針對(duì)深水固井候凝期間水泥漿溫度、壓力與水化反應(yīng)之間復(fù)雜的相互作用,基于水泥漿水化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)建立深水固井候凝井筒溫度壓力耦合模型,利用差分法進(jìn)行耦合數(shù)值求解,并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比以驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。考慮水化反應(yīng)、溫度、壓力之間的相互作用時(shí),新建立的固井井筒溫度壓力耦合模型計(jì)算精度在5.6%以內(nèi),能夠很好地滿足工程要求。結(jié)合深水井開(kāi)展數(shù)值模擬分析候凝期間井筒溫度、壓力、水化度的演化規(guī)律,研究結(jié)果表明:水泥漿溫度在水化熱作用下會(huì)迅速升高;隨著水泥漿膠凝強(qiáng)度的發(fā)展,水泥漿的孔隙壓力會(huì)逐漸降低,甚至低于地層壓力,從而引發(fā)氣竄;瞬態(tài)變化的溫度和壓力會(huì)影響水泥漿水化反應(yīng)速率,井筒深部的水泥漿在高溫高壓環(huán)境下具有更快的水化反應(yīng)速率;對(duì)于深水固井作業(yè)來(lái)說(shuō),泥線附近的低溫環(huán)境會(huì)延長(zhǎng)水泥漿的候凝時(shí)間,導(dǎo)致固井工作周期變長(zhǎng)。圖16表2參26 

【文章來(lái)源】：石油勘探與開(kāi)發(fā). 2020,47(04)北大核心EISCICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

深水固井工藝示意圖

水泥漿的孔隙壓力隨膠凝強(qiáng)度的增加不斷減小，該過(guò)程與水泥漿水化反應(yīng)密切相關(guān)。因此，水泥漿內(nèi)孔隙壓力的計(jì)算應(yīng)考慮水泥漿水化反應(yīng)的影響。當(dāng)水泥漿的有效應(yīng)力增加到一定程度，水泥漿的強(qiáng)度便能夠支撐起自身的重量，該時(shí)刻水泥漿內(nèi)的孔隙壓力下降到孔隙水的靜液柱壓力并維持恒定[21]:結(jié)合水泥漿的水化動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型，水泥漿孔隙壓力可以表達(dá)為：

考慮到井眼直徑遠(yuǎn)小于井筒長(zhǎng)度，故將套管與水泥環(huán)劃分成一維單元格；而地層相對(duì)于井筒為軸對(duì)稱，故可劃分成二維單元格。圖3為計(jì)算過(guò)程中單元格劃分示意圖。2.3 方程離散

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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