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连续变化内压下套管-水泥环-围岩组合体微环隙计算 被引量：88
1
作者 初纬 沈吉云 +2 位作者 杨云飞 李勇 高德利 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期379-385,共7页
固井后井筒内压力的变化可能导致水泥环破坏或使水泥环产生塑性变形,从而在第一界面或第二界面处产生微环隙。基于Mohr-Coulomb准则,建立了套管-水泥环-围岩组合体弹塑性分析模型,对套管内压力加载和卸载过程进行分析,以界面拉力大小判... 固井后井筒内压力的变化可能导致水泥环破坏或使水泥环产生塑性变形,从而在第一界面或第二界面处产生微环隙。基于Mohr-Coulomb准则,建立了套管-水泥环-围岩组合体弹塑性分析模型,对套管内压力加载和卸载过程进行分析,以界面拉力大小判定是否产生微环隙,并给出了微环隙大小的计算公式。使用该模型对前人的气窜实验进行模拟,理论结果与实验结果相符。分析结果表明,微环隙的产生由加载和卸载过程共同决定。加载过程可能会使水泥环进入塑性,而卸载时内压降低将导致界面受拉,从而产生微环隙。第一界面、第二界面均可能产生微环隙,取决于界面胶结强度与界面拉力的关系。卸载时,第一界面拉力大于第二界面拉力,当两个界面胶结强度接近时,第一界面更容易产生微环隙。该模型可用于评价水力压裂等过程中水泥环密封失效的风险,为现场施工提供依据,从而降低井筒密封完整性失效的风险。 展开更多
关键词 套管-水泥环-围岩微环隙 井筒完整性 弹塑性特征 胶结强度 套管内压力加载 套管内压力卸载
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页岩气水平井压裂对井筒完整性的影响 被引量：72
2
作者 刘奎 王宴滨 +2 位作者 高德利 李星君 张勇 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期406-414,共9页
以弹塑性力学为基础,借助复变函数与应力场分解,对页岩气压裂过程中水平段套管-水泥环-地层系统的力学行为进行分析研究,通过接触面上位移连续条件得到了系统各接触表面的受力表达式;以Drucker-Prager岩土屈服条件为破坏准则,得到了水... 以弹塑性力学为基础,借助复变函数与应力场分解,对页岩气压裂过程中水平段套管-水泥环-地层系统的力学行为进行分析研究,通过接触面上位移连续条件得到了系统各接触表面的受力表达式;以Drucker-Prager岩土屈服条件为破坏准则,得到了水泥环达到屈服时的最大套管内压力,并讨论了套管及水泥环参数变化对系统受力行为的影响规律。计算结果表明:水泥环内表面比套管更容易达到屈服极限,水泥环厚度对水泥环内壁受力影响较小;增加套管壁厚,有利于保护井筒的完整性;套管内径和水泥环弹性模量对水泥环内壁受力影响较大,套管内径和水泥弹性模量越小,则水泥环越安全。研究结果对于页岩气压裂过程中井筒完整性设计控制具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 页岩气 水平井 压裂 套管水泥环 Drucker-Prager屈服条件 井筒完整性
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高温含CO_2气井的井筒完整性设计 被引量：65
3
作者 张智 李炎军 +4 位作者 张超 黄熠 郭永宾 罗黎敏 施太和 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期79-86,共8页
高温含CO2气井(特别是海洋及深水油气井)的井筒完整性备受关注,因它涉及太多的具体技术、材料和工具及装备。为此,在深入研究挪威石油工业协会和美国石油学会最新发布的井筒完整性技术标准的基础上,结合已经取得的经验和大量的实验评价... 高温含CO2气井(特别是海洋及深水油气井)的井筒完整性备受关注,因它涉及太多的具体技术、材料和工具及装备。为此,在深入研究挪威石油工业协会和美国石油学会最新发布的井筒完整性技术标准的基础上,结合已经取得的经验和大量的实验评价成果,重点对投产期的井筒完整性设计框架进行了研究。提出了井筒完整性设计理念,推荐了井筒腐蚀完整性管理方法及技术流程,给出了井筒安全屏障系统划分方法,从实体屏障、水力屏障、操作屏障3个方面讨论了井筒安全屏障分类和功能,以及油管柱设计及完整性管理。同时,给出了固井水泥屏障设计要求及方法,强化了井筒水力屏障对井筒完整性的作用,重点阐述了井筒的腐蚀完整性评价和管理的"适用性"理念和方法。针对海洋气井,还提出了适合的油套环空保护液,将环空保护液和水泥面之上滞留流体按水力屏障对待。 展开更多
关键词 井筒完整性 实体屏障 水力屏障 操作屏障 气井 CO2 高温 腐蚀完整性
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含硫气井的井筒完整性设计方法 被引量：59
4
作者 张智 周延军 +3 位作者 付建红 陈明 李文飞 施太和 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期67-69,共3页
针对API/ISO或GB/SY标准设计的油管、套管不能完全保证在服役过程中完整性的现状,参考挪威石油工业协会NORSOK D-010标准,研究了"井筒完整性设计"的理念和设计方法,提出了井下作业的井筒完整性管理方法,防止井下作业工具对套... 针对API/ISO或GB/SY标准设计的油管、套管不能完全保证在服役过程中完整性的现状,参考挪威石油工业协会NORSOK D-010标准,研究了"井筒完整性设计"的理念和设计方法,提出了井下作业的井筒完整性管理方法,防止井下作业工具对套管可能产生的潜在损伤。从API圆螺纹和偏梯形螺纹的使用限制、金属接触气密封螺纹的选用方法、井下组件潜在的电偶腐蚀和缝隙腐蚀等角度,研究了降低螺纹连接部位被腐蚀、泄漏或断裂的措施,尽可能保持井筒物理上和功能上的完整性,使井筒始终处于受控状态。建议在井筒完整性设计过程中,重视螺纹的合理选用以及正确操作、井下组件的电偶腐蚀,以降低密封失效的风险。 展开更多
关键词 气井 高含硫化氢 高产 井筒 完整性 设计 螺纹选用
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昭通国家级页岩气示范区水平井地质工程一体化导向技术应用 被引量：45
5
作者 梁兴 徐进宾 +5 位作者 刘成 焦亚军 舒红林 陈安环 卞维坤 陶晓峰 《中国石油勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期226-232,共7页
与成功进行页岩气开发的北美地区及四川盆地内勘探开发区块不同,昭通国家级页岩气示范区具有微幅度构造及裂缝发育、应力条件差、箱体厚度薄等特点,水平井钻井中轨迹控制难度大,页岩气高效开发难度高。综合地质工程因素,统筹考虑,进行... 与成功进行页岩气开发的北美地区及四川盆地内勘探开发区块不同,昭通国家级页岩气示范区具有微幅度构造及裂缝发育、应力条件差、箱体厚度薄等特点,水平井钻井中轨迹控制难度大,页岩气高效开发难度高。综合地质工程因素,统筹考虑,进行轨迹优化控制,以经济效益为前提建立钻井提速提效模式。其核心在于通过钻前分析、钻中优化、钻后评价,不断探索优质页岩储层空间展布规律、优选技术方案,采用元素录井+随钻伽马控制技术、地震逐点引导技术、蚂蚁体+视极性工程预警技术和导向工具优化组合,实现箱体的准确着陆及水平段的精准穿行,有效保障了水平段优质储层钻遇率和轨迹平滑,钻井品质不断提升,为实现单井高产打下坚实基础,地质工程一体化导向技术现场应用效果显著。 展开更多
关键词 山地页岩气 地质工程一体化 井眼轨迹 钻遇率 井筒完整性
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复杂工况油套管柱失效控制与完整性技术研究进展及展望 被引量：43
6
作者 冯耀荣 付安庆 +4 位作者 王建东 王鹏 李东风 尹成先 刘洪涛 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期106-114,共9页
随着对深层碳酸盐岩、新区、页岩等油气勘探开发力度的加大,油气田的地层条件和介质环境变得更为苛刻复杂,油套管柱变形、泄漏、腐蚀、挤毁、破裂等失效事故时有发生;加上特殊结构井和特殊工艺井、特殊增产改造措施等对油套管柱提出的... 随着对深层碳酸盐岩、新区、页岩等油气勘探开发力度的加大,油气田的地层条件和介质环境变得更为苛刻复杂,油套管柱变形、泄漏、腐蚀、挤毁、破裂等失效事故时有发生;加上特殊结构井和特殊工艺井、特殊增产改造措施等对油套管柱提出的新要求,油套管柱面临着一系列新的挑战和难题需要破解。为此,围绕我国石油天然气工业增储上产的迫切需求和深井超深井、特殊结构和特殊工艺井、强酸/大排量高压力反复酸化压裂增产改造等复杂工况油套管柱失效频发的技术难题,历经十余年攻关,取得了一系列试验研究进展与重要技术成果,主要包括:(1)形成了基于气井全生命周期的油套管腐蚀选材评价、腐蚀控制和油套管柱完整性技术;(2)形成了油套管柱螺纹连接结构和密封可靠性设计评价及配套技术;(3)研发并形成了低渗透致密气井经济高效开发“API长圆螺纹套管+CATTS101高级螺纹密封脂”套管柱技术;(4)建立了高温高压等复杂工况油套管柱结构和密封完整性试验平台和评价技术。进而根据当前国家大力提升油气勘探开发力度的新要求和面临的新问题,提出了继续深入开展深层、酸性环境、页岩气等复杂工况油套管柱失效控制与完整性研究攻关的若干建议。结论认为,上述技术成果有力地支撑了我国重点油气田的经济有效开发。 展开更多
关键词 复杂工况 套管 油管 失效控制 腐蚀控制 特殊螺纹 完整性评价 实物试验 井完整性
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页岩气井井筒完整性若干研究进展 被引量：42
7
作者 高德利 刘奎 《石油与天然气地质》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期602-615,共14页
在页岩气开发工程中遭遇了井筒完整性问题,主要包括页岩气井水泥环密封失效引起的环空带压问题和页岩气井压裂过程中的套管变形问题。基于目前已有的相关研究成果,总结分析了页岩气井井筒完整性失效问题的相关研究进展情况。随着国内外... 在页岩气开发工程中遭遇了井筒完整性问题,主要包括页岩气井水泥环密封失效引起的环空带压问题和页岩气井压裂过程中的套管变形问题。基于目前已有的相关研究成果,总结分析了页岩气井井筒完整性失效问题的相关研究进展情况。随着国内外学者对页岩气井压裂过程中套管变形研究的逐渐深入,认为页岩气井套管变形的主要影响因素包括压裂过程中的温度应力、储层非对称压裂、固井质量差及断层或裂缝滑动等。其中,压裂过程中断层或裂缝滑动造成的页岩气井套管剪切变形机理已经受到越来越多的研究人员关注,并提出可以通过提高套管强度和固井质量、避开断层或裂缝滑动区域来有效降低套管变形的技术对策。页岩气井水泥环密封失效主要由套管内压变化和套管偏心引起的水泥环屈服破坏、界面裂缝引起的窜流等问题造成的,通过采用膨胀水泥、柔性水泥及环空预应力等技术措施可有效减小水泥环密封失效的风险。通过优化设计页岩气井的特殊水泥浆体系,对于有效提高页岩气井水泥环密封完整性具有重要意义。考虑到水泥浆固井密封能力的局限性,还可以附加考虑在井眼环空局部采用机械密封方法达到密封完整性要求。关于页岩气井井筒完整性的研究结果,对于通过体积压裂完井的其它非常规油气井工程相关设计控制也具有重要的参考意义。 展开更多
关键词 套管 水泥环 窜流 井筒完整性 水力压裂 页岩气井 非常规油气井
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地下储气库完整性管理体系及相关技术应用研究 被引量：36
8
作者 魏东吼 董绍华 梁伟 《油气储运》 CAS 北大核心 2015年第2期115-121,共7页
地下储气库作为天然气输配系统中重要的组成单元,其完整性直接影响整个天然气输配系统的安全平稳运行。地下储气库完整性管理旨在对处于动态变化中的储气库现场设备进行风险识别和评价,制定相应的风险控制对策,不断改善储气库的运行环境... 地下储气库作为天然气输配系统中重要的组成单元,其完整性直接影响整个天然气输配系统的安全平稳运行。地下储气库完整性管理旨在对处于动态变化中的储气库现场设备进行风险识别和评价,制定相应的风险控制对策,不断改善储气库的运行环境,从而降低事故的发生概率,将储气库的运行风险水平控制在可接受范围内。为此,对地下储气库完整性管理体系技术进行研究,阐述了储气库完整性管理理念,提出了储气库地面设施和井的完整性管理体系内容,重点研究了井的完整性管理体系,包括井的风险识别、监测、检测、评估技术,建立了井筒完整性监测方案,以及井口和井下设备、采气树、套管等的风险识别、完整性检测和评价方案。针对套管因注采条件变化及介质腐蚀影响而易受损的特点,重点提出了含缺陷套管的强度评价及寿命预测方案。结合生产实际,提出了储气库完整性管理的相关建议。 展开更多
关键词 储气库 地面设施 井 完整性管理 完整性技术 完整性检测
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大压差条件下水泥环密封完整性分析及展望 被引量：34
9
作者 沈吉云 石林 +2 位作者 李勇 刘硕琼 江乐 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期98-108,共11页
为解决目前页岩气井、深井油气勘探开发中广泛存在的环空带压问题,结合理论研究成果及实验室模拟结果,分析得出了目前在"深层、低渗透、非常规"油气资源勘探开发过程中,大压差条件是造成水泥环密封完整性失效主要原因的认识... 为解决目前页岩气井、深井油气勘探开发中广泛存在的环空带压问题,结合理论研究成果及实验室模拟结果,分析得出了目前在"深层、低渗透、非常规"油气资源勘探开发过程中,大压差条件是造成水泥环密封完整性失效主要原因的认识。通过对四川盆地页岩气井、安岳气田和塔里木盆地库车山前等区块高温高压深井在钻井、压裂、生产过程中大压差工况进行梳理和定量计算,运用计算结果解释了上述两个地区气井在大压差条件下水泥环密封完整性失效的原因:加载阶段水泥环周向出现的拉应力、加载—卸载工况使水泥环产生塑性变形、在卸载过程中界面产生拉应力等,造成水泥环拉伸破坏及界面微环隙,从而破坏密封完整性。归纳总结了井筒全生命周期各环节出现密封完整性失效的风险,初步提出了大压差条件下保障水泥环密封完整性的应对措施:①提升水泥石抗变形能力;②提高第一界面及第二界面胶结力;③提高界面接触力。 展开更多
关键词 大压差 水泥环 密封完整性 微环隙 页岩气 深层油气 四川盆地 塔里木盆地
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塔里木盆地超深层油气藏试油与储层改造技术进展及发展方向 被引量：33
10
作者 刘洪涛 刘举 +5 位作者 刘会锋 邱金平 才博 刘军严 杨战伟 刘豇瑜 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期76-88,共13页
近年来,中国石油塔里木油田公司(以下简称塔里木油田)在塔里木盆地超深层油气勘探陆续取得重大突破。这与其超深层试油与储层改造技术的进步是密不可分的,随着超深井的逐渐增多,试油与储层改造技术仍需要持续升级、完善。为此,通过总结... 近年来,中国石油塔里木油田公司(以下简称塔里木油田)在塔里木盆地超深层油气勘探陆续取得重大突破。这与其超深层试油与储层改造技术的进步是密不可分的,随着超深井的逐渐增多,试油与储层改造技术仍需要持续升级、完善。为此,通过总结塔里木油田试油与储层改造技术的发展历程,系统梳理了其在超深层油气藏试油与储层改造方面取得的主要技术进展,并结合新的勘探开发形势与要求,指出了塔里木盆地超深层油气藏试油与储层改造技术今后一个时期的发展方向。研究结果表明:①塔里木油田已形成了一系列专项技术——超深高温高压气井安全快速测试技术,超深层、高含硫、缝洞型碳酸盐岩气藏完井试油一体化技术,超深层缝洞型碳酸盐岩储层深度改造技术,以及超深层、高温高压裂缝性致密砂岩气藏储层缝网改造技术,支撑了该盆地超深层油气藏的陆续勘探突破和持续高效开发;②随着油气勘探开发深度领域迈向9000 m,储层地质条件更加复杂,完井试油与储层改造技术面临着新的技术难题;③今后将围绕“可靠、安全、高效”的目标进行试油完井工具和工艺的持续升级和改进,需要不断完善储层改造地质工程一体化设计、改造工作液和材料以及耐高温高压工具和装备,以支撑精细化缝网体积改造;④新形势下,为了满足井完整性的要求,需要完善相关配套技术,同时建立套管磨损评价与地面管汇剩余寿命检测方法,以保障试油和储层改造工艺的顺利实施。结论认为,该研究成果可以为国内外超深层油气藏的安全高效建井与提产提供借鉴。 展开更多
关键词 塔里木盆地 超深层 致密砂岩气藏 缝洞型碳酸盐岩油气藏 高温高压 试油 储层改造 井完整性
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含硫气井井筒完整性风险评价研究 被引量：21
11
作者 张智 何雨 +3 位作者 王一婷 王汉 李晶 付子倚 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期101-107,共7页
针对含硫气井开发过程中井筒完整性失效风险,建立了含硫气井风险评价模型。采用Bow-tie模型将井筒完整性的失效形式分为水力屏障失效、实体屏障失效和操作管理屏障失效3个方面,确定了含硫气井井筒完整性失效的28个风险因素;基于层次分... 针对含硫气井开发过程中井筒完整性失效风险,建立了含硫气井风险评价模型。采用Bow-tie模型将井筒完整性的失效形式分为水力屏障失效、实体屏障失效和操作管理屏障失效3个方面,确定了含硫气井井筒完整性失效的28个风险因素;基于层次分析法定量确定了各风险因素的权重,通过风险矩阵法评估了风险因素发生的可能性与严重程度,实现了对井筒完整性风险等级的划分。将以上方法对某含硫气井进行了应用,确定了该井的风险等级及主要风险因素。研究结果表明:建立的风险评价模型能够对含硫气井井筒完整性进行评价,确定风险等级。该方法的应用有助于降低含硫气井的事故风险,可为含硫气井完整性现场管理提供参考。 展开更多
关键词 含硫气井 井筒完整性 风险评价 层次分析法
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固井界面微环隙产生机制及计算方法 被引量：18
12
作者 赵效锋 管志川 +4 位作者 史玉才 李涛 廖华林 蒋金兴 孙宝江 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期94-101,共8页
针对油气井生产过程中固井界面微环隙的产生和发展规律进行仿真试验研究,并对套管-水泥环界面的黏结力进行测量,基于以上研究建立固井界面微环隙的理论计算方法。结果表明:套管内压过大导致水泥环产生塑性变形,套管内压减小时固井界面... 针对油气井生产过程中固井界面微环隙的产生和发展规律进行仿真试验研究,并对套管-水泥环界面的黏结力进行测量,基于以上研究建立固井界面微环隙的理论计算方法。结果表明:套管内压过大导致水泥环产生塑性变形,套管内压减小时固井界面将受拉,实测固井界面存在数量级为0.1 MPa的黏结力,当界面拉力足以克服界面黏结力时,固井界面将会脱离产生微环隙;套管内压值越大,压力卸载后产生微环隙的机率越大,且微环隙尺寸越大;相同胶结质量下固井一界面比二界面更容易产生微环隙;理论计算结果与仿真试验结果具有较好的一致性。 展开更多
关键词 井筒完整性 微环隙 仿真试验 理论计算 黏结力
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高压气井环空压力管理图版设计与应用 被引量：17
13
作者 丁亮亮 杨向同 +3 位作者 张红 刘洪涛 曾努 陈亮 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期83-88,共6页
环空带压是国内外气田普遍存在的气井完整性管理技术难题,科学的环空压力管理能够有效缓解环空带压问题的恶化,保证油气井的长期完整性。但目前国际上应用广泛的几种环空压力管理技术均无法满足中国石油塔里木油田公司(以下简称塔里木油... 环空带压是国内外气田普遍存在的气井完整性管理技术难题,科学的环空压力管理能够有效缓解环空带压问题的恶化,保证油气井的长期完整性。但目前国际上应用广泛的几种环空压力管理技术均无法满足中国石油塔里木油田公司(以下简称塔里木油田)超深层高压气井的管理要求,急需一套适合于该公司超深层高压气井的环空压力管理技术。为此,基于国内外现有的气井环空压力管理技术,综合考虑超深层高压气井A环空对应所有井屏障部件在不同生产和关井工况下的安全性,创新了一套A环空最大允许压力曲线和A环空最小预留压力曲线的计算方法 ;同时,兼顾安全性和可操作,通过进一步优化B、C、D环空最大允许压力计算的考虑因素和安全系数取值,提出了一套B、C、D环空最大允许压力计算新方法 ;进而设计完成了一套高压气井环空压力管理标准化图版。该项技术已在该公司所有高压气井进行了推广应用,有效地支撑了塔里木油田超深层高压气井的安全高效开发。 展开更多
关键词 高压 气井 环空压力 井完整性 管理图版 设计 中国石油塔里木油田公司 塔里木盆地
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气井完整性概念初探及评价指标研究 被引量：16
14
作者 孙莉 樊建春 +2 位作者 孙雨婷 张喜明 文敏 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期79-84,共6页
针对目前国内外尚无明确的气井完整性概念和生产气井完整性评价指标体系的现状,分析了现有的关于气井完整性解释的不足,初步提出了气井完整性的概念,强调了气井完整性是气井处于地层流体发生无控制流动的风险在可接受范围之内的状态。... 针对目前国内外尚无明确的气井完整性概念和生产气井完整性评价指标体系的现状,分析了现有的关于气井完整性解释的不足,初步提出了气井完整性的概念,强调了气井完整性是气井处于地层流体发生无控制流动的风险在可接受范围之内的状态。并根据此概念,从完整性管理、屏障设备、监测状态三个方面,建立了气井完整性评价指标体系,分析了各个评价指标与气井完整性的关系。屏障设备完整性是气井完整性的核心,完整性管理是提高气井完整性的关键,监测状态是气井完整性最直接的判断依据。 展开更多
关键词 气井 完整性 概念 评价指标 完整性管理 屏障 监测状态
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昭通页岩气示范区水平井生产套管固井技术 被引量：14
15
作者 张永强 曲从锋 +3 位作者 卞维坤 陈安环 唐守勇 徐明 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2019年第5期31-34,共4页
昭通国家级页岩气示范区地处四川盆地边缘,为有效动用地质储量和提高单井产量,页岩气水平井水平段长度不断增加,最长水平段已达2 810 m,随着水平段长度不断加长,对套管安全下入及固井质量的保障面临严重挑战.文章研究实践表明,良好的井... 昭通国家级页岩气示范区地处四川盆地边缘,为有效动用地质储量和提高单井产量,页岩气水平井水平段长度不断增加,最长水平段已达2 810 m,随着水平段长度不断加长,对套管安全下入及固井质量的保障面临严重挑战.文章研究实践表明,良好的井身质量及科学的套管附件组合能确保套管顺利下入;高强度低弹模韧性水泥浆体系能保障大型压裂条件下水泥环完整性;高效洗油冲洗液能提高界面胶结质量;特色下套管技术能减轻套管曲屈;平衡压力固井、预应力固井等工艺技术能防止气窜和提高固井质量.以上固井技术在昭通页岩气示范区应用103口井,水平段平均固井质量合格率92%,优质率82%,为后期大型体积压裂提供了良好的井筒条件. 展开更多
关键词 长水平段 韧性水泥浆 预应力固井 井筒完整性
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气井井筒温度场及温度应力场的理论解 被引量：14
16
作者 李勇 纪宏飞 +3 位作者 邢鹏举 苏义脑 刘硕琼 魏风奇 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期84-94,共11页
基于传热学及弹塑性力学相关理论,结合固井水泥环实际密封工况,建立了2套数学模型:任意井型气井井筒温度场模型、套管-水泥环-地层围岩组合体温度场及温度应力场模型,形成了解析求解算法及工程分析软件,研究了温度应力场的影响因素。研... 基于传热学及弹塑性力学相关理论,结合固井水泥环实际密封工况,建立了2套数学模型:任意井型气井井筒温度场模型、套管-水泥环-地层围岩组合体温度场及温度应力场模型,形成了解析求解算法及工程分析软件,研究了温度应力场的影响因素。研究结果表明:产量对井筒温度场影响较大;高压高产气井的浅层固井水泥环温升明显,应提前分析预测其温度场及温度应力场的变化以决定是否加砂提升抗温性能;韧性好、弹性模量低、高强度(尤其是抗拉强度)、纵向胶结强度高的固井水泥环,更能在温升幅度较大时保持良好密封性能;两层或多层水泥环封固,相较于单层水泥环封固的情形,安全系数更高。该理论解可以提前分析预测温度对固井水泥环有效密封的影响,针对性优化设计固井水泥浆体系。 展开更多
关键词 气井 温度场 温度应力场 多层 固井水泥环 完整性
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注水井井筒完整性设计方法 被引量：13
17
作者 张智 杨昆 +2 位作者 刘和兴 李磊 梁继文 《石油钻采工艺》 CAS 北大核心 2020年第1期76-85,共10页
注水井服役工况复杂,管柱腐蚀、疲劳断裂、密封失效等情况时有发生,给井筒完整性管理带来巨大挑战。现行的井筒完整性标准并未对生产井与注水井严格区分,注水井的井筒屏障划分方法尚有诸多缺陷。参考挪威NORSOK D-010标准,结合注水开发... 注水井服役工况复杂,管柱腐蚀、疲劳断裂、密封失效等情况时有发生,给井筒完整性管理带来巨大挑战。现行的井筒完整性标准并未对生产井与注水井严格区分,注水井的井筒屏障划分方法尚有诸多缺陷。参考挪威NORSOK D-010标准,结合注水开发现状分析了注水井井筒工作状态的特殊性,探讨了井筒屏障失效原因,明确了应重点关注的井屏障部件。建立了注水井的井筒屏障系统,将井下安全阀从第一级屏障划出,将井口至井下安全阀之间的油管柱及部件、采油树二号主阀纳入第一级屏障范畴。讨论了关键部件的验收标准,从井屏障设置、腐蚀控制、寿命预测、作业参数控制及井资料记录五个方面探讨了注水井井筒完整性设计内容。最终形成了注水井井筒完整性设计流程,对各油田维持注水开发的安全稳定、经济高效具有重要指导意义。 展开更多
关键词 注水井 井筒完整性 井筒屏障 井下安全阀 腐蚀 寿命预测
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页岩气井井筒完整性失效力学机理与设计控制技术若干研究进展 被引量：13
18
作者 高德利 刘奎 +2 位作者 王宴滨 刘金海 李轩 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1798-1812,共15页
水平井钻井与体积压裂完井技术,是页岩气田高效开发的关键核心技术内容之一。中国页岩气田开发同样采用了这套技术,但由于页岩储层、压裂作业等主、客观原因,导致页岩气水平井压裂井筒完整性失效问题比较严重,需要深入揭示其失效机理,... 水平井钻井与体积压裂完井技术,是页岩气田高效开发的关键核心技术内容之一。中国页岩气田开发同样采用了这套技术,但由于页岩储层、压裂作业等主、客观原因,导致页岩气水平井压裂井筒完整性失效问题比较严重,需要深入揭示其失效机理,创新研发页岩气水平井井筒完整性设计控制等新技术。通过阐述页岩气水平井压裂井筒完整性失效机理与设计控制技术的研究进展,重点介绍了井筒完整性领域的相关创新研究工作,主要内容包括:页岩气水平井体积压裂井筒完整性的失效机理、主控因素及控制技术体系,以及页岩气水平井专用高性能套管与复合管柱设计技术等。研究结果表明,通过多年的创新研究与实践,中国已建立了一套比较行之有效的页岩气水平井专用套管与井筒完整性设计控制技术体系,可为页岩气田大规模开发工程提供相适应的井筒完整性安全保障。 展开更多
关键词 页岩气工程 井筒完整性 失效机理 设计控制技术 工程应用
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页岩气压裂条件下断层滑移及其影响因素 被引量：13
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作者 李军 赵超杰 +3 位作者 柳贡慧 张辉 张鑫 任凯 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期63-70,共8页
威远-长宁页岩气示范区部分区块套管变形率超过40%,而水力压裂诱发断层滑移是导致套管变形的主要因素之一。明确水力裂缝诱导下断层的激活机制及滑移量,对页岩气压裂过程中预防套管变形具有重要意义,而目前尚缺乏水力压裂下断层滑移量... 威远-长宁页岩气示范区部分区块套管变形率超过40%,而水力压裂诱发断层滑移是导致套管变形的主要因素之一。明确水力裂缝诱导下断层的激活机制及滑移量,对页岩气压裂过程中预防套管变形具有重要意义,而目前尚缺乏水力压裂下断层滑移量的理论模型。基于此,根据断裂力学理论,分析水力裂缝激活断层产生滑移的作用机制,建立水力压裂下断层滑移量计算模型。应用该模型对威远页岩气水平井威202X井进行实例计算,对断层滑移量影响因素进行敏感性分析。结果表明断层激活点处的位移量可达46 mm,与现场实测套管变形数据吻合,验证了该模型的有效性;裂缝内的流体净压力越大,断层滑移量越大;裂缝长度越大,断层滑移量越大;控制压裂泵压和裂缝长度可以有效降低断层滑移量,避免套管严重变形;同时,高水平地应力差异系数、高弹性模量地层的断层滑移更严重;加入可压缩变形材料(陶瓷、玻璃球等)的水泥环能够为大部分断层提供适量滑移空间。 展开更多
关键词 页岩气 水力压裂 断层滑移 套管变形 井筒完整性
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油气井封固性测井述评 被引量：12
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作者 吴铭德 乔文孝 +3 位作者 魏涛 李长文 何峰江 刘青昕 《测井技术》 CAS CSCD 2016年第1期1-11,共11页
油气井封固性测井能发现并判定井下管柱和水泥环的问题,使得人们能及时采取措施,维持油气井产量,延长油气井生命周期,防止油气井事故和环境污染。陈述了油气井封固性的概念;提出了油气井封固性测井的定义;对当前油气井封固性测井的技术... 油气井封固性测井能发现并判定井下管柱和水泥环的问题,使得人们能及时采取措施,维持油气井产量,延长油气井生命周期,防止油气井事故和环境污染。陈述了油气井封固性的概念;提出了油气井封固性测井的定义;对当前油气井封固性测井的技术状况进行述评。重点介绍了国内外在套损检测和固井质量评价方面有代表性的测井仪器及资料处理解释成果;介绍了一些具有创新性的思维和样机。指出深层、深海、低渗透和非常规油气资源勘探开发对封固性测井技术所提出的要求。 展开更多
关键词 油气井封固性 封固性测井 套管井测井 套损检测 水泥胶结测井 声阻抗测井 固井质量评价
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