[發(fā)明專利]一種固井注水泥環(huán)空混漿施工安全性的污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110390241.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN115204065A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉洋;楊川;曾凡坤;聶世均;嚴(yán)海兵;趙啟陽(yáng);趙常青;張偉;吳朗;鮮明;馮予淇;楊向宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/28
• 分類號(hào): G06F30/28;G06F30/13;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 成都中璽知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51233
• 代理人: 潘銀虎;張敏

本發(fā)明提供了一種固井注水泥環(huán)空混漿施工安全性的污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：基于給定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用流體動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬方法來模擬固井頂替過程，計(jì)算出固井封固段最危險(xiǎn)井段的多種可能混漿比例；根據(jù)所述多種可能混漿比例，開展水泥漿、隔離液和鉆井液混漿的常規(guī)相容性試驗(yàn)，得到各混漿比例下的漿體高溫流動(dòng)度；選取所述漿體高溫流動(dòng)度最小的一組、鉆井液占比最高的一組和水泥漿與隔離液為預(yù)設(shè)值的一組混漿比例，開展三次污染稠化試驗(yàn)，得到三類稠化時(shí)間；判斷三類稠化時(shí)間是否滿足施工要求，若滿足施工要求，則混漿條件下固井施工風(fēng)險(xiǎn)低，否則，施工風(fēng)險(xiǎn)較高。本發(fā)明能夠客觀的評(píng)估混漿對(duì)固井施工的安全影響，降低固井施工風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣田固井工程技術(shù)領(lǐng)域，具體來講，涉及一種固井注水泥環(huán)空混漿施工安全性的污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)

固井作業(yè)時(shí)，水泥漿、隔離液以及鉆井液的頂替過程十分復(fù)雜，頂替效果受到固井工作液流變性、井眼幾何條件、套管居中度、井斜角等多方面因素制約。固井頂替過程中，常出現(xiàn)鉆井液頂替不盡、以及環(huán)空出現(xiàn)鉆井液、隔離液和水泥漿多相流混漿的現(xiàn)象。混漿嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致水泥漿提前凝固，造成油氣井報(bào)廢。為了評(píng)估混漿對(duì)固井施工安全的影響，目前國(guó)內(nèi)主要采用經(jīng)驗(yàn)方法確定混漿比例，即按照水泥漿：隔離液：鉆井液＝7:1:2開展混漿的污染稠化試驗(yàn)，來評(píng)估以及采取措施規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)。但該混漿比例依靠固井經(jīng)驗(yàn)確定，并沒有通過固井頂替模擬分析井下實(shí)際混漿情況，這將導(dǎo)致該試驗(yàn)方法存在一定問題：可能過于保守估計(jì)混漿情況，在某些極端井眼情況(多段大肚子段井眼)也可能未能認(rèn)識(shí)到更為嚴(yán)重的混漿情況。

CN106522933A公開了一種模擬固井水泥漿對(duì)儲(chǔ)層傷害的評(píng)價(jià)裝置及評(píng)價(jià)方法，該評(píng)價(jià)方法是通過設(shè)計(jì)的裝置來模擬鉆完井過程中多種工作液在不同的溫度、壓力、漏失等復(fù)雜工況下對(duì)儲(chǔ)層的傷害，優(yōu)選出與井下環(huán)境以及其他工作液相匹配的水泥漿體系。該方法需基于專門的設(shè)備來進(jìn)行，存在成本高、不夠客觀等問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或多個(gè)問題。例如，本發(fā)明的目的之一在于降低固井施工風(fēng)險(xiǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種固井注水泥環(huán)空混漿施工安全性的污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。

所述評(píng)價(jià)方法可包括以下步驟：基于給定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用流體動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬方法來模擬固井頂替過程，計(jì)算出固井封固段最危險(xiǎn)井段的多種可能混漿體積比例(可簡(jiǎn)稱為混漿比例)；根據(jù)所述多種可能混漿比例，開展水泥漿、隔離液和鉆井液混漿的常規(guī)相容性試驗(yàn)，得到各種可能混漿比例下的漿體高溫流動(dòng)度；選取所述漿體高溫流動(dòng)度測(cè)量結(jié)果中最小值所對(duì)應(yīng)的混漿比例，開展第一污染稠化試驗(yàn)，得到第一類稠化時(shí)間；選取所述多種可能混漿比例中鉆井液占比最高的一種，開展第二污染稠化試驗(yàn)，得到第二類稠化時(shí)間；將水泥漿與隔離液的混漿比例設(shè)定為預(yù)設(shè)值，開展第三污染稠化試驗(yàn)，得到第三類稠化時(shí)間；判斷第一類稠化時(shí)間、第二類稠化時(shí)間和第三類稠化時(shí)間是否滿足施工要求，若滿足施工要求，則混漿條件下固井施工風(fēng)險(xiǎn)低，否則，施工風(fēng)險(xiǎn)較高。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可包括井眼條件、工作液物性參數(shù)、施工參數(shù)和套管居中度。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，所述固井封固段最危險(xiǎn)井段可為封固段上部0～30％井段。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，可將所述固井封固段最危險(xiǎn)井段自上而下劃分為M個(gè)井段；所述多種可能混漿比例可分別是：固井封固段最危險(xiǎn)井段頂部位置處的混漿比例、以及第1井段底端位置處至第M井段底端位置處的混漿比例。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，M＝2～15。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，所述固井封固段最危險(xiǎn)井段的多種可能混漿比例的計(jì)算結(jié)果可分別取：固井封固段頂部位置處混漿比例計(jì)算結(jié)果、固井封固段上部10％井段底端位置處混漿比例的計(jì)算結(jié)果、固井封固段上部20％井段底端位置處混漿比例的計(jì)算結(jié)果和固井封固段上部30％井段底端位置處混漿比例的計(jì)算結(jié)果。