二级固井中分级注水泥器受力分析及施工安全提升

石油勘探开发逐渐向深层、超深层领域发展,深井、超深井及各种复杂井大量使用双级固井技术,分级固井能够有效降低环空液柱压力,减少水泥一次性注替量,保证施工安全,提高固井质量。但在二级固井施工过程中,分级注水泥器受力超过承压极限时存在提前关孔的风险。通过对施工过程中分级注水泥器进行受力分析,借鉴“U”型管效应研究基础,建立了泵压、分级注水泥器位置压力、挡块机构受力、环空实际流量、真空段长度等动态参数的计算方程,用VB语言编写开发了模拟程序。该程序能够在固井施工前,模拟分级注水泥器施工各阶段受力状态,防止提前关孔情况发生。经过多轮次的现场验证,计算结果满足工程要求。该研究成果能够有效规避分级固井施工风险,同时也可以根据模拟结果判断环空实际顶替情况,根据各阶段受力情况优化施工参数,提高二级施工的安全性。