南海水合物储层固井过程高压气水反侵临界条件判别

• 作者: 郑明明 王晓宇 周珂锐 王凯 吴祖锐 蒋国盛 孙嘉鑫 曹鑫鑫
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 天然气水合物 固井 高压气水反侵 临界条件判别 动态热源 连续分段模拟
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 页码范围: 963-975
• 页数: 13页
• 分类号: TE256
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2022.03.018

摘要

传统油气固井遇到天然气水合物地层时,水泥浆放热易引起近井壁地层中水合物分解,所产生的高压游离气水易反侵入水泥浆而严重影响固井质量等问题.为了解决此问题,以中国南海神狐海域为研究对象,利用TOUGH+HYDRATE数值模拟软件,通过"连续分段模拟"真实还原水泥浆放热与侵入过程,采用控制变量法分别研究固井压差和水泥水化放热速率这2个主要工艺参数的影响.研究结果表明:水化热越低,水合物分解量越少,气水反侵可能性越小;当压差较小时,水泥浆侵入范围较小,无法达到有效的封堵效果,气水反侵的可能性大;随着固井压差增大,会出现极易反侵区,继续增大固井压差,虽然水合物分解量较高,但水泥浆侵入范围大,形成质量更优的二界面,气水反侵现象反而更难以发生;过大的固井压差易压裂地层,需将固井压差控制在地层破裂压力窗口内.在综合2个工艺参数进行的交叉分析基础上绘制高压气水反侵临界的临界条件判别简图,可有效预测不同固井工艺条件下气水反侵行为是否发生.