热力耦合过程中的水泥环完整性

来源 :中国石油学会2018年固井技术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jluzoro
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水泥环的密封完整性对降低环空带压、提高井筒安全性、延长气井开采寿命至关重要.稠油热采过程将会引起井筒附近地层温度场的改变,本文将注气前的地应力、热采过程中局部地应力改变及热应力的作用三种因素进行耦合求解分析,得到水泥环上的温度场及应力场.计算结果表明:热采过程引起的局部地应力变化对水泥环上的应力分布影响较大,增加水泥环的热膨胀系数和降低水泥环的弹性模量是确保水泥环完整性的有效技术手段.本文对热采过程中水泥环的力学行为做了一定的理论分析,要真正完全解决稠油热采井中的水泥环完整性问题尚需要进行大量深入的研究.
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准确预测候凝期间水泥浆失重过程中的浆柱压力变化,是预防固井气窜与环空带压的重要途径.然而,引发水泥浆失重的影响因素复杂多样,基于胶凝悬挂与体积收缩原理建立的失重预测模型有待进一步修正.因此,针对新型的苯丙胶乳防气窜水泥浆体系,利用水泥浆精确压力传导装置,采集水泥浆压力变化数据120余组.基于实验数据,采用多重回归拟合方法,建立了无量纲化的水泥浆失重预测模型,并开展了参数敏感性分析,发现:温度越高、
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深水作业时,海水对流换热作用等对井内循环温度计算影响显著.目前,国内鲜有针对深水固井循环温度预测的研究.本文考虑了隔水管增压流和海水区域的对流作用,建立了深水固井循环温度场的预测模型.一方面通过与钻井不钻进循环期间的实测随钻温度数据对比;另一方面通过与固井下套管循环期间,钻井液出口温度、国外软件模拟的温度数据对比,反映出本算法计算的温度场有较高的可信度.
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