目前,在油氣井固井注水泥頂替方面利用旋流扶正器的導(dǎo)流作用實(shí)現(xiàn)螺旋流頂替的方式越來越多,但國內(nèi)外對(duì)其理論與實(shí)際應(yīng)用方法的研究很不成熟。現(xiàn)場(chǎng)使用旋流扶正器大多憑借經(jīng)驗(yàn),缺乏理論依據(jù)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)旋流扶正器導(dǎo)流作用下的環(huán)空螺旋流場(chǎng)的相關(guān)研究就是在這一背景下展開的。本書主要是筆者在西南石油大學(xué)完成的博士論文和在中國石油化工集團(tuán)公司西南石油局、西南油氣分公司博士后工作站所完成的研究成果基礎(chǔ)上編寫成的。全書共7章,第1章評(píng)析文獻(xiàn)中關(guān)于注水泥頂替理論與方法研究現(xiàn)狀、存在的問題和研究難點(diǎn);第2章介紹螺旋流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究方法;第3章介紹螺旋流場(chǎng)流動(dòng)基本規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究成果;第4章和第5章介紹旋流扶正器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論及其井下應(yīng)用方法;第6章介紹注水泥頂替實(shí)驗(yàn)方法和頂替實(shí)驗(yàn)研究成果,包括軸向流頂替和螺旋流頂替,規(guī)則井眼、不規(guī)則井眼的頂替。第7章介紹現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐案例。其中第1章至第6章由舒秋貴編寫,第7章由羅德明編寫。全書由舒秋貴統(tǒng)稿。
本書的實(shí)驗(yàn)分為兩部分,關(guān)于螺旋流場(chǎng)基本規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究是在西南石油大學(xué)固井實(shí)驗(yàn)室完成的。特別感謝我的博士生導(dǎo)師劉崇建教授,雖然恩師已故,但他的敬業(yè)精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)格、精深的學(xué)術(shù)造詣,以及對(duì)我的諄諄教誨,仍激勵(lì)我奮然前行。在博士論文撰寫階段,劉孝良副教授、陳英老師也給予了大力支持,在此一并表示感謝。不規(guī)則井眼螺旋流頂替實(shí)驗(yàn)是在中國石油化工集團(tuán)公司西南石油局、西南油氣分公司博士后工作站期間完成的,特別感謝指導(dǎo)老師徐進(jìn)局長(zhǎng)、羅德明高級(jí)工程師、曾桂元高級(jí)工程師,西南石油大學(xué)博士生導(dǎo)師郭小陽教授,西南固井分公司姚勇、焦健芳、鄧天安,中國石油化工集團(tuán)公司西南石油局鉆井研究院張建同志及其他相關(guān)技術(shù)人員給予的幫助。同時(shí)感謝研究生付紛紛和謝麗萍同學(xué)為本書的資料收集及整理做出的努力。
前言
第1章 緒論
1.1 螺旋流在油氣井固井中的應(yīng)用背景
1.1.1 軸向流頂替理論與技術(shù)現(xiàn)狀
1.1.2 螺旋流與注水泥頂替
1.1.3 小結(jié)
1.2 環(huán)空螺旋衰減流場(chǎng)研究的必要性
1.3 螺旋衰減流研究難點(diǎn)
1.3.1 螺旋衰減流場(chǎng)理論求解非常困難
1.3.2 相似模擬三維流場(chǎng)測(cè)速難度非常大
1.4 主要內(nèi)容與研究方法
第2章 小尺寸環(huán)空螺旋流場(chǎng)測(cè)速方法
2.1 螺旋流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)
2.1.1 測(cè)點(diǎn)設(shè)置
2.1.2 測(cè)試內(nèi)容及方法
2.2 測(cè)速方法
2.2.1 軸向速度測(cè)量
2.2.2 周向速度測(cè)試方法
第3章 在旋流扶正器作用下的環(huán)空螺旋流場(chǎng)
3.1 實(shí)驗(yàn)介質(zhì)
3.2 環(huán)空螺旋流場(chǎng)
3.2.1 軸向速度
3.2.2 旋流衰減規(guī)律
3.2.3 周向速度
3.2.4 螺旋流場(chǎng)阻力損失研究
3.3 本章小結(jié)
第4章 高效導(dǎo)流旋流扶正器結(jié)構(gòu)研究
4.1 旋流扶正器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
4.2 新型高效導(dǎo)流旋流扶正器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)
4.2.1 新型高效導(dǎo)流旋流扶正器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.2.2 旋流扶正器導(dǎo)流能力評(píng)價(jià)
4.2.3 準(zhǔn)人性與導(dǎo)流效果的綜合分析
4.3 本章小結(jié)
第5章 旋流扶正器井下間距設(shè)計(jì)
5.1 旋流扶正器安放設(shè)計(jì)理論研究
5.1.1 冪律流體的相關(guān)研究
5.1.2 賓漢流體的相關(guān)研究
5.1.3 應(yīng)用示例
5.2 本章小結(jié)
第6章 頂替實(shí)驗(yàn)研究
6.1 注水泥頂替實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展
6.1.1 頂替實(shí)驗(yàn)裝置與頂替實(shí)驗(yàn)方法
6.1.2 評(píng)價(jià)
6.2 頂替實(shí)驗(yàn)方法與頂替裝置設(shè)計(jì)
6.2.1 頂替效率實(shí)驗(yàn)方法
6.2.2 頂替實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)
6.2.3 頂替裝置結(jié)構(gòu)
6.2.4 對(duì)頂替實(shí)驗(yàn)裝置的評(píng)價(jià)
6.3 頂替實(shí)驗(yàn)研究
6.3.1 實(shí)驗(yàn)介質(zhì)設(shè)計(jì)
6.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟
6.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
6.4 本章小結(jié)
第7章 螺旋流頂替技術(shù)應(yīng)用案例與分析
7.1 螺旋流頂替技術(shù)在回接固井實(shí)踐中的驗(yàn)證
7.1.1 案例1:元壩121井Ф193.7mm套管回接固井
7.1.2 案例2:閬中1井Ф193.7mm套管回接固井
7.1.3 河飛302井Ф177.8mm套管回接固井
7.1.4 小結(jié)
7.2 川科l井Ф177.8mm尾管固井
7.2.1 固井難點(diǎn)分析
7.2.2 固井技術(shù)措施
7.2.3 質(zhì)量評(píng)價(jià)
7.3 在川西水平井固井中的應(yīng)用
7.3.1 川西水平井概況
7.3.2 川西沙溪廟組水平井固井
7.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄A 附表
附錄B 附圖