海上大位移井固井顶替数值模拟研究.pdf

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1、第1卷第1期海洋工程装备与技术2014年3月OCEANENGINEERINGEQUIPMENTANDTECHNOLOGYV01．1，No．1Mar．．2014海上大位移井固井顶替数值模拟研究李昊1，王金堂1，孙宝江1，曹成章2，李春莉3，徐渴望1F1．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛266580；2．中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，山东东营257017；3．中国石化胜利油田有限公司胜利采油厂地质研究所，山东东营2570153摘要顶替效率及界面稳定性是海上大位移井固井顶替能否成功的关键因素。应用计算流体力学理论，结合南海一口大位移井固井基础资料，通过数值模拟得

2、到了水泥浆流变性以及不同井眼情况对固井顶替效率的影响规律。计算结果表明：增大水泥浆稠度系数，顶替效率增加；增大水泥浆流性系数，顶替效率减小；固井顶替效率随着屈服应力增加先增大后降低，最终趋于稳定；固井时水泥浆的流性指数不宜过高，卵值应控制在0．6以内；稠度系数应大于1．5Pa·S“，不应超过3Pa·S”；屈服应力在10b18Pa的范围区间，有利于水泥浆顶替钻井液。偏心度对界面稳定性影响很大，建议将偏心度控制在0．5以内；使用套管扶正器，界面的稳定性明显改善，优选出最佳刚性扶正器旋流角为60。；套管屈曲对界面稳定性的影响显著，使环空界面的顶替效率明显降低。关键词大位移井；环空结构

3、；顶替效率；界面稳定性；数值模拟中图分类号P752；TE256文献标志码A文章编号：2095—7297(2014)01—0014-07SimulationAnalysisofCementingDisplacementinOffShoreExtendedReachWellLIHa01，WANGJin—tan91，SUNBao—jian91，C∞Cheng—zhan92，LIChun—li3．XUKe—wan91(1．SchoolofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum(EastChina)，Qingdao，Shandong

4、266580，China；2．InstituteofDrillingTechnology，SinopecShengliOiffietdServiceCorporation，Dongying，Shandong257017，China；3．InstituteofGeology，ShengliOilProductionFactory，SinopecShengli优慨fdLimitedCompany，Dongying，Shandong257015，China)AbstractDisplacementefficiencyandinterfacastabilityarecriticalto

5、thesuccessofoffshoreextendedreachwellcementing．AccordingtothetheoryofcomputationalfluiddynamicsandthebasiccementingdataofextendedreachwellinSouthChinaSea，thecementslurryrheologicalpropertyandtheinfluenceofdifferentboreholeconditionsoncementingdisplacementareobtainedbynumericalsimulation．Thec

6、alculationsdemonstratethatdisplacementefficiencyincreaseswiththeincreaseofcementslurryconsistencyindexanddecreaseswiththeincreaseofcementslurryflowindex；well-cementingdisplacementefficiencyfirstincreasesandthendecreasesandfinallytendstobestableastheyieldstressincreases；theflowindexofcementsl

7、urryshouldnotbetoohighwhencementing。andthevalueofnshouldbecontrolledwithin0．6；theconsistencyindexshouldbegreaterthan1．5Pa·S”，butnotexceed3Pa。S”；yieldstressintherangeof10～18Paisadvantageoustoreplacedrillingfluidwiththecementslurry．Itissuggestedthatt