提高长封固井段固井质量措施初探
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固井质量的影响因素及攻克途径探索1. 引言1.1 背景介绍固井质量的影响因素及攻克途径探索引言固井作为油气钻井中非常重要的环节之一,其质量直接影响着整个油气钻井的安全和效率。
固井质量好坏直接关系到井筒的稳定性、油气井产量以及环境保护等方面。
目前,固井质量问题仍然是油气钻井中的一个难题,不同的井固问题常常会导致井口事故的发生,造成重大经济损失和环境污染。
针对固井质量问题,需要对其影响因素进行深入分析,找出问题产生的根源,并探索提升固井质量的有效途径。
只有通过科学的研究和探索,才能够有效解决固井质量问题,提高油气钻井的安全性和效率,为油气勘探开发提供有力保障。
在本文中,将重点探讨固井质量的影响因素及攻克途径,旨在为解决固井质量问题提供理论支撑和实践指导。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨固井质量受到的影响因素以及有效提升固井质量的途径,为油田生产工作提供科学依据和技术支撑。
通过分析固井质量的影响因素,可以为避免固井失效、提高固井质量、减少事故发生提供参考。
探索固井质量提升的途径,可以为提高油井完整度、延长井眼使用寿命、提高油井产能提供技术支持。
本研究旨在通过系统研究固井质量影响因素和提升途径,为油田固井工作提供科学技术支撑,为油气资源的高效开发和利用做出贡献。
1.3 研究意义固井是油气田开发中非常重要的工程环节,其质量直接影响着油气井的生产效率和安全稳定运营。
研究固井质量的影响因素及提升途径,对于提高油气田的开发效率和经济效益具有重要意义。
固井质量的提升可以减少油气井在生产过程中可能出现的问题和事故,降低作业风险,保障生产安全。
高质量的固井可以保证油气井的长期稳产,延长井的有效生产周期,提高采收率,从而提高油气田的产量和产值。
固井质量的提升也能够减少井下作业次数和作业成本,提高作业效率,降低生产成本。
通过深入研究固井质量的影响因素及攻克途径,可以为企业提供科学的固井方案和技术支持,提高固井施工质量和效率,从而推动油气田的持续健康发展。
延安职业技术学院毕业论文题目:浅析提高固井质量的措施所属系部:石油工程系专业:钻井技术年级/班级:07(五)钻井班*者:**学号: *************** 指导教师:评阅人:2012年4月27日摘要:固井作业是一次性工程,固井作业是一项系统工程、隐蔽工种、涉及学科多、内容多且主要流程在井下,施工时未知因素多,有一定风险。
一般难以补救,即使补救也无法达到封固合格。
造成不必要的经济损失。
固井质量直接影响油气田安全合理开发和后继钻井的正常进行。
本文详细地分析了影响固井质量的常见的问题,通过具体论述找出影响固井质量的主要因素,并针对相关问题提说相应的措施。
使固井质量取得满意的效果。
关键词:固井;水泥浆;密度稠度;失水量目录绪论 (1)第一章概述 (3)1.1 固井的基本概念 (3)1.2 固井的过程 (3)1.2.1 下套管 (3)1.2.2 注水泥 (3)1.2.3 井口安装和套管试压 (4)第二章影响固井质量的因素分析 (5)2.1 井眼条件 (5)2.2 地层条件 (5)2.3 施工要求 (6)2.4 钻井液 (6)2.5 套管影响 (7)2.6 水泥浆影响 (7)2.7 施工 (8)第三章提高固井质量的措施 (10)3.1 固井常遇问题及相应的措施 (10)3.2 下套管复杂情况及处理方法 (10)3.2.1 套管阻卡的原因及预防措施 (10)3.2.2 套管阻卡的处理方法 (12)3.2.3 套管断裂的原因及预防措施 (13)3.2.4 套管挤毁的原因及预防措施 (14)3.2.5 管附件和工具复杂情况 (15)第四章结论与认识 (26)致谢 (27)参考文献 (27)绪论固井作业是钻井施工中的一个重要环节,固井质量的好坏,将影响到采油气作业效果及油气井寿命。
了解和掌握固井质量影响因素,将能更周密地搞好固井设计和施工,从而取得更优良的固井效果。
固井质量的影响包括井径扩大率、井斜、井眼净化程度、扶正器间距、钻井液密度、粘度、切力、失水、水泥浆密度、环空返速和封固段长度等11个因素,应针对这些因素的影响规律,提出了相应的技术措施。
提高加密井固井质量的措施与性能要求加密井具有保护地表水和土壤的重要作用,能够有效避免地下水资源受到污染。
为了更好地实现加密井的保护作用,加密井的井固井质量需要得到进一步提高。
本文将重点讨论提高加密井固井井质量的措施和性能要求。
一、提高加密井固井井壁强度加密井井壁强度是影响井固井质量的关键因素之一。
为了提高固井井壁强度,我们应采取以下措施:1、选用优质泥浆进行固井泥浆是固井的重要材料,固井工程中选择优质的泥浆可以大大提高固井井壁强度。
优质泥浆应具有黏度高、密度较大、稳定性好等特点,能够保证固井井壁有足够的支撑力。
2、加强钢筋网的使用钢筋网是在井壁中铺设的一种加强材料,能够增强井壁的整体强度和稳定性。
在井固井施工时,应采用高质量的钢筋网,并在井壁中设置足够数量的加强筋,以提高固井井壁的强度。
3、采用新型水泥加固材料传统的水泥固井材料存在着易龟裂、强度不高等缺点,难以满足现代加密井固井的要求。
现在市场上出现了一些新型的水泥加固材料,能够有效提高固井井壁的强度和耐久性,是提高加密井固井井壁强度的重要手段之一。
二、优化井固井结构设计井固井结构的设计对固井井壁的强度和稳定性有着重要影响。
为了提高加密井固井的质量,我们应该从以下几个方面优化井固井结构的设计:1、增加井壁的厚度井壁的厚度是影响井固井质量的关键参数之一。
增加井壁的厚度可以提高井固井的稳定性和强度,减少塌方和漏水的风险。
在设计井固井结构时应当根据井身的大小、地下水位情况等因素合理确定井壁的厚度。
2、合理设计井底、井口的结构井底、井口的结构对加密井的稳定性和安全性同样具有重要作用。
在井固井设计中,应合理设计井底和井口的结构,使其能够有效支撑井身和井壁,避免井口坍塌和渗漏等安全隐患。
3、考虑井身材料的选择在设计加密井固井结构时,应当考虑用什么材料来建造井身。
传统的井身材料存在质量不好、易断裂、使用寿命短等缺点。
现在市场上有一些优质的井身材料,如玻璃纤维增强塑料等,具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点,能够有效提高加密井固井的质量和耐久性。
提高加密井固井质量的措施与性能要求1. 引言1.1 背景介绍现代石油工业对井固质量的要求越来越高,特别是在加密井的固井过程中。
加密井是指在油气开采过程中,为了提高井下地层资源利用率和生产效率而在原有井眼内钻一口新的井眼,从而实现多井段开发。
加密井的固井质量直接影响到井下装备的安全、钻井液的循环和井下地层保护等方面,因此提高加密井固井质量已成为井下作业的重要目标。
在传统的加密井固井作业中,存在着固井材料不适应、施工工艺不规范、固井质量无法保证等问题,导致井下的井固环境不稳定、井下工具易发生损坏等情况。
为了解决这些问题,需要采取一系列措施来提高加密井固井质量,确保井下作业的顺利进行和井固环境的稳定。
本文将分析加密井固井质量的重要性,探讨提高加密井固井质量的措施,界定加密井固井性能要求,探讨影响加密井固井质量的关键因素,最后将提出加密井固井质量评价方法,旨在为提高加密井固井质量提供参考和指导。
2. 正文2.1 加密井固井质量的重要性加密井固井质量在油气勘探开发中起着至关重要的作用。
加密井固井质量的好坏直接关系到井筒的稳定性和完整性。
如果加密井固井质量不达标,就容易导致井筒失稳、漏失等问题,影响油气的正常开采。
加密井固井质量还直接关系到井下的环境保护和安全问题。
固井质量不好会导致地下水污染、油气泄漏等严重后果,给环境和人员安全带来威胁。
加密井固井质量也与油气资源的开采效率密切相关。
固井质量好的加密井能够提高油气的采收率,降低开采成本,对于企业的经济效益和发展具有重要意义。
提高加密井固井质量是保障油气勘探开发顺利进行、实现资源有效利用的关键环节。
只有加强对加密井固井质量的重视,采取科学有效的措施,才能确保井固质量达标,更好地保护环境、确保安全,实现油气资源的可持续利用。
2.2 提高加密井固井质量的措施1. 选用合适的固井材料:固井材料的选择直接影响着固井质量,应根据井壁状况、地层情况和固井环境选用合适的固井材料,确保固井效果。
提高固井质量方法浅析叶志富(中国石化胜利油田东胜精攻石油开发集团股份有限公司,山东东营,257000)摘要:固井作业是一次性工程,一般难以补救,即使补救也无法达到封固合格,造成不必要的经济损失。
本文基于固井实践经验,通过对胜利油田的太平油田、东风港油田以及蒙古宗巴音油田固井的跟踪分析,找出影响固井质量的主要因素,通过使用锁水抗窜水泥外加剂、提高水泥浆密度和稠度、降低水泥浆失水量等手段,并加强过程监督管理,探索出提高固井质量的有效方法,有效地提高了固井质量,取得了满意的效果。
关键词:固井;水泥浆;密度;稠度;失水量1 问题的提出长期以来,对于浅层地层疏松、储层发育、井涌井漏的油井,太平油田目的层为馆陶组,为一套河流相沉积地层:块状砾状砂岩、含砾砂岩、细砂岩、粉砂岩夹泥岩组合。
由于砂岩埋深浅,胶结疏松,储层物性好,平均孔隙度为33.4%,渗透率为3761×10-3μm2,在钻井工程中因为砂岩过于松散而扩径。
本区油层主要集中在馆陶组下部,与大套水层相邻。
该区因地层疏松,钻井容易造成井径扩大,且储层发育,渗透率高,水泥在凝固过程中容易因失水造成体积缩小,影响固井质量。
另外,由于相邻水层多,容易造成水窜而影响开发,不得不在水层与油层之间采用管外封隔器以防止水窜。
但管外封隔器因诸多因素而影响应用效果,如井径、隔层厚度,油水间互层,上油层下水层等。
长期以来,该区域的固井质量一直比较差。
如沾194井是常规水泥浆固井(如图1),在油层段与水层段之间加了一个封隔器,固井质量评价为第一界面合格,第二界面不合格。
据统计,2001年度完成的22口井,固井油层第一界面的合格率为89.6%,油层第二界面的合格率为68.8%。
1.2 东风港油田东风港油田在钻井过程中,有时会遇到井漏等复杂情况,给固井带来了困难,如车40-25-25井,完钻井深2770米,完钻电测时遇阻并发生漏失,井队下钻通井至637.74米遇阻后开始划眼,经过10天时间的多次划眼和处理堵漏,井漏得到控制。
提高长封固井段固井质量措施初探第一章绪论固井是油、气井建井过程中的一个重要环节。
固井工程包括下套管和注水泥两个生产过程。
下套管就是在已经钻成的井眼中按规定深度下入一定直径、由某种或几种不同钢级及壁厚的套管组成的套管柱。
注水泥就是在地面上将水泥浆通过套管栓注入到井眼与套管柱之间的环形空间中的过程。
水泥将套管柱与井壁岩石牢固地固结在一起,可以将油、气、水层及复杂层位封固起来以利于进一步地钻进或开采。
固井的科技定义是,井壁筒沉到井底找正操平后,通过管路向井壁筒外侧与井帮之间的环形空间注入相对密度大于泥浆的胶凝状浆液,将泥浆自下而上地置换出来并固结井壁筒的作业。
固井的目的是将套管固定在井内,把水和其他流体从井内替出。
在钻井作业中一般至少要有两次固井(生产井),多至4〜5次固井(深探井)。
最上面的固井是表层套管固井,它起的是泥浆通路,油气门户”的作用。
在下一次开钻之前,表层套管上要装防喷器预防井喷。
防喷器之上要装泥浆导管,是钻井液返回泥浆池的通路。
钻井过程中往往要下技术套管固井,它起的是巩固后方,安全探路”的作用。
固井主要包括三步:(1)下套管:套管有不同的尺寸和钢级。
表层固井通常使用20 - 133/8英寸的套管,多数是采用钢级低的“J 级套管。
技术套管通常使用133/8〜7英寸的套管,采用的钢级较高。
油层套管固井通常使用7-5英寸的套管,钢级强度与技术套管相同。
根据用途、地层预测压力和套管下入深度设计套管的强度,确定套管的使用壁厚,钢级和丝扣类型。
套管与钻杆不同,是一次性下入的管材,没有加厚部分,长度没有严格规定。
为保证固井质量和顺利地下入套管,要做套管柱的结构设计。
(2 (注水泥注水泥是套管下入井后的关键工序,其作用是将套管和井壁的环形空间封固起来,以封隔油气水层,使套管成为油气通向井中的通道。
套管下完后,立即接通循环管线和注水泥管线,做好注水泥前的准备工作。
首先要开泵循环钻井液,因套管与井壁的间隙较小,利用高的上返速度冲击井壁上的泥饼,同时调整钻井液的性能,直到循环泵压稳定为止。
提高固井质量技术措施一口井的固井质量不好,会影响开发效果,严重时会使前期所做工程工作量毁于一旦,甚至全井报废。
所以,我们在钻井完井过程中必须把固井质量放在重要的位置。
提高固井质量应主要从以下几个方面着手。
1保证套管正常下入套管能否正常下入到井内设计位置,是固井方案能否正常实施的前提,必须根据井眼情况制定合理的下套管措施,下面介绍常规井下套管和特殊井下套管的关键技术措施。
1.1常规井下套管措施常规井下套管除严格执行《下套管作业规程》外,在以下几个方面要更加重视:1.1.1下套管前通井,保证没有遇阻点、卡点和缩径点。
1.1.2井眼循环干净,井底与钻井液中无大量岩屑、泥砂。
1.1.3处理钻井液性能,保证井壁稳定,不坍塌、不掉块。
1.1.4钻井液有良好的润滑性,并且流动性良好,性能基本接近完钻时钻井液性能。
1.1.5确保压稳地层流体,保证井眼不涌、油气水不上窜,油气水较活跃的地层,油气上窜速度应达到行业标准规定的要求(油层上窜速度应≤10m/h;气层上窜速度应≤15m/h)。
1.1.6井下必须无漏失现象,若有漏失,必须先堵漏后下套管。
1.1.7凡准备入井的套管,各项参数必须符合设计要求。
1.1.8套管及入井工具附件在运、送、装卸过程中,严禁碰撞,护丝应带齐上紧。
1.1.9送到井场的套管,必须按行业标准和作业规程进行严格细致检查。
1.1.10对套管进行通内径、丈量长度、清洗丝扣、编号、编排套管顺序。
1.1.11要严格执行套管供应商提供的套管紧扣扭矩进行紧扣。
1.1.12套管必须按规定安装扶正器。
1.1.13下套管过程要连续灌钻井液,掏空长度应小于规定值。
1.1.14下套管过程中临时停止下套管时,必须活动套管。
1.1.15控制下放速度,使钻井液环空返速小于规定值。
1.1.16清理好井口,严防井下落物。
1.2特殊井下套管措施特殊井一般是指存在特殊情况的井、特殊轨迹井和特殊工艺井,如套管负荷过重的井、大斜度井、水平井和大位移井、漏失井等。
提高油田固井质量的施工措施探析摘要:固井工程是建井过程中一个关键的施工环节,直接关系着建井的施工成本、效率以及质量。
由于石油企业经营规模不断的壮大和建设,油田固井施工技术得到了广泛的应用,这在很大程度上提高了我国油田固井质量,然而在当前的形势下,油田固井施工的条件比较复杂,同时还存在着许多影响因素,因此需要不断完善和更新油田固井技术,提高施工质量。
关键词:提高;油田固井;质量;施工措施1石油固井技术的发展状况近几年,不少国家都对石油开采及相关技术发展加强了关注和重视,并为此投入了人力、物力、财力等方面的支持和协助,这间接加剧了石油行业市场竞争的复杂性。
在这一宏观背景下,中国对石油开发的需求也在与日俱增,加快了水平井、特殊井的固定技术发展步伐,使我国的固井技术得到了完善和升级,比以前有了质的飞跃。
例如,我国许多油田都在使用ANSYS有限元分析技术,材料质量不断升级,已经带动水平井、特殊井的固井技术不断提升。
1.1固井水泥浆材料技术的突破水泥是固井作业的主要原材料,它关系到固井效果和质量。
在水泥中加入适当比例的外加剂不会改变水泥的性能基础上满足更多需求的。
基于此,不少专家从水泥入手,研制出了不少种类、不少优势的水泥材料能有效提高水泥材料在稳定油气水层、高温高压条件下的工作能力。
值得一提的是,我国在高强度水泥、低密度水泥研制中也取得了不错的成绩和成果,如熟知的抗盐水泥浆、高温井专用水泥浆等,保障了水泥的多种用途,也进一步促进了固井技术的发展。
1.2固井技术1.2.1深层高温高压长封固井技术该固井技术施工措施的设计主要针对深井的套管强度、地层和地质等方面,具体措施为:第一,为了有效解决套管串附件在深井高温高压情况下的密封问题,需要对深井的套管浮箍进行加强设计;第二,随着扶正器广泛的应用和不断完善、更新,将已有的扶正器改进成弹性限位扶正器,这在一定程度上满足了深井施工对套管扶正的需求。
然而在深井施工的某些时候仍然需要刚性扶正器,因此,在实际固井施工过程中需要根据现场的实际情况,选择合理的扶正器,从而提高固井施工的效率和质量。
提高延长油田易漏长封固段固井质量的认识作者:闫旬国赵清忠张友华来源:《科学与财富》2011年第11期[摘要] 本文针对油田勘探开发的特殊要求,以及对上述技术难点的分析,研究开发了高强低密度增韧水泥浆体系,应用了不钻胶塞双级注水泥工艺,配套实施了压力分析、压力预测及压稳固井施工技术,通过在延长、延川、子长等区块的应用与实践,固井质量明显提高,取得了良好的技术经济效益。
[关键词] 封固段长水泥浆防漏固井一、固井难点分析(1)封固段长,要同时穿越不同压力层系的地层。
常规油井水泥固井最长达300~500m,而特殊油井长封固段固井段也就800~1500m,而延长油田气井全部是全井封固,一般封固段长在2200-4500米,并且高压与低压并存,地层复杂。
即使是双级固井,每一级封固段也在800-1500米。
(2)封固段长,如何防止水泥浆失重对固井质量的影响。
根据水泥浆失重机理研究的结果表明:水泥浆顶替后静置候凝,在很短的时间内,水泥浆柱的压力差(即底部压力-顶部压力)就降到零。
甚至使水泥浆柱底部的压力比顶部的压力还低。
如图1所示。
水泥浆柱越长,失重效应越严重。
一旦水泥浆柱的静液压力低于地层流体压力,水泥浆的胶凝强度尚未达到某一定值(500psi/100ft2)时,地层流体就有可能侵入井眼或者水泥浆柱内,影响最终的固井质量。
(3)水泥量大,品种多。
考虑到常规水泥固井不能满足施工的要求,一口井就需要二、三种水泥同时使用,如不同密度的低密度水泥、纯水泥等。
一次性固井施工水泥量是常规注水泥的3~5倍。
(4)施工时间长,施工压力高。
根据钻井排量32~35l/s,为防止固井作业时发生漏失,因此注水泥施工排量为1.8m3/min,替泥浆排量1.8m3/min,这样施工时间80~100min,(不加附加时间),施工压力达16~20MPa。
二、固井设计及技术对策2.1、施工压力校核2.1.1井漏校核固井环空当量密度过大会导致地层破裂,环空失返,严重影响固井质量,损害油层,还可能引起环空堵塞等复杂事故。
延安职业技术学院毕业论文题目:提高长封固井段固井质量措施初探所属系部:石油工程系专业:钻井技术年级/班级: 07(五)钻井班作者:高飞学号: 071395002023034 指导教师:杨红丽评阅人:2012年5月23日摘要:固井技术是一门多学科的综合应用技术,固井作业具有系统性、一次性和时间短的特点。
固井的主要目的是保护和支撑油气井内的套管,封隔油、气和水等地层。
固井质量的好坏会直接影响到油气井钻完井的进行和生产井的油气产量及生产寿命。
通过提高固井工艺技术水平,优化作业关键技术环节,克服影响井壁与套管间水泥环封固质量的不利因素,可以保证油气井固井质量。
目前,一次性封固800~1500m的长封固段固井正在成为多数油田勘探开发的热点技术。
突出的技术难点主要表现为“地层承压能力低、封固段长、注入量大、作业时间长、施工压力高”。
因此,本课题通过介绍什么是固井、固井的步骤,分析了长封固井段固井难点,进一步阐述了提高长封固井段固井质量的一些技术措施。
关键词:固井;长封固井段;固井质量目录第一章绪论 (1)第二章影响长封固井段固井质量的因素及难点分析 (3)3.1 地层特性 (3)3.2 水泥浆性能 (3)3.3 水泥石的体积收缩 (3)3.4 钻井液性能 (4)3.5 长封固井段固井难点分析 (4)第三章提高长封固井段固井质量的措施 (6)3.1 提高固井质量的措施 (6)3.1.1 施工压力校核 (6)3.1.2 施工压力预测 (6)3.1.3 设计遵循下列原则................................................... 错误!未定义书签。
3.1.4 选择合适的水泥体系 (6)3.1.5 配套固井技术 (7)3.1.6 科学施工 (7)3.1.7 选用适当的压胶塞液 (8)3.1.8 双级注水泥技术 (8)第四章结论 (9)致谢 (10)参考文献 (11)第一章绪论固井是油、气井建井过程中的一个重要环节。
固井工程包括下套管和注水泥两个生产过程。
下套管就是在已经钻成的井眼中按规定深度下入一定直径、由某种或几种不同钢级及壁厚的套管组成的套管柱。
注水泥就是在地面上将水泥浆通过套管栓注入到井眼与套管柱之间的环形空间中的过程。
水泥将套管柱与井壁岩石牢固地固结在一起,可以将油、气、水层及复杂层位封固起来以利于进一步地钻进或开采。
固井的科技定义是,井壁筒沉到井底找正操平后,通过管路向井壁筒外侧与井帮之间的环形空间注入相对密度大于泥浆的胶凝状浆液,将泥浆自下而上地置换出来并固结井壁筒的作业。
固井的目的是将套管固定在井内,把水和其他流体从井内替出。
在钻井作业中一般至少要有两次固井(生产井),多至4~5次固井(深探井)。
最上面的固井是表层套管固井,它起的是“泥浆通路,油气门户”的作用。
在下一次开钻之前,表层套管上要装防喷器预防井喷。
防喷器之上要装泥浆导管,是钻井液返回泥浆池的通路。
钻井过程中往往要下技术套管固井,它起的是“巩固后方,安全探路”的作用。
固井主要包括三步:(1)下套管:套管有不同的尺寸和钢级。
表层固井通常使用20~133/8英寸的套管,多数是采用钢级低的“J”级套管。
技术套管通常使用133/8~7英寸的套管,采用的钢级较高。
油层套管固井通常使用7~5英寸的套管,钢级强度与技术套管相同。
根据用途、地层预测压力和套管下入深度设计套管的强度,确定套管的使用壁厚,钢级和丝扣类型。
套管与钻杆不同,是一次性下入的管材,没有加厚部分,长度没有严格规定。
为保证固井质量和顺利地下入套管,要做套管柱的结构设计。
(2)注水泥注水泥是套管下入井后的关键工序,其作用是将套管和井壁的环形空间封固起来,以封隔油气水层,使套管成为油气通向井中的通道。
套管下完后,立即接通循环管线和注水泥管线,做好注水泥前的准备工作。
首先要开泵循环钻井液,因套管与井壁的间隙较小,利用高的上返速度冲击井壁上的泥饼,同时调整钻井液的性能,直到循环泵压稳定为止。
在这期间,固井泵的启动,供灰、供水、混浆、吸浆等工作都应准备就绪。
在水泥浆注入套管之前,要泵入一定量的前置液,用来隔离钻井液和水泥浆,以避免混浆。
而且隔离液返出套管后,也起到清洗环形空间的作用。
水泥浆的顶替速度要根据井下的情况而定。
如无特殊情况应采用高速紊流顶替。
但在地层破裂压力低的情况下,只能采用低速顶替。
(3)井口安装和套管试压下套管注水泥之后,在水泥凝固期间就要安装井口。
表层套管的顶端要安套管头的壳体。
各层套管的顶端都挂在套管头内,套管头主要用来支撑技术套管和油层套管的重量,这对固井水泥未返至地面尤为重要。
套管头还用来密封套管间的环形空间,防止压力互窜。
套管头还是防喷器、油管头的过渡连接。
陆地上使用的套管头上还有两个侧口,可以进行补挤水泥、监控井况。
注平衡液等作业。
套管试压是检查固井质量的重要组成部分。
安装好套管头和接好防喷器及防喷管线后,要做套管头密封的耐压力检查,和与防喷器联接的密封试压。
探套管内水泥塞后要做套管柱的压力检验,钻穿套管鞋2~3米后(技术套管)要做地层压裂试验。
生产井要做水泥环的质量检验,用声波探测水泥环与套管和井壁的胶结情况。
固井质量的全部指标合格后,才能进入到下一个作业程序。
随着油田勘探开发一体化钻井逐步向深层迈进,一些特殊要求的开发井正逐年增多,一次性封固800~1500m的长封固段固井正在成为目前多数油田勘探开发的热点技术。
突出的技术难点主要表现为“地层承压能力低、封固段长、注入量大、作业时间长、施工压力高”。
因此,提高固井质量是长封固井段固井的重点也是难点。
本课题将对如何提高长封固井段固井质量的措施进行初步的讨论。
第二章影响长封固井段固井质量的因素及难点分析有人认为,影响固井质量的因素有井身质量、井身结构、钻井液性能、水泥浆体系、固井现场施工等。
根据固井作业的施工顺序,也可以把影响固井质量的因素分为两类。
一类是影响顶替效率的因素,另一类是影响候凝效果的因素。
有些因素是通过其他因素间接影响固井质量的。
因此,弄清哪些是直接因素,哪些是间接因素是非常重要,可以有效的提高固井质量,下面讨论一下影响长封固井段固井质量的一些因素。
3.1 地层特性地层特性是影响水泥环第二界面胶结质量的一个重要因素,特别是在比较活跃的水层、油层井段,水泥浆凝固过程中地层流体对其进行侵污,从而影响了水泥石与地层的胶结强度。
另外,对于高渗透率油气水层,水泥浆在稠化过程中容易失去自由水,造成水泥浆粉化,体积减小并形成微间隙,从而影响固井质量。
3.2 水泥浆性能水泥浆性能对固井质量起着关键性的作用,包括水泥浆失水量、水泥浆密度和水泥浆流变性。
水泥浆的失水量过大,会造成水泥凝固时自由水渗入地层,使水泥浆体积减小,从而影响固井质量。
特别在中、高渗地层这种影响会更加明显。
另外,水泥浆失水量大,在施工过程中不但会造成严重的施工蹩泵事故,而且在水泥浆经过油气层时,水泥浆滤液与水泥颗粒大量进入油气层,堵塞油气通道而污染油层。
水泥浆密度直接反映了水灰比的大小,水泥石在固化过程中,只需25%的水即可,而水灰比25%的水泥浆密度达到2.3g/cm3以上,固井无法泵入。
为了满足固井要求,只能增大水灰比,但如果水泥浆密度过小,势必增大水分流失,从而影响固井质量。
水泥浆的流变性直接影响着顶替效率。
实践证明,动切力大的流体对动切力小的流体具有较好的顶替效率;流动性差会增大泵入难度,增加施工危险性,而水泥浆流动性太好,容易使水泥分层沉淀,影响封固质量。
3.3 水泥石的体积收缩在水泥水化过程中,水泥熟料在与水发生化学反应后的产物其体积比水化前的总体积减小,纯水泥水化的体积收缩率可高达5%。
如果不有效控制固井水泥浆的体积收缩,将不可避免地导致水泥石与套管、水泥石与井壁两个界面的胶结强度降低,影响固井质量。
3.4 钻井液性能长期以来钻井液性能对固井质量的影响没有得到足够的重视,这对钻井来说有其特定原因。
钻进过程中对钻井液性能的要求,与提高固井质量的钻井液性能要求两者间存在一定的矛盾性。
在钻进过程中,为保持井控、钻速、防漏防卡、安全起下钻等,要求钻井液密度适当过平衡、低失水、强抑制能力,具有较高粘度和切力,具有高悬浮和高携屑能力以及具有优质泥饼、优良流变性和粗分散(絮凝)特性。
而在固井时,为提高井眼净化程度及有效提高顶替效率和二界面胶结质量,却必须对钻井液的性能提出调整要求。
希望钻井液性能密度适当过平衡、低失水、强抑制能力,但具有较低粘度、切力、高悬浮、高携屑能力及优质泥饼、优良流变性和细分散(反絮凝)特性。
因此钻进过程中钻井液高粘切及粗分散特性,与固井过程钻井液性能低粘切及细分散特性,使得钻井液性能调整具有一定的难度及风险性,导致固井过程中的井眼清洁程度和井壁状态不良,井壁上遗留大量附着胶凝物(俗称死泥浆),因此,顶替效率及二界面胶结质量也无法得到保证。
泥饼性能关系到井壁稳定而且也严重影响到固井二界面的胶结质量,聚合物钻井液泥饼质量差是致命弱点,特别是在强水敏和高渗透地层未注意泥饼造壁保护作用,而且在进行体系转换过程中未能及时形成优质泥饼,井下就会出现因井壁不稳定被迫提高体系黏度切力保证电测、下套管安全,以及电测、下套管后不敢降低钻井液粘度、切力、触变性的情况。
此外,大多油田不重视使用泥饼刷清除渗透性产层处的井壁附着泥饼,劣质泥饼混入水泥浆将影响水泥胶结和声幅测井的质量,在固井后胶结质量不良,会导致投产后层间分隔失效影响强化改造工程工艺效果。
因此,应重视钻井液应用技术与井壁稳定、泥饼清除要求的技术衔接,固井前最好是在完钻前,就应根据岩性及时转换钻井液体系,形成优质泥饼护壁,并为调整钻井液性能满足提高固井质量工艺措施的实施创造条件。
3.5 长封固井段固井难点分析长封固井段古井相比普通固井,有以下技术难点:(1)封固段长,要同时穿越不同压力层系的地层。
常规水泥固井最长达300~500m,而特殊长封固段井固井段长达到800~1500m,高压与低压并存,地层复杂。
(2)封固段长,如何防止水泥浆失重对固井质量的影响。
根据水泥浆失重机理研究的结果表明:水泥浆顶替后静置候凝,在很短的时间内,水泥浆柱的压力差(即底部压力—顶部压力)就降到零。
甚至使水泥浆柱底部的压力比顶部的压力还低。
如图2.1所示。
水泥浆柱越长,失重效应越严重。
一旦水泥浆柱的静液压力低于地层流体压力,水泥浆的胶凝强度尚未达到某一定值(500psi/100ft2)时,地层流体就有可能侵入井眼或者水泥浆柱内,影响最终的固井质量。
图2.1 水泥浆失重曲线(3)水泥量大,品种多。
考虑到常规水泥固井不能满足施工的要求,一口井就需要二、三种水泥同时使用,如不同密度的低密度水泥、纯水泥等。
一次性固井施工水泥量是常规注水泥的3~5倍。