水泥环密封安全系数法在稠油热采井的应用

稠油热采井在注入蒸汽过程中,对水泥环力学性能要求较高,准确评价水泥环密封性是保证热采井正常生产的关键。根据热采井生产特点,建立井筒组合体力学模型,提出一套水泥环密封安全系数评价方法。针对辽河稠油热采典型井进行水泥环密封完整性分析,开展隔热管导热系数、水泥环弹性模量、水泥石峰值强度和井口注汽压力对井筒应力的影响分析。分析结果表明:随隔热系数的减小,井筒温度降低,水泥环弹性模量降低,安全系数明显增加;对于辽河热采井,以15 MPa压力注入350℃蒸汽时,若隔热管完好,则水泥环弹性模量小于9 GPa,峰值强度大于30 MPa,能保证水泥环密封完整性。该方法能满足稠油热采井对固井水泥环力学性能的需求,可为注汽过程的密封完整性提供技术支持。

长庆致密气藏水泥环完整性分析

长庆致密油气藏的压裂压力较高,对水泥环力学性能提出较高要求,通过建立的套管-水泥环-地层组合体模型和组合体密封性能评价方法(密封安全系数法),对长庆一种典型井身结构(φ152.4 mm井眼φ114.3 mm套管)进行水泥环完整性分析。结合现场数据分析认为:①随着水泥环弹性模量的降低,水泥环的受力明显降低,安全系数明显增大;②随着压裂压力的升高,安全系数降低;③随着水泥体积收缩率的增大,水泥环的安全系数显著降低。根据该井计算结果,提出了水平段保障密封的水泥力学性能需求,该项研究成果可为长庆致密气藏或类似区块固井水泥环完整性提供理论支持。