现代固井技术理论基础和现场经验.ppt

现代固井技术讲座 《现代固井技术的理论基础和现场经验》 第三部分 现代固井技术 现场应用的 技术保证（二） 现代固井技术现场应用的基本保证现代固井技术特殊计算模式 （一）现代固井技术特殊计算在固井中的意义 （二）现代固井技术特殊计算的理论根据 （三）现代固井技术计算的主要模式 （一） 现代固井技术特殊计算在固井中的意义 １.　高温高压井固井作业，需要有特殊计　　 　　 算模式，重点解决井漏和气窜等问题； ２.　解决固井事故需要作特殊计算； ３. 现代固井技术离不开严密的施工措施 和准确的数据,因此需要作特殊计算。 解决固井事故急需准确答案 某高温高压深井下套管突然井漏了，这是为什么，答案在哪里？ 某高压气井固井后气窜了井喷了，这是为什么，能预告吗？答案在哪里？ 某井下完套管开泵循环，井漏了；固井过程继续漏泥浆；替泥浆过程漏失更严重。这又是为什么，答案在哪里？……。 原因并不复杂，可是有没有一个准确的数据作答案？这就是现代固井设计特殊计算模式所要解决的任务，也就是固井特殊计算在现场固井中应用的意义。 固井特殊计算模式的理论根据 “注水泥工艺是一门科学”，“注水泥作业是一口井整个施工中最重要的组成部分”。注水泥工艺是一门由多学科组成的 科学，它包括化学、地质、物理、石油机械和电工学，每一门学科对实行层间封隔这一固井目的都是很重要的。 固井特殊计算模式的主要项目 1. 下套管激动压力对地层的影响 2. 允许的激动压力范围套管下放速度 3. 破坏泥浆凝胶结构所增加的压力 4. Halliburton井底循环温度（BHCT）计算模式 5. Amoco BHCT 计算模式 6. API 新标准BHCT计算模式 7. 测井资料求BHCT计算模式 固井特殊计算模式的主要项目 8. 气窜潜在系数预测气窜 9. 水泥浆性能系数预测气窜 10. 双级注水泥防窜设计 11. 水泥浆循环候凝法计算模式 12. API水泥浆流动计算模式 （一）下套管激动压力对地层的影响 1. 这时套管下端是封闭的，套管下入井内，所 有流动都在环空。 2. 根据钻井水力学，钻杆垂直运动引起波动压 力的原理，下端封闭的管子向下运动时，管 子地段的摩阻压力变化将使该处的压力升 高，这就是激动压力，因而对地层造成破 坏（相反方向叫抽吸压力）。 应用的公式及计算方法 1.在预定的套管下放速度下计算流体在环空的平均速度： Va = DP2*Vp/(D2h-D2p) （ft/s） 2.计算它所产生的激动压力梯度 dPf/DL=（(Va+1/2Vp)/(1000(Dh-Dp))2）*cp 3.计算薄弱层压力当量密度 （ppg） 4. 安全检验 5. 符号说明： Va ——环空平均速度（ft/s） DPDh---管径和井径（in） Vp——套管设计的下放速度（ft/s） cp——泥浆塑性粘度厘泊cp （与mPa.s同） 1 cp=1 mPa.s dPf/DL——激动压力梯度psi 计算举例 1. 井况设定：在13-3/8套管内下11-3/4”套管，14井眼。 泥浆密度16ppg ,塑性粘度40cp,薄弱层在8842ft(2695m),破裂压力 当量密度18.78ppg(2.25g/cm3)，13-3/8”套管内径12.515”。 2. 决定下放速度30s/pice (即30s/12m) 3. 计算结果：设计下放速度1.31ft/s 平均下放速度9.47ft/s 计算的薄弱层当量29.6518.78 ppg 井漏了 （二）允许在激动压力范围计算套管下放速度 1. 所谓激动压力就是下端封闭的管子向下运动时，管子地段的摩阻压力变化将使该处的压力升高。激动压力范围就是指该处的破裂压力和该处泥浆静液柱压力的差值。 2. 激动压力的计算与井眼、管径和塑性粘度有关。在一定的井眼条件下，塑性粘度越大激动压力越大，下放速度就越慢。 套管下放速度计算 计算公式如下： Pw=0.052*L*WP dPw/dL=(Pw-Phy)/L V=(dPw/dL*1000(Dh-Dp)2/((Dp2/((D2h- D2p)+1/2))*cp) L---薄