嚴重影響固井質(zhì)量的問題,給后續(xù)鉆井作業(yè)、增產(chǎn)改造等,甚至給區(qū)域勘探開發(fā)帶來諸多問題,嚴重影響油田勘探開發(fā)效益。對于井徑不規(guī)則所引起固井環(huán)空頂替效率不高的問題,國內(nèi)外研究還不全面,因此,研究井徑不規(guī)則對頂替效率的影響對現(xiàn)場鉆井控制井眼質(zhì)量以及固井施工控制流體流變參數(shù)以提高頂替效率、改善固井質(zhì)量有重要的現(xiàn)實意義。本文運用建模軟件CFD以及計算流體力學(xué)軟件Fluent研究了不同井徑幾何曲線以及赫巴模式下工作液流變性能對固井頂替效率的影響,并研究了在不同井徑幾何曲線下偏心度、頂替時間以及井斜角對頂替效率的影響。研究結(jié)果表明,井徑幾何曲線越復(fù)雜,頂替效率越低;在井徑整體變化的情況下,隨著井眼擴大率的增大,固井頂替效率逐漸降低;隨著單凹陷擴徑率的增加,頂替效率逐漸降低;在單凹陷擴徑率不變的情況下,單凹陷擴徑長度對頂替效率有巨大影響,當長度小于臨界值時凹陷內(nèi)的頂替效率極低,當長度大于臨界值時頂替效率逐漸趨于穩(wěn)定;在擴徑率不變的情況下,隨著凹陷個數(shù)的增加,頂替效率逐漸降低,但個數(shù)越多時頂替效率降低速率越慢;隨著鋸齒形擴徑角的增加,頂替效率逐漸降低;隨著鋸齒個數(shù)的增加,頂替效率逐漸降低,但降低的幅度逐漸減小。在不同井徑幾何曲線下,研究了井眼條件對頂替效率的影響,結(jié)果表明:偏心度越大,頂替效率越低;井斜角越大,頂替效率越低;隨著頂替時間的增加,頂替效率先增大,然后保持穩(wěn)定。在赫巴模式下工作液流變性能對頂替效率的影響方面,研究結(jié)果表明:在不同井徑曲線下,流態(tài)對頂替效率都表現(xiàn)出相同的規(guī)律,塞流的頂替效率最高,紊流次之,層流最低;水泥漿和鉆井液的靜切力在不同井徑曲線下對頂替效率表現(xiàn)出不同的影響效果,隨著水泥漿靜切力的逐漸增加,頂替效率逐漸增大,隨著鉆井液動切力的逐漸增加,頂替效率逐漸降低;水泥漿和鉆井液的稠度系數(shù)在不同井徑曲線下對頂替效率表現(xiàn)出不同的影響效果,隨著水泥漿的稠度系數(shù)不斷增大,頂替效率逐漸增高,隨著鉆井液稠度系數(shù)的不斷增大,頂替效率一直降低;水泥漿和鉆井液的流性指數(shù)在不同井徑曲線下對頂替效率表現(xiàn)出幾乎相同的影響效果,都是隨著流性指數(shù)的不斷增大,頂替效率逐漸增高。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

某1井三開下部井段井徑曲線
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE256

【參考文獻】

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本文編號：2626379