復(fù)雜井固井相關(guān)影響因素的數(shù)值模擬.pdf

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1、復(fù)雜井固井相關(guān)影響因素的數(shù)值模擬程慶偉汪鵬鄧橋任經(jīng)緯(中國(guó)石油大學(xué)(北京)，北京102249)摘要：復(fù)雜井固井的主觀因素和客觀因素都會(huì)直接影響復(fù)雜井固井的質(zhì)量，本文通過數(shù)值模擬總結(jié)了鉆井液稠度系數(shù)對(duì)固井質(zhì)量的內(nèi)在影響和鉆井液參數(shù)優(yōu)選容易產(chǎn)生問題，得到了鉆井液稠度系數(shù)對(duì)固井質(zhì)量的影響規(guī)律，提出了復(fù)雜井優(yōu)選鉆井液參數(shù)的基本要求，為提高復(fù)雜井固井質(zhì)量提供參考，對(duì)復(fù)雜井的現(xiàn)場(chǎng)固井應(yīng)用有很大的理論意義．關(guān)鍵詞：復(fù)雜井；固井；數(shù)值模擬；鉆井液眾所周知，很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)鉆井液參數(shù)對(duì)復(fù)雜井固井的影響沒有得到足夠的重視，這對(duì)固井來(lái)說有其特

2、定原因，固井過程中對(duì)鉆井液參數(shù)的要求與提高固井質(zhì)量的參數(shù)要求兩者間存在一定的矛盾性，影響固井質(zhì)量的因素多分為主觀因素和客觀因素，本文根據(jù)數(shù)值模擬得到相應(yīng)的規(guī)律，具體分析了鉆井液流變參數(shù)對(duì)復(fù)雜井固井質(zhì)量的影響。1數(shù)值模擬復(fù)雜井?dāng)?shù)值模擬流場(chǎng)邊界包括入口邊界、出口邊界、環(huán)空內(nèi)外壁面邊界、以及對(duì)稱邊界。入口邊界條件：采用速度入口邊界條件，在入IZl位置直接對(duì)法向速度賦值。出口邊界條件：采用質(zhì)量出口邊界，利用相鄰內(nèi)部流場(chǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算，滿足質(zhì)量守恒條件。對(duì)稱邊界條件：在水平井兩側(cè)可以采用對(duì)稱邊界條件，這樣模型求解半個(gè)流場(chǎng)即可。壁

3、面邊界條件：在套管壁面和井筒壁面上，采用無(wú)滑移壁面邊界條件。根據(jù)對(duì)不同鉆井液流變參數(shù)的固井頂替數(shù)值模擬結(jié)果，讀取不同時(shí)刻頂替前緣與頂替后緣的坐標(biāo)，得出不同時(shí)刻的頂替界面長(zhǎng)度，繪制不同隔離液流變參數(shù)條件下頂替效率隨頂替時(shí)間變化曲線。(圖1)一IS,：I．1·j、從圖可知，鉆井液對(duì)復(fù)雜井固井頂替有較大影響，各項(xiàng)固井施工參數(shù)與本文模擬參數(shù)基本一致的情況下，降低鉆井液稠度系數(shù)，有利于減小頂替界面長(zhǎng)度，減輕寬邊上部滯留層的發(fā)展，提高水平井固井頂替效率，對(duì)復(fù)雜井固井質(zhì)量的提升有良好的效果。復(fù)雜井固井質(zhì)量的客觀影響在一定程度上制約

4、固井質(zhì)量的提高，但主觀影響因素卻具有可調(diào)節(jié)及可控制等特點(diǎn)，通過研究不同鉆井液流變參數(shù)對(duì)頂替效率的影響規(guī)律，可以為工程上合理優(yōu)選水泥漿流變參數(shù)以提高頂替效率提供理論依據(jù)，應(yīng)當(dāng)把水泥漿、隔離液、鉆井液視為完整工作液體系進(jìn)行研究，滿足提高復(fù)雜井固井質(zhì)量的要求。2認(rèn)識(shí)和建議(1)復(fù)雜結(jié)構(gòu)井逐年增多，固井難題會(huì)不斷產(chǎn)生，其固井質(zhì)量問題不能用簡(jiǎn)單方法解，而采用數(shù)值模擬的方法研究復(fù)雜井固井問題將會(huì)帶來(lái)很大的研究?jī)r(jià)值。(2)本文計(jì)算條件下，鉆井液稠度系數(shù)控制在合理范圍內(nèi)，并且適當(dāng)降低稠度系數(shù)值將有利于復(fù)雜井固井質(zhì)量的提升，其影響規(guī)律

5、有待進(jìn)一步深入研究以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際應(yīng)用。(3)通過研究不同鉆井液稠度系數(shù)對(duì)復(fù)雜井固井頂替效率的影響規(guī)律，可以為工程上合理優(yōu)選鉆井液參數(shù)提供參考，而復(fù)雜井固井質(zhì)量應(yīng)該重視鉆井液參數(shù)這樣的關(guān)鍵性問題。(4)通過研究不同鉆井液稠度系數(shù)對(duì)復(fù)雜井固井頂替效率的影響規(guī)律，可以為工程上合理優(yōu)選鉆井液稠度系數(shù)以提高頂替效率提供理論依據(jù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工具有指導(dǎo)性意義。一．i-1．、i、，k1q]?0Vl4一幣營(yíng)目jjF．，圖1鉆井液稠度系數(shù)對(duì)頂替效率的影響110f化工學(xué)緩2016年5月