《振动固井成果汇报》PPT课件

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1、井下振动固井技术研究与应用2012年10月江苏石油勘探局钻井处汇报内容一、项目概述二、项目取得的主要成果三、项目技术创新点四、经济效益及应用前景五、存在问题与建议一、项目概述开展《井下振动固井技术研究与应用》（项目编号JS09036）主要目的是防止复杂地层的气窜和水窜，提高水泥与套管、地层的胶结质量，同时也填补了江苏油田固井技术上的一项空白。该项目对井下振动固井相关技术展开研究，在综合现有振动固井方案的基础上，并结合涡轮工作的基本原理和江苏油田的固井现状，首次提出了一种新型井下涡轮式振动固井方案。设计研制出了新型涡轮式井下振动装置，并求出了该装置在固井时最佳振动频率对应

2、的理论排量为20l/s-40l/s和该种振动沿套管串传递的变化规律方程，以此来指导现场施工，技术指标达到合同的规定。成果1绘制了一套新型涡轮式振动固井装置设计图纸。新型涡轮式井下振动固井装置装配图新型涡轮式井下振动固井装置部件图二、项目取得的主要成果项目通过对振动固井装置机械结构设计、振动波在井眼介质中传递规律和振动沿套管传递规律等方面开展深入研究，在振动固井研究方面取得了以下几方面成果：成果2依据设计图纸，实验阶段加工10套振动固井装置。带6个倾斜孔的承托盘5叶片的不带偏心块的涡轮单元二、项目取得的主要成果成果3建立了不同条件下套管在井眼中振动分析模型，对套管纵向、横

3、向振动理论进行深入分析，导出了不同频率下振动波沿套管传递（衰减）规律。1.套管横向振动理论分析套管受到横向分布激励力作用时的运动方程：依据边界条件，可得方程解为：套管力学模型二、项目取得的主要成果不同激励力大小的振动结果分析在对应的频率和激励力一定时频率10→25Hz增加时，套管振动强度逐渐减弱频率25→35Hz增加时，套管振动强度逐渐增加频率35→40Hz时，套管振动强度相差不大10Hz15Hz20Hz25Hz30Hz35Hz40Hz二、项目取得的主要成果现场应用分析——以“沙19-68井”为例套管横向振幅(mm)012345678905001000150020002

4、500横向振动沿套管传播规律从1650m～800m为振动衰减区。套管受拉，振幅小、阻尼小，振动较平缓，衰减较慢。从井底～1650m为振动骤减区。振动强度最大，受浮力和阻尼力最大，衰减最快。大概在距井口800m左右的位置振动衰减到零套管位置(m)二、项目取得的主要成果2.套管纵向振动理论分析套管纵向振动力学模型套管纵向振动的微分方程：受激励作用时的纵向振动方程差分解：二、项目取得的主要成果套管纵向位移(mm)00.20.40.60.81.01.21.41.61.805001000150020002500套管位置(m)纵向振动沿套管传播规律从1250m～600m为振动消失区

5、。套管轴向拉力大，振动能量减弱，在600m左右的位置振动衰减到零。井底～2000m为振动快速减弱区。振动强度最大，振动强度衰减最快。从2000m～1250m为振动平缓区。拉力较大，振幅减小、振动较平缓，振动衰减较慢。现场应用分析“沙19-68井”为例二、项目取得的主要成果3.套管共振分析在设计振动装置时，应避免其振动频率接近套管的固有频率，控制其频率与套管的固有频率有一定的差值。以“沙19-68井”数据进行分析可得出。频率转速排量理论排量应大致控制在20～40l/s之间，防止套管发生共振。可以通过改变振动装置相关参数，防止共振的产生。二、项目取得的主要成果成果4在江苏油

6、田沙埝、码头庄等区块共试验10口井，推广使用70口井。二、项目取得的主要成果目前在江苏油田共使用80井，66口井为常规定向井，井斜在15°-30°的33口，井斜在30°-40°的21口，井斜在40°-55°12口；14口为水平井。水泥浆配方为江南G级+降滤失剂+分散剂+适量消泡剂。80口井的现场应用情况见下表：井型井斜°井数（口）固井质量常规定向井15°-30°33优30°-40°2140°-55°12水平井14优表2-1应用新型涡轮式井下振动固井统计表振动固井装置80mm二、项目取得的主要成果成果5固井施工采用新型涡轮式振动固井装置后，从固井质量看，声幅值均小于5%，

7、第二界面胶结质量好于常规固井，固井质量为优。在水平井中应用更为明显，封固段声幅平均值在4%以下，变密度测井曲线看，第二界面胶结质量好于常规固井。声幅测井曲线声幅平均值在8%－10%声幅测井曲线声幅平均值在5%以下沙19－71井固井质量部分解释成果图沙19－68井固井质量部分解释成果图沙19-71、沙19-68井是江苏油田沙埝区块的一个丛式井组，从两口井的固井质量解释成果图看，同一区块，同一井段（1790m-1875m)声幅测井看，应用新型涡轮式井下振动固井装置技术固井质量明显好于常规固井二、项目取得的主要成果变密度测井变密度测井庄13－1