密度差对水平段固井顶替界面影响规律研究

针对密度差对水平段固井顶替界面影响规律问题,首先从水平段环空流场计算网格模型以及水平段环空固井顶替流体力学模型两个角度出发,开展数值实验模型分析,对数值实验与结果进行研究,为了解密度差对水平段固井顶替界面的影响规律奠定基础。

固井质量中水泥浆性能对顶替效率影响的应用探索

针对固井质量中水泥浆性能对顶替效率的影响问题,因此,开展水泥浆性能对顶替效率的影响因素分析,在此基础上,从水泥浆性能的角度出发提出提高顶替效率的措施,为全面提高油气田开发作业固井质量奠定基础。研究表明:水泥浆配方、搅拌质量和时间、温度和环境、固化时间控制、流变性能、井眼准备和清洗以及固井工艺及设备等因素都将会对顶替效率产生重要影响,因此,需要针对影响顶替效率的因素采取有效的措施,进而全面提高固井作业过程中的顶替效率。

套损井贴堵窄间隙固井顶替分析研究

为了进一步增强贴堵修复技术的应用效果,提高窄间隙固井顶替效率,考虑窄间隙井井身结构及轴向驱动力和周向驱动力对顶替界面的复合影响,建立了环空顶替界面长度计算模型;考虑被顶替液在环空内的滞留以及流体壁面剪切应力对被顶替液的作用,建立了顶替过程中截面顶替效率计算模型;基于数值计算方法,对不同贴堵管居中度、井斜角、水泥浆密度、水泥浆排量及流性指数下固井顶替界面形态进行仿真模拟。模拟结果表明:当井斜角大于60°时,居中度对固井顶替质量的影响较大,适当降低贴堵管居中度有利于减小顶替界面长度,使固封段顶替界面平缓,有利于减少固封段内水的滞留;注入水泥浆密度越大,固井顶替效果越好;随着水泥浆注入量的增加,固井顶替界面长度逐渐增大,固封段内更易滞留水造成固井质量不佳。研究成果可为窄间隙固井作业提供理论支撑。

页岩储层水平扩径井段固井顶替效率数值模拟研究

提高水平扩径井段顶替效率是提高水平井固井质量的途径之一,但相关研究存在假设过于理想化、与现场实际不相符的问题。为此,利用CFD数值模拟方法,以大庆油田古龙页岩储层为例,开展了椭圆形水平扩径井段固井水泥浆三维顶替模拟研究。结果表明:偏心度越高,扩径段的宽窄间隙处的流速差越显著,偏心度为0.7时,流速差达到2.00 m/s,钻井液很难被完全顶替;最大扩径段位于扩径段中部时,水泥浆顶替效率最高,扩径段靠近最大扩径处一侧时,水泥浆顶替效率变差,易形成钻井液滞流区;套管高偏心度条件下,顶替效率随套管转速增加显著改善,偏心度为0.7时,套管转速从30 r/min增至40 r/min,顶替效率提高1.17个百分点;主轴旋转会改变扩径段的几何形状,主轴方位角为60~120°时,顶替效率变化明显,由60°增至90°时,顶替效率降低0.81个百分点。该研究结果有助于提高页岩储层椭圆形水平扩径井段的固井质量。

变井径环空分形表征及其对固井顶替效率的影响

为分析井径非线性变化对油气井注水泥顶替效率的影响,利用W-M分形函数、体积填充等理论,研究变井径环空几何形态表征及注水泥顶替效率计算,建立实测井径曲线的分形函数特征参数计算方法及变井径环空顶替流动分析模型,开展注水泥顶替流动数值模拟。结果表明:变井径环空的顶替效率低于均匀井径环空的顶替效率;标度参数、分形维数增大,井壁壁面凸起、凹陷高度增大,不规则程度增高,顶替效率降低;高标度参数、高分形维数范围内,顶替效率降低幅度高,顶替效率相对变化率大;顶替注入流速增大,顶替效率相对变化率减小;井斜角增大,顶替效率相对变化率增大;计算顶替效率时,当标度参数、分形维数低于阈值时,可将井眼环空近似考虑为均匀井径环空,而当标度参数、分形维数较高时,采用均匀井径环空简化处理会造成很大偏差;工程中,应注意处理计算模型选择及有效解决顶替效率问题。该结果为解决注水泥顶替效率计算的准确性、推进科学化固井设计与施工提供基础。

法益保护原则视阈下冒名顶替罪完成形态探析

《刑法修正案(十一)》增设了冒名顶替罪,但在司法实践中该罪名的适用仍处空白。法益是判断“着手”与既遂的核心,要区分本罪的各形态,就要先厘清本罪的保护法益是取得相应资格公正性。判断本罪基本犯的着手,要以目的行为“顶替”为基准;判断本罪组织、指使型犯罪的着手,关键在于对“组织、指使”的理解。“组织”就是通过招募、雇佣、纠集、引诱、介绍、强迫等手段,领导、策划、指挥他人冒名顶替他人三类资格的行为;“指使”就是教唆他人冒名顶替他人三类资格的行为。判断本罪是否既遂的关键在于认定本罪的性质,本罪的基本犯是行为犯,而本罪组织、指使型犯罪则是结果犯。

提升偏心环空注水泥顶替效率的浆柱结构优化分析

套管偏心是决定注水泥环空流速与流态演化的关键因素,进而制约了顶替效率的提升;优化浆柱结构是改善顶替效率的重要途径,而关于相关的理论机理未见报道。借助于计算流体力学Fluent软件,建立了不同套管偏心下水平环空3D模型,探讨了不同套管偏心下的顶替效率变化特性,结合套管偏心0.4时顶替效率差的案例,通过探究不同浆柱结构下的环空流体滞留体积分数,以推荐最佳注水泥浆柱结构。研究表明:①套管偏心0.1时,偏心效应与浮力作用下顶替效率优于居中工况;偏心度大于0.1后,在套管偏心与质量扩散效应耦合作用下,顶替效率逐渐降低;②先注入隔离液后注入冲洗液有利于充分发挥隔离液在正密度差下的顶替效果,再利用低密度冲洗液的冲刷作用,进而提高了顶替效率;③套管偏心时,宽边流速高于窄边,引起水泥浆从宽边提前返出,而窄边滞留大量钻井液的问题。模拟成果为偏心环空下浆柱结构设计与优化提供了重要理论依据。

伪造、篡改档案行为犯罪化的理论证成与立法设计——从冒名顶替和篡改志愿行为切入

近些年来伪造、篡改档案行为频发,且具有严重的社会危害性和充分的刑罚当罚性,不仅危及档案工作的公信力,还侵害公民的受教育权、劳动权等宪法性权利,通过行政与民事手段治理此类行为均存在缺陷。但是,目前我国《刑法》并没有设立伪造、篡改档案罪这一独立罪名,导致对该行为的刑事规制面临罪名适用不当、惩治效果不足、震慑作用有限的困境,因此刑事立法亟须将伪造、篡改档案的行为犯罪化。《刑法》增设伪造、篡改档案罪能够回应档案治理的现实需求、体现刑法的积极主义立法观、促进档案治理行刑有效衔接的实现,立法过程中可借鉴国内既有的档案类犯罪的立法经验和参考域外伪造、篡改档案类犯罪的立法实践。应当明确伪造、篡改档案罪的保护法益、体系地位和犯罪构成,厘清本罪与其他相关罪名的犯罪竞合问题和本罪的犯罪形态问题。

大斜度井偏心环空注水泥顶替数值模拟研究

为了进一步了解大斜度井注水泥顶替机理,提高注水泥顶替效率,借助计算流体力学软件Fluent,建立了大斜度井环空三维模型,采用流体体积法进行了水泥浆顶替钻井液的数值模拟研究。分析了井斜角、偏心度以及水泥浆与钻井液的密度差对顶替效率和顶替界面稳定性的影响规律:增大井斜角会降低注水泥顶替效率;在大斜度井偏心环空中,随着水泥浆与钻井液密度差的增大,顶替效率先增大后降低;在大斜度井中,套管偏心并不完全是降低顶替效率,当套管具有一定偏心(建议偏心度取为0.1～0.2)时,可在一定程度上阻止由于正密度差造成的水泥浆在环空低侧窄间隙突进,从而提高顶替效率。通过数值模拟,总结了大斜度井与直井注水泥顶替机理的区别,为大斜度井注水泥顶替参数设计提供了一定的参考和理论依据。

固井顶替界面研究方法分析

稳定平齐的顶替界面可以有效地防止钻井液对水泥浆的污染,降低环空钻井液的迟流和滞留现象,提高固井界面的胶结质量和环空封隔的效果。文中首先总结了固井顶替界面的主要影响因素,然后分析了3种固井顶替界面研究方法的优缺点,最后根据目前固井顶替界面研究的不足提出了今后的研究方向及相应建议:以二维Hele-Shaw模型为基础,深化稳定顶替界面的形成机理及条件研究,并通过数值模拟和室内实验的方法进行验证,建立相应的注水泥稳定顶替界面参数设计方法及标准,并开发相应的通用软件,以便于现场应用。

水平井偏心环空稳定顶替界面形状研究

固井顶替界面反映了顶替流体的掺混程度,降低顶替界面长度能够有效提高顶替效果和环空封固质量。由于水平井顶替剖面上密度差引起的驱动力与流体微元所在位置有关,即使稳定顶替的条件下,顶替界面也会由于驱动力的差异而产生局部凸进,使得顶替界面长度增加。文中考虑了水平井水泥浆与钻井液的密度差引起的驱动力沿周向角和半径的变化,采用二维Hele-Shaw顶替模型及微扰法理论,建立了水平井偏心环空稳定顶替界面形状描述模型,分析了水平井偏心环空顶替界面长度随密度差的变化规律,从而为设计合理的水泥浆与钻井液密度以降低水平井偏心环空稳定顶替界面长度提供理论依据。

影响固井注水泥顶替效率的主要问题及其研究进展

理论研究与现场实践表明,注水泥顶替效率低主要是由套管偏心度过大、环空壁面上钻井液滞留层形成和注水泥顶替界面失稳造成的。针对上述三方面问题,调研了目前固井注水泥顶替机理的研究方法与成果,分析了研究中存在的不足,提出了注水泥顶替机理后续研究的相关目标:建立套管极限偏心度与井斜角、流体流变性能等参数的定量模型,进而指导下套管时扶正器安放设计(尤其是在大斜度井和水平井中);针对环空壁面上钻井液滞留层问题,理论分析其形成条件,确定无滞留层形成时流体性能参数之间满足的定量关系;为保证注水泥顶替界面的稳态,需研究适用于在不同井斜角的偏心环空中两相流体(非牛顿流体)之间顶替界面的理论模型,从而推导实现界面稳态的定量条件。通过对注水泥顶替机理开展系统的理论研究,可为提高顶替效果、改善固井质量提供一定的参考和依据。

水平井偏心环空低速顶替运移机制研究

水平井固井顶替过程中,受限于现场设备,难以实现紊流顶替,而在层流流速区间内,两相流体在偏心环空中运移机制复杂。基于计算流体动力学方法,建立几何模型和数值模型,采用流体体积法对两相流体顶替界面进行追踪,研究了不同顶替流速下水平井偏心环空流体运移机制。结果表明,(1)低偏心度下,1倍隔离液用量能够实现90%顶替效率,而当偏心度大于0.5时,顶替效率相对较低,即使增加隔离液用量,也未能提高顶替效率;(2)针对套管严重偏心情况,将流速由1.0m/s降低到0.2m/s,有助于界面平稳发展,并多置换出6.8%钻井液,解决窄边滞留,宽边指进问题;(3)水平井偏心环空固井注替过程存在偏心效应、重力效应、黏滞效应等多方面影响,这些因素相互制约、相互作用,因此,针对现场实际井况,合理设计固井工艺参数,不仅能提高固井质量,还能起到降本增效的作用。

冒名顶替罪行为方式、犯罪主体的规范诠释与完善

对冒名顶替罪的诠释应遵循立法初衷,以体系性视角展开分析。冒名顶替罪保护的法益为复合法益,其中社会管理秩序为核心内容,公民受教育权为价值内涵,自然人的人格权益为外在表现。盗用和冒用应属包含关系,冒用涵盖了经他人授权而使用的情形。顶替指挤占并取代他人实际取得的高等教育入学资格的行为,因此受害人是否入学不影响犯罪成立。对高等学历教育入学资格的范围应以高等学历教育的教育种类为依据进行认定,不应拘泥于培养模式和授课形式。冒名顶替罪与刑法第280条、第280条之一构成刑法中的“盗窃身份罪”体系,应将三罪理解为吸收关系,以厘清犯罪竞合问题,并加强本罪司法适用率。对顶替者适用刑罚应恪守宽严相济和教育改造理念,对组织、指使者应当从重处罚,对国家工作人员的认定应做限缩解释,即滥用职权实质帮助冒名者完成顶替行为的国家工作人员。

正密度差对水平井偏心环空顶替影响规律研究

在地层压力许可的条件下,固井顶替流体之间的密度差可以提高水平井顶替效率。基于计算流体相关理论与方法,建立水平井偏心环空浆体顶替模型。数值模拟正密度差对水平井顶替的影响规律。数值实验结果表明:正密度差顶替条件下,重力作用使宽边高密度流体在顶替界面附近向下方低速的窄边流动,提高了窄边的流量,克服了水平井偏心度的影响,提高了窄边的顶替效率。重力作用超过宽窄边效应的影响,形成分层的顶替界面,顶替界面长度随顶替时间增加而增长,但增长的越来越缓慢,有利于提高水平井的顶替效率。顶替界面长度随密度差增大而增大,适当降低顶替流体与被顶替流体之间的正密度差,有利于减小顶替界面长度提高顶替效率。以上研究结果揭示了正密度差顶替克服水平井偏心度影响,提高水平井顶替效率的机理与规律,对提高水平井固井顶替效率具有理论指导意义。

顶替速度对粘砂套管水泥环胶结强度影响研究

套管粘砂增加了管壁的粗糙度,造成部分钻井液滞留在砂粒间无法顶替,降低了水泥浆的顶替效率和粘砂套管的胶结强度。通过分析幂律水泥浆在套管-井壁环空中轴向紊流流场,计算粘砂套管水泥浆的顶替效率,并在此基础上建立考虑钻井液滞留的粘砂套管胶结强度计算模型。研究结果表明:随着水泥浆顶替速度增大,粘砂套管顶替效率逐渐增大,顶替速度为2.9m/s时,粘砂套管胶结强度达到最大值;粘砂套管破坏位置主要发生在胶结剂-砂粒界面,砂粒粒径4～6mm和6～8mm粘砂套管的胶结强度分别为1.509MPa和2.480MPa。

套管低偏心度下的水泥浆顶替界面特性研究

水平段固井顶替水泥浆时,国内外学者对水平井顶替的机理与顶替界面的变化规律还没形成系统的理论认识。鉴于此,针对水平井偏心环空固井的动态顶替问题,建立了考虑流态耦合与质量扩散的水平井偏心环空两相流体数值试验模型,对低偏心度下正密度差的顶替界面形态变化进行了长距离的数值模拟,在此基础上进行深入分析,揭示了随着偏心度增大,界面长度先减小后增大,顶替效率先增大后减小,存在一个临界最优偏心度,在该偏心度下界面长度增长最慢。最后结合现场施工指出,在水泥浆顶替设计时应以达到临界最优偏心度为目标,同时兼顾下套管难度,合理选择套管扶正器的位置、类型与尺寸,最大限度地接近临界最优偏心度,其次要尽量增大浆体的正密度差,这样仍能较好缓解界面的指进趋势,减小界面长度和混浆体积,提高顶替效率。研究结果对提高水平井的固井质量具有重要的指导意义。

大斜度井注水泥顶替模拟室内实验装置

根据大斜度井注水泥过程中的流动受力特点,建立了注水泥顶替模拟的室内实验装置,完善并配套了实验装置的各功能部件,确定了注水泥顶替过程中模拟实验的操作方法和步骤。利用加工成型的该套实验装置,进行了不同井斜角、偏心度及宾汉模式下水泥浆动切力和塑性黏度等对注水泥顶替过程的实验研究,并将实验结果与目前成熟的数值模拟研究结果进行对比。结果表明:随着井斜角增大,注水泥顶替界面逐渐伸长;在大斜度井环空正密度差顶替时,随着偏心度的增大,顶替界面逐渐变短;增大水泥浆的动切力和塑性黏度,顶替界面变短,其整体顶替效率增加。实验研究所得到的结果与数值模拟所得到的结果基本一致,证明了该套模拟实验装置进行注水泥实验研究的合理性。

油气井固井注水泥顶替理论与技术综述

油气井固井要得到好的固井质量,必须充分“替净”。传统的顶替方式为轴向一维顶替,该顶替理论研究获得一系列成果,较为完善。但因一维轴向顶替自身的缺点,难以将近壁泥浆、虚泥饼驱替干净,对变径井眼造成的回流更是无能为力。使用螺旋流顶替理论上能克服这一缺点,大大改善顶替效率。但此项技术起步较晚,研究成果很少,理论很不完善,从而使其应用受到限制。叙述了两种顶替理论的研究成果及各自存在的问题,以求为今后的研究提供思路。

基于Cempro Plus的长封固段固井顶替效率影响因素分析——以塔里木盆地顺北区块S7井为例

为了优化塔里木盆地顺北区块长封固回接固井工艺,解决固井顶替效率低、密封完整性差等难题,以该区块S7风险探井为研究对象,分析了长套管居中度、顶替排量以及冲洗液体积等因素对油气井顶替效率的影响。研究结果表明:①在顶替排量一定的条件下,套管居中度与水泥浆顶替效率成正相关,与井筒混浆程度成负相关,高居中度井段顶替效率提升速率更快,而低居中度井段顶替效率提升相对缓慢,套管居中度至少应保持在60%以上才能显著提升顶替效率;②套管居中度一定的条件下,顶替排量与水泥浆顶替效率成显著的正相关,而与井筒混浆程度成负相关,顶替排量应达到2.0 m^3/min以上才可显著提升顶替效果;③在套管居中度与顶替排量一定的条件下,冲洗液体积与水泥浆顶替效率成显著的正相关,而与井筒混浆程度成负相关,冲洗液体积至少应保持在30 m^3以上才能显著提高井筒上部区域的顶替效果。