老井封堵段水泥塞-地层界面剥离失效数值模拟

受限于套管直径小、套管连接螺纹不具备气密封性等因素,老井无法直接转为储气库注采气井,因此老井井筒必须进行封堵改造,并保障封堵的有效性。以河南叶县储气库某老井为例,根据地层岩性、井径情况,确定了老井段铣封堵层位,建立了基于内聚力模型单元(Cohesive)方法的盐穴储气库段铣封堵老井水泥塞-地层系统三维有限元模型,明确了储气库定压条件下水泥塞-地层界面剥离失效规律,得到了界面的极限剥离长度。研究表明:对于无射孔段老井,为防止天然气在纵向、横向上的泄漏,需要在盖层段和盐层段分别建立水泥塞屏障体;储气库压力恒定20 MPa条件下,水泥塞底部受压后会发生一定程度微小形变,致使水泥塞-地层胶结界面产生剪切方向变形,累计到一定程度后即发生剥离;随着模拟时间增加,剥离段长度逐渐增加并趋于稳定,极限剥离失效长度为18.4 m;水泥塞-地层界面剥离失效长度随水泥塞弹性模量的增大而降低,建议使用高弹模水泥浆体系进行井筒封堵作业。研究结果有助于判断现场老井段铣封堵长度是否足够,为保障储气库长久安全运行提供理论指导。

超声脉冲回波测井信号影响因素数值模拟

针对套管井超声脉冲回声测井进行固井质量评价和套管检测问题,建立了6层介质模型进行数值模拟考察并分析了超声脉冲回波测井中的各种影响因素。对完全胶结情况下数值模拟的全波进行套管地层环形空间介质声阻抗和套管壁厚反演,验证了数值模拟方法及反演方法的正确性。在此基础上数值模拟分析了水泥环厚度变化,套管水泥界面(Ⅰ界面)和水泥地层界面(Ⅱ界面)存在流体环等因素对接收回波的影响。数值模拟了完全胶结情况下地层参数变化对超声脉冲回波测井接收信号的影响,接收回波后半段幅度随着地层声速及阻抗的增加而增加。数值模拟分析结果有助于对超声脉冲回波测井资料解释结果进行正确分析。

MTA方法的化学反应过程与实验证据

基于MTA (Mud Cake to Agglomerated Cake,即泥饼仿地成凝饼)方法,分析了MTA的化学反应方程、固化反应过程、固化反应动力学模型、凝饼胶结形成过程和地质成岩模式,给出MTA解决水泥–地层界面问题的力学性能、微观结构和流体溶蚀等实验证据,对进一步改进MTA方法和解决水泥–地层界面封隔问题具有一定的指导意义。