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正文內(nèi)容

固井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)(編輯修改稿)

2024-11-23 21:29 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 井工藝相對(duì)復(fù)雜,對(duì)固井設(shè)備要 求更加嚴(yán)格 由于三次加密鉆井完井的復(fù)雜性,要求固井施工時(shí)必須采用先進(jìn)而有效的工藝技術(shù),如封隔器等機(jī)械工具及鎖水抗竄劑等一些水泥外加劑,這些特殊技術(shù)增加了固井施工難度,因此也對(duì)固井設(shè)備提出了更高的要求。 (6)固井成本高,要求盡可能地降低鉆井成本。 三次加密調(diào)整井固井配套技術(shù) ( 1)套管保護(hù)技術(shù) 由于大慶喇、薩、杏油田套管損壞多數(shù)以上集中在油頂以上至標(biāo)準(zhǔn)層部位,因此固井時(shí)控制水泥面,給油頂以上部位套管留一個(gè)活動(dòng)空間,是保護(hù)套管的一項(xiàng)有效方法??刂扑嗝嬷饕腥N方法:一是跟蹤分析法;二是機(jī)械法控制水泥面; 三是應(yīng)用高抗擠套管。 ( 2)壓穩(wěn)與防竄、防漏技術(shù) 14 ①搞好地層壓力預(yù)測(cè) 準(zhǔn)確地獲得一口井縱向剖面上地層壓力(含破裂壓力)變化情況是固一口井的重要條件。目前,除 RFT 測(cè)壓方法外,利用電測(cè)資料計(jì)算地層壓力則是一種即經(jīng)濟(jì),又快速的壓力預(yù)測(cè)方法。 ②提前降低固井區(qū)塊地層壓力 降低高壓層的地層壓力,不僅有利于固好高壓層,而對(duì)于層間壓差較大的井,也可以緩和層間矛盾,防止高滲低壓層處由于水泥漿失水而影響的水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。 ③低滲高壓層固井配套技術(shù) 一是合理設(shè)計(jì)洗井液密度;二是應(yīng)用鎖水抗竄劑和套管外封隔器 ④高 滲低壓層固井技術(shù) 固好高滲低壓差的關(guān)鍵在于控制水泥漿失水;因此應(yīng)采取兩種方法:一是采用低失水水泥漿,主要加降失水劑低失水外加劑等,降低水泥漿失水;二是應(yīng)用優(yōu)質(zhì)鉆井液,在井壁上形成致密泥餅。 ⑤易漏層固井技術(shù) 針對(duì)易漏區(qū)塊,三次加密鉆井過(guò)程中應(yīng)對(duì)易漏井采取防漏固井技術(shù)。主要包括五個(gè)方面:一是限制施工壓力不超過(guò)循環(huán)井時(shí)最高壓力(一般 6MPa);二是排控制施工排量不超過(guò)洗井最大排量( 一般 m3 左右);三是采用塞流頂替(返速 );四是適當(dāng)控制水泥漿密度( );五是提高水 泥漿流動(dòng)性,降低環(huán)空摩阻(減阻劑、分散劑)。 ⑥易漏易吐層固井配套技術(shù) 當(dāng)三次加密區(qū)塊一口井縱向剖面上高低壓共存,易漏易吐等情 15 況,應(yīng)綜合考慮運(yùn)用高壓層,易漏層多項(xiàng)技術(shù)。針對(duì)易漏易吐的“彈性地層”,固井時(shí)一定要堅(jiān)持壓穩(wěn)的原則,鉆井液密度必須高于設(shè)計(jì)上限,施工前必須將漏入地層的液體吐出,施工后關(guān)閉環(huán)空。 ⑦氣層固井技術(shù) 由于氣體密度較低,固井候凝期間,一是竄入水泥環(huán) , 就會(huì)迅速上移,在水泥環(huán)中形成孔道,因而就油氣水三種流體對(duì)固井質(zhì)量影響,而此體竄入最為嚴(yán)重,應(yīng)采用鎖水抗竄劑套及管外封防隔器。 ( 3)居中與替凈技術(shù) ①居中技術(shù) 套管居中是替凈的必要條件,是確保環(huán)空水泥環(huán)均布的重要一環(huán)。統(tǒng)計(jì)資料表明,當(dāng)居中度大于 65%時(shí),固井很好保證,當(dāng)居中度低于 45%時(shí),固井頂替效率小于 80%,固井質(zhì)量就難保證。在套管尺寸一定條件下,井徑越大,套管居中度越小,同時(shí)井眼的彎曲程度、井徑變化率情況也決定了全井套管居中程度。提高套管居中度可采取兩項(xiàng)措施:一是提高井身質(zhì)量;二是合理地設(shè)計(jì)套管扶正器的卡放數(shù)量、位置。 ②替凈技術(shù) 為了替凈采取五項(xiàng)措施:一是盡可能增加水泥漿與洗井鉆井液的密度差;二是紊流頂替;三是合理的設(shè)計(jì)并應(yīng)用前置液;四是井徑 變化率大于 15%的井段使用旋流扶正器;五是活動(dòng)套管。 ( 4)密封技術(shù) 實(shí)現(xiàn)固井后環(huán)空密封,對(duì)于三次加密調(diào)整井更加重要,而且隨 16 著薄層及表外層的開(kāi)發(fā),要求全封固段密封良好。目前實(shí)現(xiàn)密封效果主要有以下措施: ①應(yīng)用粘砂套管 粘砂套管可以改善第一界面的膠結(jié)質(zhì)量。 ②振動(dòng)固井 振動(dòng)固井技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展的一門(mén)新的固井技術(shù),理論計(jì)算已經(jīng)表明,在振動(dòng)波的作用下,水泥面的膠結(jié)強(qiáng)度能明顯提高(此項(xiàng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于建筑業(yè))。在三次加密過(guò)程中,應(yīng)進(jìn)一步試驗(yàn)和推廣。 ③應(yīng)用高韌性、抗沖擊水泥外加劑 高韌性水泥漿比常規(guī)水泥漿的 8h、 24h 抗壓強(qiáng)度均明顯提高( 8h 提高 , 24h 提高 ),第一界面膠結(jié)強(qiáng)度提高。 ④使用優(yōu)質(zhì)鉆井液,降低泥餅厚度,提高二界面膠結(jié)強(qiáng)度。 綜上所述,以壓穩(wěn)、居中、替凈、密封為目標(biāo)的各項(xiàng)施工措施構(gòu)成大慶油田三次加密井固井的核心技術(shù),壓穩(wěn)是前提條件,套管居中是提高固井質(zhì)量的保證,替凈是提高固井質(zhì)量的關(guān)鍵,密封是固井的目的。 (二)水平井固井(完井)技術(shù)取得突破 大慶油田水平井完井固井技術(shù)從“八五”起步,完成 4 口中曲率半徑水平井完井固井施工,探索一套水平井固井工藝,到“九五”時(shí)期取得突破, 完成 1 口探井水平井完井固井攻關(guān),與此同時(shí)開(kāi)展 2 口側(cè)鉆水平井完井固井攻關(guān)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及多口外圍低壓低滲油田及冀東油田階梯水平井完井固井,其水平達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn) 17 水平。 階梯水平井固井難點(diǎn) 制約水平井固井質(zhì)量的關(guān)鍵問(wèn)題在于套管不易居中,使油基鉆井液容易在套管及井壁上附著油膜,致使固井沖洗困難,頂替效率低;在斜井及水平井眼狀態(tài)下,水泥漿易析水上竄,影響固井質(zhì)量。 固井所采取的措施 一是封固段每 4 根套管間隔卡放一只彈性限位扶正器和一只剛性旋流扶正器,使套管居中度達(dá)到 70%以上; 二是水平井鉆井普遍采用油基鉆井液(或 混油鉆井液),固井施工中,附著在井壁及套管壁上的油膜很難沖洗干凈,為此選用了 YJC 沖洗液; 三是固井時(shí)使用了 DSHJ 濕混降失水水泥漿體系,使水泥漿失水量控制在 50ml 以內(nèi),自由水為 0,較好地解決了固井候凝期間水泥漿析水上竄問(wèn)題,提高了水泥環(huán)封固質(zhì)量; 四是固井是使用了低密度前導(dǎo)水泥漿(密度 — ),提高了沖洗效果和頂替效率; 五是固井替漿時(shí)均采用清水作頂替液,減少水平段套管內(nèi)液體重量,有利于管柱居中,同時(shí)也有利于測(cè)井儀器安全下入和后期的完井作業(yè)。 階梯水平井固井技術(shù)已經(jīng)基本成熟,滿足勘 探、開(kāi)發(fā)需要。 (三 ) 深層高溫高壓長(zhǎng)封井固井技術(shù)有明顯進(jìn)展 “九五”深井勘探已進(jìn)入了多層位、多儲(chǔ)集、多氣藏類型,隨著勘探發(fā)展的需求,對(duì)固井質(zhì)量要求越來(lái)越高,“九五”期間通過(guò) 18 使用新技術(shù)、新工藝,在水泥漿配方和完井技術(shù)方面求新求變,通過(guò)不斷地技術(shù)攻關(guān)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),使深井固井技術(shù)水平和質(zhì)量又上一個(gè)新臺(tái)階。 深井固井難點(diǎn) 井深增加,封固段長(zhǎng),井底溫度高,井身質(zhì)量不易保證,深層易氣竄。以葡深 1 井為代表,該井是大慶油田井深最深( 5500m)、地層溫度最高(井底 ℃)、封固段長(zhǎng)( 2100m),施工作業(yè)大,壓力高 ,固井質(zhì)量要求高。 深井固井工藝配套技術(shù) (1)深井固井設(shè)計(jì)技術(shù) 針對(duì)深井地質(zhì)特點(diǎn)和鉆井工程中情況應(yīng)用自行研制《固井優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件》進(jìn)行了套管強(qiáng)度設(shè)計(jì)、套管柱居中設(shè)計(jì)、注水泥流變?cè)O(shè)計(jì),優(yōu)選了固井施工參數(shù),制定了合理的施工方案和施工技術(shù)措施。 (2)研制深井管串附件 一是深井套管浮鞋、浮箍,深井浮鞋、浮箍實(shí)現(xiàn)了深敞壓候凝,解決了深井高溫高壓條件套管串附件密封問(wèn)題;二是扶正器不斷發(fā)展,原來(lái)剛性扶正器及弓形扶正器發(fā)展成為彈性限位扶正器,滿足了深井套管扶正器需要。研制并應(yīng)用套管彈性旋流扶正器和剛性旋流扶正器,以提 高深井固井施工頂替效率。 (3)深井水泥外加劑 一是抗高溫低失水水泥外加劑,對(duì)于井底溫度高于 120℃的深井,為達(dá)到水泥漿抗高溫,控制失水,提高水泥石強(qiáng)度的目的;二是應(yīng)用低密度水泥漿防漏,進(jìn)一步發(fā)展防止油氣層污染;三是 19 由于深井封固段長(zhǎng)、施工壓力高、地層破裂壓力不清,采用雙密度水泥固井;四是深井固井配套應(yīng)用抗高溫防竄水泥漿,在“九五”初期以 DPF2 為降失水劑抗高溫低失水水泥漿基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)研制丁苯膠乳孔竄及直角候凝性能,稠化時(shí)間可調(diào),在高溫條件下水泥石強(qiáng)度滿足需要;五是中深探井及深井普遍應(yīng)用 DSHJ 降失水劑;六是 應(yīng)用新技術(shù),科學(xué)解決超深井固井難題,應(yīng)用抗高溫水泥漿,提高深井高溫條件下水泥石抗壓強(qiáng)度,葡深 1 井使用的為引進(jìn) DOWELL 水泥漿配方。 (4)配套應(yīng)用沖洗隔離液 “九五”期間,深井鉆井全部采用油基鉆井液,為了清除一、二界面油膜,應(yīng)用優(yōu)化組合沖洗隔離液即柴油 +YJC 沖洗液 +清水隔離液。 (5)不同完井方法的應(yīng)
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