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注水泥顶替效率模型算法研究现状及展望: 2025年; 顶替效率是评价固井质量重要参数之一,目前,业界开发出了许多顶替效率模型,开展了相关理论研究及案例分析。为了平衡计算时间与计算精度,这些模型使用了各种理论方法及假设条件,在使用这些模型时如果不明确这些假设条件差异、合理性及适用范围,会导致计算结果可能无效乃至错误,但是目前还没有相关研究针对现有模型算法进行分析。本文对目前所有的顶替效率模型进行了归类分析。分析表明,窄间隙情况下径向速度可以忽略以提高计算效率;偏心情况下忽略方位方向速度和压力梯度是不合理的;并且基于数字化转型趋势,未来顶替效率模型在保证精度的同时,需要更快的计算速度。具备较大潜力的是简化CFD模型、Narrow Gap Unwrapped模型和Lubrication模型。; 刘地雄温达洋冯青豪陈志鸣; 关键词：固井顶替效率数值模拟

固井质量中水泥浆性能对顶替效率影响的应用探索: 2024年; 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。; 陶磊; 关键词：固井质量水泥浆性能顶替效率

基于相场法的固井顶替效率数值模拟及影响因素分析被引量：1: 2024年; 考虑摩擦阻力、浮力、重力和两相界面张力的影响,建立基于相场法的固井顶替效率数学模型并进行数值求解,评价固井顶替效率,采用环空顶替实验进行验证,分析井斜角、前置液结构、密度差、套管偏心度和套管旋转等因素对固井顶替效率的影响。结果表明:固井顶替效率数学模型有效改善传统模型的顶替界面模糊和振荡现象,具有一定的可靠性。井斜角改变重力沿井筒方向的分力并影响顶替界面形态的发展,水平井筒顶替界面形态的稳定性最差;采用“冲洗液和隔离液”的前置液结构时,水泥浆的顶替效率更高;优选流体密度差时,顶替效率提高5%;水平井筒中,套管偏心度为0.1时,顶替效率最高,但现场应用条件难以实现;套管旋转可显著缓解水泥浆宽边指进程度。考虑施工的难易程度,提高顶替效率的措施依次为:选用“冲洗液和隔离液”的前置液结构、优选密度差、采用套管旋转的顶替方式、控制套管偏心度小于0.1。该结果可为固井顶替效率的预测和优化提供指导。; 刘金璐李军艾正青张权王天范玉光刘先锋; 关键词：固井顶替效率数值模拟相场法影响因素

一种基于机器学习的固井注水泥顶替效率评价方法: 本发明提供了一种基于机器学习的固井注水泥顶替效率评价方法，属于油田开发技术领域，具体步骤为，基于现场完井井身结构数据建立全井筒物理模型，将物理模型导入Fluent软件的mesh模块进行网格划分，之后导入case模块随机生...; 杨谋赵鹏超唐欣宋泽平祝鑫泉唐彬车双苗

一种预测复杂结构井的顶替效率的设备和顶替效率预测方法: 本发明提供了一种预测复杂结构井的顶替效率的设备和顶替效率预测方法，包括：主机，所述主机包括芯片，所述芯片根据用户输入数据对顶替效率进行预测，并输出预测结果；所述芯片按照以下步骤预测顶替效率μ：输入井身长度h；根据所述井身...; 薛虎杨谋

提升偏心环空注水泥顶替效率的浆柱结构优化分析被引量：2: 2023年; 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。; 陈力力郭建华刘森李斌薛虎李亚天杨谋; 关键词：顶替效率偏心环空注水泥

变井径环空分形表征及其对固井顶替效率的影响被引量：2: 2023年; 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。; 张景富秦南欣欣公海峰王建成谢帅朱胡佳; 关键词：分形函数固井顶替效率分形维数

页岩储层水平扩径井段固井顶替效率数值模拟研究被引量：3: 2023年; 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。; 孙晓峰陶亮朱志勇于福锐孙铭浩赵元喆曲晶瑀; 关键词：顶替效率固井质量

顶替效率实时在线模拟方法及其装置和固井作业方法: 本发明提供了一种顶替效率实时在线模拟方法及其装置和固井作业方法，在线模拟方法包括：S1、获取固井井筒的静态参数和采集实时动态参数；静态参数包括井身结构、井眼轨迹、井筒温度轴向分布和管柱居中度，实时动态参数包括固井施工压力...; 鲜明刘洋杨川余才焌冯予淇吴朗周太彬郑渊云余鑫杨建全向雪琳许桂莉余建廖富国

一种评价固井注水泥浆顶替效率的试验装置和试验方法: 本发明公开了一种评价固井注水泥浆顶替效率的试验装置和试验方法，所述试验装置包括井筒系统、钻井液储液罐、水泥浆池、清水池和接料桶；所述试验方法通过一套注液顶替系统分别将钻井液、水泥浆、清水与井筒系统的流体注入管口相连接，以...; 曹文科李继虎于倩李腾

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