復雜井固井相關影響因素的數值模擬.pdf

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1、復雜井固井相關影響因素的數值模擬程慶偉汪鵬鄧橋任經緯(中國石油大學(北京)，北京102249)摘要：復雜井固井的主觀因素和客觀因素都會直接影響復雜井固井的質量，本文通過數值模擬總結了鉆井液稠度系數對固井質量的內在影響和鉆井液參數優(yōu)選容易產生問題，得到了鉆井液稠度系數對固井質量的影響規(guī)律，提出了復雜井優(yōu)選鉆井液參數的基本要求，為提高復雜井固井質量提供參考，對復雜井的現場固井應用有很大的理論意義．關鍵詞：復雜井；固井；數值模擬；鉆井液眾所周知，很長時間以來鉆井液參數對復雜井固井的影響沒有得到足夠的重視，這對固井來說有其特

2、定原因，固井過程中對鉆井液參數的要求與提高固井質量的參數要求兩者間存在一定的矛盾性，影響固井質量的因素多分為主觀因素和客觀因素，本文根據數值模擬得到相應的規(guī)律，具體分析了鉆井液流變參數對復雜井固井質量的影響。1數值模擬復雜井數值模擬流場邊界包括入口邊界、出口邊界、環(huán)空內外壁面邊界、以及對稱邊界。入口邊界條件：采用速度入口邊界條件，在入IZl位置直接對法向速度賦值。出口邊界條件：采用質量出口邊界，利用相鄰內部流場節(jié)點數據計算，滿足質量守恒條件。對稱邊界條件：在水平井兩側可以采用對稱邊界條件，這樣模型求解半個流場即可。壁

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

4、固井質量的提高，但主觀影響因素卻具有可調節(jié)及可控制等特點，通過研究不同鉆井液流變參數對頂替效率的影響規(guī)律，可以為工程上合理優(yōu)選水泥漿流變參數以提高頂替效率提供理論依據，應當把水泥漿、隔離液、鉆井液視為完整工作液體系進行研究，滿足提高復雜井固井質量的要求。2認識和建議(1)復雜結構井逐年增多，固井難題會不斷產生，其固井質量問題不能用簡單方法解，而采用數值模擬的方法研究復雜井固井問題將會帶來很大的研究價值。(2)本文計算條件下，鉆井液稠度系數控制在合理范圍內，并且適當降低稠度系數值將有利于復雜井固井質量的提升，其影響規(guī)律

5、有待進一步深入研究以結合現場施工實際應用。(3)通過研究不同鉆井液稠度系數對復雜井固井頂替效率的影響規(guī)律，可以為工程上合理優(yōu)選鉆井液參數提供參考，而復雜井固井質量應該重視鉆井液參數這樣的關鍵性問題。(4)通過研究不同鉆井液稠度系數對復雜井固井頂替效率的影響規(guī)律，可以為工程上合理優(yōu)選鉆井液稠度系數以提高頂替效率提供理論依據，對現場施工具有指導性意義。一．i-1．、i、，k1q]?0Vl4一幣營目jjF．，圖1鉆井液稠度系數對頂替效率的影響110f化工學緩2016年5月