固井质量预测方法分析

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1、西安石油大学硕士学位论文的最优化。由于影响因素的复杂性、相关性以及单因素的不确定性，该方面研究相比较少。第三，建立固井质量预测软件。通过计算机编程后，可根据现场的具体情况，对预测方法进行不断的修改，最终达到指导固井施工作业的目的。所以要建立一种综合的评判预测方法，在已知单因素数据的前提下进行预测，指导固井作业施工。本论文主要研究了固井质量预测的方法，结合层次分析法和模糊评判方法，建立数学模型，由各影响因素的基础数据判断固井质量的优劣，并把此方法应用到固井作业中并编制成计算机软件。其意义如下：（1）把固井质量的影响因素进行分类。影响固井质量的因素分为四大类：井眼状况对固井质量的

2、影响，水泥浆顶替效率对固井质量的影响，压稳系数以及强化工艺措施对固井质量的影响。（2）建立数学模型。运用层次分析和专家评判两种方法给出个节点的权重值。并结合各子节点的的数据对其进行分类评价打分（对影响因素进行量化处理）。根据已有的固井数据和固井质量反算层次分析法和专家评判法两种方法的准确性，进行不断的调整优化。（3）对固井质量预测的层次分析和专家评价两种方法用计算机进行编程，形成固井质量预测软件，指导固井作业施工。1.3国内外研究发展现状美国于1903年在加利福尼亚劳姆博斯油田上，把50袋硅酸盐水泥混合好后，用捞沙桶送到井内封堵油井上部油层的水层，28天以后钻掉井筒内部的水泥

3、塞，再钻完油层后完井，由此开创了固井技术的先河。自1919年，API（美国石油学会）标准化委员会成立以后，于1937年以后出现了固井专用设备，如水泥车、化验设备和水泥外加剂等，出现了各种条件下的固井工具和工艺。由于固井的发明起源于国外，所以国外的固井技术比国内发展的比较早，技术也相对比较成熟，水泥环质量也比较高。国外首先认识到了油气井产能和油气井寿命是与固井质量紧密相关、相辅相成的，并加大了对固井技术的研究力度。其中以斯伦贝谢和哈里伯顿最具代表性。他们在固井、测井等油田服务行业建立了一系列的固井系统软件、固井测试软件、固井解释方法、固井工具以及固井附件等。国外在固井质量影响因

4、素分析的研究有：1940年，P.H.Jones和D.Berdin[1]开创性的提出了水泥浆的顶替理论，指出了钻井液和水泥浆都属于牛顿流体。研究了顶替理论的影响因素，水泥浆密度、粘度等性能以及套管是否剧中都会影响水泥浆的顶替效率。如果套管居中度不好就容易在窄间隙处形成窜槽，可以用加装套管扶正器的方法来预防窜槽。1948年，GC.Howard[2]模拟了水泥浆的顶替过程，认识到水泥浆的性能与顶替效率2第一章绪论有直接关系。建立的流动模型说明了水泥浆的顶替效率与其粘度之间的关系，降低其粘度可以提高顶替效率。1964年，R.Chomes[3]等人通过对现场的研究认识，总结出了紊流状态

5、下水泥浆的顶替效率最高。1967年，C.W.andWhitaker[4]等人研究得出，水泥浆顶替效率最高时动切力值约是其临界值，并且首先提出了临界动切力这个概念。1979年，R.C.HantandR.J.Crook[5]在实验室中，模拟了水泥浆固井过程，并且加入了井眼环空中的一些因素，提出了水泥浆的顶替过程中，水泥浆的高返速要比低返速的效率高，同时还给出了不同流态下的顶替效率以及与其相对应的水泥浆接触时间。1982年，R.C.HantandR.J.Crook[6]给出了水泥浆流动系数的概念。认为钻井液可以在井壁上产生泥饼，钻井液静切力最大值和水泥浆静切力最大值这两个因素直接影

6、响固井质量的好坏。1990年，E.B.Nelson[7]出版了《WellCementing》一书。本书比较全面的阐述了当今固井技术的发展状况，总结了水泥浆注入的新工艺。该书还说明了水泥浆的一些性能参数和水泥浆外加剂，其中包括水泥浆的切应力、粘度、流变性等性能以及外加剂的类型。对固井作业中经常出现的窜槽进行解释，并具体给出了预防措施。1993年，S.Talabani[8]等对流体的流动模型进行研究，通过理论研究给出了地层气体进入到水泥环中的过程，通过调整水泥浆性能、提高顶替效率以及用液柱压力平衡地层压力可以有效的防止地层发生气窜。国内在固井方面在影响因素分析也形成了比较完善的理

7、论：张兴国[9]的《固井质量影响因素分析》，较全面系统的阐述了固井质量的影响因素，说明单因素对固井质量的影响以及各因素之间的相互关系。对这些复杂的因素进行系统全面的分析，能够指导固井施工作业。杜伟程[10]的《新的固井防窜理论及措施》，说明了窜流存在的危害，指出了微环隙防窜理论。同时还分析了窜流发生的原因以及预防机理，并且可以通过向水泥浆中加入添加剂（海绵铁或合成橡胶粉）的办法来预防窜槽的发生。刘大为[11]的《水泥浆胶凝性质对固井质量的影响》，主要讨论了胶凝作用对循环压力的影响。在停泵一段时间后，由于