7.4 注水泥设计在线视频

大家好下面介绍一下

注水泥设计的基本的概述

注水泥设计它的目的是什么

这边右边是一个井深结构图

下了多层套管

注水泥设计最主要的目的

就是要提供良好的环空封隔

在套管与地层之间

通过水泥把地层和套管之间的环空

形成一个封隔

这个封隔必须要满足两个要求

要解决两个问题

第一个就是要使得套管

和需要封隔的地层之间

必须要全部充满水泥浆

因为这个水泥浆

经过水化凝结最后硬化

通过硬化就

可以使得套管和地层

形成一个有效的偶合体

如果是流了泥浆

那么这个之间交接就出现差异

第二个就是要使得

水泥浆在凝结过程中

也就在套管和地层之间

在凝结过程中

要压稳油气水层

第二个要求水泥浆在凝结过程中

要有效的压稳油气水层

同时还要封隔好这个油气层

这个我们提供良好的环空封隔

所需要的两个必要的条件

下面我们看一下

一般的注水泥的流程

我们把常规的注水泥

分成这样几个阶段

上面这一个是水泥头

底下这一个是浮箍和引鞋

注水泥的过程

就是从打前置液开始

打冲洗液前置液

封隔钻井液和水泥浆

这个蓝色的是前置液

首先开始打前置液

从水泥头的一边

注入蓝色的前置液

然后从另一边开始注入水泥浆

通过前置液把钻井液

和水泥浆区分开来

这个灰色的就是水泥浆

通过地面的水泥车和泥浆泵

然后把这个水泥逐渐的

从套管里面顶替到环形空间

这个过程需要在后面放一个胶塞

然后通过钻井液把这个胶塞

顶替到底部最后碰压

这个时候套管里面全部是钻井液

而环空就是我们需要的水泥浆

这是一个最基本的注水泥的流程

从这个流程里面就可以看到

注水泥设计的时候就必须要考虑

水泥浆的用量有多少

这整个施工过程过程中

打水泥的施工排量多大

等等这样一些东西都是注水泥设计

需要考虑的问题

要顺利的完成注水泥设计

它必须要满足如下一些基本要求

这就是注水泥设计的要求

第一个就是水泥浆的返高

和套管内水泥塞的高度

必须要满足设计要求

水泥塞就是碰压浮箍浮鞋碰压以后

流到套管里面的这样一段水泥

我们叫水泥塞

第二就是注水泥井段

环形空间内的钻井液

必须全部被水泥浆替走

不存在残留的现象

第三就是水泥石凝结以后

它与套管和井壁岩石

要有足够的胶结强度

能够经受住酸化压裂

及下入管柱时候的冲击

第四水泥凝结后

要求管外不出现冒油冒气

或冒水的这样一种情况

套管内的各种压力体系

不能相互窜通

这就是我们要

要求能够把地层密封好

不能出现层间的窜通

第五水泥凝结成水泥石以后

能够经受住油气水长期的侵蚀

这样五个方面就是

对注水泥结构的一些基本要求

对应这些要求我们

要完成合理的注水泥

所以必须要完成

这样几个方面的注水泥设计内容

第一个方面就是用量的设计

我们叫注水泥材料用量的计算

它的主要目的就是要保证

所设计计算的水泥浆量

能够充满所需要封固的环空

计算的内容包括水泥浆的量

水泥浆量计算出来以后

需要用多少水泥 干水泥

需要用多少配浆水

还有对应的一些

外加剂的用量等等

也都需要一并计算出来

这样在注水泥之前

我们就需要通过这些计算结果

来准备相应的材料

并且做一些水泥浆来化验实验

这是水泥浆的材料

用量方面的计算

相对比较简单

就是几何尺寸的计算

第二个方面就是注水泥作业的计算

我们把这一部分

叫做平衡压力注水泥设计

这个设计它要保证两个结果

通过这个设计制定的注水泥方案

它能够保证在注水泥过程中

和候凝期间环空

不会发生漏失和窜流等现象

第二能够保证

采用的注水泥顶替措施

能够有效的提高顶替效率

达到有效的环空封隔

第三的一部分注水泥设计内容

就是如何去保证套管居中

提高顶替效率

同时相应的工具附件的选择

也是注水泥设计的一个部分

下面我们主要看一下

平衡注水泥设计

必须要满足的基本原则

刚才说了平衡注水泥设计

它的两个基本要点

就是要使得在注水泥的整个过程

环空压力必须要

大于地层的孔隙压力

同时又要不超过

所需要封隔地层的最小破裂压力

也就是说它不会窜

大于地层的孔隙压力它就不会窜

不超过地层的最小

破裂压力它又不会漏

要保证不窜不漏

这是一个基本要点

还有一个要求就是在

注水泥的整个过程

这个整个过程包括三个环节

注水泥前在循环洗井这个过程

注水泥过程中

就是在打隔离液打水泥浆

以及顶替水泥这样一个动态过程中

还有就是注水泥后

水泥浆注水泥后还是液态

由液态到静态的这样一个过程

我们叫水泥浆的候凝

我们要求在这三个过程

都必须要满足上面的条件

就是压稳

压稳的概念就是不漏不窜

压稳的基本要求

就是环空的静液柱压力

它必须要大于地层压力

加上一个安全系数

ΔP就是安全值

这是保证环空压稳

不漏通过数学方法来表示的话

就是环空的静液柱压力

加上注水泥期间的流动阻力

这个Pfa就是动态的

一个流动摩阻、流动阻力

它应该比地层的破裂压力

再考虑上安全压力要小

这样才能保证不漏

这是我们的设计原则

第三就是要保证在水泥浆候凝期间

能够有效的控制失重

防止环空窜流

控制失重和防止窜流的基本的

理论方程

就是环空的静液柱压力

再加上水泥候凝期间

它所产生的流动阻力深度阻力

它应该比地层压力大

这个PC就地层流体

在水泥浆的流动阻力

它与水泥浆的静胶凝强度的

发展有直接关系

它是在水泥浆凝结

期间的一个流动阻力

它是随着时间变化的一个参数

压稳不漏控制失重和防止窜流

就是平衡压力

注水泥设计的基本原则

具体要完成

平衡注水泥设计的时候

平衡压力注水泥设计内容

包括了这样三个方面

第一个就是静态的环空

静态压力的计算

主要是环空静止的液柱压力

当量泥浆密度的计算

要满足前面的条件

第二就是注水泥过程中

因为泥浆有流动

它有一个流动阻力

有一个流动摩阻的产生

要计算环空的ECD

这个ECD就叫循环当量密度

环空循环当量密度

必须也要满足压稳的要求

第三就是要分析注水泥期间

它的失重气窜的评价方法

这三部分就构成了

平衡压力注水泥设计的内容

具体每一部分应该怎么去计算

就是一个单独的课题

比如说注水泥环空ECD的计算

它就是注水泥的流动计算

注水泥的流动计算要采用流变学

飞流流体流变学的一系列方法

比如说分析它的流态

根据流态去计算它的摩阻系数

然后再根据摩阻系数来计算流动阻力

最后来计算环空当量密度

这就是流动计算的一些方法

具体就其它内容来介绍

细化一下平衡注水泥设计计算内容

我们举几个例

最后可以计算这样一些参数

在注水泥过程期间

和相关的顶替排量下

比如说井口压力的变化

管内和环空流动摩阻的变化

井底和某些关注点的动压的变化

顶替速度的变化

接触时间

以及壁面剪切应力的变化等等

这些都是注水泥计算的一些内容

影响注水泥计算的主要参数

跟环空的流道尺寸

套管的偏心

还有注水泥的排量大小

流体密度以及注水泥期间的

U型管效应

温度等等这些都有密切的关系

以上我们就简单的介绍了

注水泥设计的一些基本要求

和需要设计的内容

我们的课就到这