煤层气井固井工艺新技术
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214随着社会的不断发展,科学技术也在不断的提高,固井技术也在不断的完善,其中无论是固井材料、固井工艺技术还是水泥添加剂等都和以前发生着巨大的变化,在固井技术方面很多工艺技术得到了研发,并在钻井实践当中得到了应用,从而满足了勘探行业的需要,随着我国对钻井技术的不断研究,我国在固井技术方面得到了很大的进步,然而随着钻井数量的不断增加,油气井也越来越深,对钻井技术的难度也越来越大,在钻井过程中也遇到了越来越多的问题,因此,现在急需解决的问题是在现有固井技术的基础上加强对固井技术的研究,可见加强对固井技术的研究具有重要的现实意义。
1 固井技术存在的主要问题(1)存在债安全密度窗口的固井问题。
在解决这个问题上一些油田常采用的是地层承压堵漏,或者是运用防漏水泥浆、配套隔离液、减少管下及固井中的压力激动、采取近平压固井工艺、以及低排量替等措施,并且很好的控制了一些异常低压系数并使得低压系数可以控制在了正常系数之下。
但是仍然不能够达到理想的效果,不仅使得固井的质量比较差,也没有从根本上解决固井中的井漏问题。
(2)深井一次性长封固段封井、低压易漏长封段固井技术。
很多油田都面临着一次性封固段封井的问题,这主要是由于封固井段比较长,在水泥的上下面存在着较大的温差,较低的地层承压能力,在固井时容易发生漏失等原因,许多油田采取的方法常常是双击注入水泥固井技术,但是这种技术存在着一定的危险性和局限性,现在的低密度水泥浆体系也不能对长封井段固井的问题进行解决。
因此仍需要进一步提高深井一次性长封固段封井、低压易漏长封段固井技术。
(3)固井难度增加,固井质量有待提高。
由于一些油田固井难度在不断的增加,使得套管损坏,造成不平衡的注采,使得在部分复杂区块在井桶刨面上出现了偏高的异常低压的压力系数,从而加大了提高复杂调整井固井质量的难度。
咋一些深井以及超深井当中小间隙固井问题经常出现,井眼的质量比较差并且井下的环境状况也比较恶劣。
有的一些井中甚至无法将管扶正器放进入,造成固井在施工时排量特别低,还有顶替效果特别差等都是面临的主要问题。
浅谈煤层气固井技术摘要:我国的煤层气资源十分丰富,但开发利用刚刚起步。
煤层与一般的油气层相比,具有埋藏浅,微孔隙和裂缝发育,煤层的机械强度和孔隙度较低,易坍塌,易污染。
文章根据煤层气井的特点,介绍了一般油气井固井与煤层气固井的区别、煤层气固井的特点及难点,总结了目前煤层气固井存在的主要问题。
关键词:煤层气固井固井质量水泥添加剂一、煤层气固井技术研究1.煤层气井的特点1.1煤层埋藏浅,一般在300~1500m之间,井底温度及压力低,远远小于油气井的井底温度与压力。
煤层孔隙及割理发育且具有双重孔隙结构,其微孔和超微孔的体积约占50%以上(孔隙内表面积高达200~400m2/g煤),吸水后易产生井壁垮塌、漏失,并造成孔隙堵塞。
1.2煤层孔隙压力梯度一般小于0.01MPa/m,属于低压地层地层压力系数变化规律性差,很难预测,难以平衡压力固井。
1.3煤层微孔隙发育,割理多,非均质性强,机械强度低,力学稳定性差,在外力作用下极易破碎。
该特点在钻井上极易引起煤层的坍塌。
破碎,导致井径扩大率偏大。
1.4煤储层存在渗透性滞后现象。
煤层的渗透性低,孔隙压力低,钻井和固井过程中平衡压力大,煤层极易受到伤害。
2.煤层气固井的特点和难点2.1煤层的空隙压力梯度和破裂压力梯度低,水泥浆密度比钻井液密度(1.03~1.10g/cm3)高得多。
煤层气井封固段一般为600~1200m,水泥浆一般要求返出地面由于封固段长,固井过程中易形成高的过平衡压力,很容易发生漏失。
一方面水泥浆低返,影响固井质量;另一方面水泥浆渗入煤储层,对煤层造成很大伤害。
2.2煤层气井一般采用二开结构,用0215.9mm钻头钻开煤层,下入0139.7mm 生产套管。
固井时替浆量少,除压塞液外,一般井替浆量只有5~11m3,注水泥完毕即有一般体积以上水泥浆进入环空,如此少的替浆量,固井根本无法实现紊流顶替。
受设备及井下条件限制,固井时也根本达不到稳流顶替的排量。
中国煤层气井固井技术发展现状随着全球能源供应结构调整的步伐加快,煤层气成为全球范围内重要的非常规能源资源之一。
在中国,煤层气储量巨大,被广泛应用于供热、供气、发电等领域。
与此同时,各种技术手段的引入和开发也给煤层气勘探和开采产生了新的运用前景。
在煤层气的提取过程中,井固是煤层气开采的重中之重,对于煤层气气量、产量以及开采生产效率的提升具有不可替代的作用。
本文将就中国煤层气井固技术常规、新技术以及其发展现状进行探讨。
一、煤层气井固技术常规随着煤层气勘探和开采的不断深入和技术的不断进步,井固技术作为煤层气开采的关键技术之一,不断得到完善和改进。
其主要靠水泥浆固井、混凝土输入、杆中泵送等方法实现。
在实际操作中,煤层气井固技术一般根据具体的地质环境以及井筒情况进行选择,其主要的目的是有效防止井壁的塌陷、开裂以及各种地质灾害的发生。
常规的井固技术需要针对目标地层的物理、地质、力学等特性进行合理的泥浆浓度的调整。
二、煤层气新技术除了常规井固技术之外,近年来中国煤层气井固技术逐渐发展出一些新技术。
例如高渗细砂桥化技术、无异矿浆固井技术、混凝土短钉注入井固技术等技术。
与传统技术相比,新技术在施工和使用方面都更加方便和效果更好。
其中,高渗细砂桥化技术是指在井口始建产气细砂体,以一定的压力作用下,对井筒进行桥化处理,从而形成稳定的井壁支撑体系;无异矿浆固井技术是指通过改变井固泥浆体系中的成分和物化特性,使其与煤层气钻井水化学性质相同,使得固井泥浆不会干扰地层的水化特性,从而提高煤层气采集的成功率;混凝土短钉注入井固技术是指采用混凝土作为井固材料,配以短钉进行固化,可以有效保证井的稳定性和安全性。
三、煤层气井固技术发展现状当前,中国煤层气井固技术正处于不断完善和推动的阶段。
在具体的实践操作中,井固材料的使用和施工方式等方面越来越规范和科学化。
各种新技术的介入也推动了煤层气井固技术的不断进步。
同时,在传统技术基础上,将原材料进行优化、掺杂、改性等措施,以达到更好的强度和延展性。
煤层气固井特点及技术我国的煤层气资源十分丰富,开发利用刚刚起步。
煤层与一般的油气层相比,藏浅微孔隙和裂缝发育,煤层的机械强度和孔隙度低,易坍塌、易污染。
文章根据煤层气井的特点,介绍了煤层气井固井的特点及难点,总结了目前煤层气井固井存在的主要问题。
根据煤储层的特点,提出了固井技术对策及外加剂的选择。
标签:煤层;微孔隙;固井煤层气不同于常规油气,它是以吸附态为主吸附于煤层孔隙中。
目前煤层气固井技术需要考虑两个因素:①将储层及相邻的上下岩层封闭,以便建立产区通道;②用优质的水泥和不同作用的外加剂配出性能优良的水泥浆,优质的水泥环保护产层,保障压裂作业,延长每口井的开发寿命。
1 煤层气井固井的特点煤层埋藏浅,顶替效率低。
煤层气井井深浅,固井时替浆量少,注水泥完毕即有一半体积以上的水泥浆进入环空。
受设备及井下条件的限制,固井时根本达不到紊流顶替的排量,且紊流顶替时环空返速高,摩阻大,在低压易漏的井中甚至会压漏地层。
同时煤岩层光滑、不规则的解理面不利于水泥环二界面的胶结,对水泥浆性能要求较高。
煤层压力低,固井时易发生漏失。
煤层气井的封固段长一般为300~1200 m,煤层孔隙压力梯度低,水泥浆密度比钻井液密度高得多(钻井液密度一般在1.03~1.08g/cm3之间)。
煤气层地层压力系数变化规律性差,难以平衡压力固井。
在固井过程中水泥浆密度高或施工不当,都易形成过平衡压力而导致漏失,一方面导致水泥浆低返,影响封固质量;另一方面使水泥浆渗入煤层,污染煤层。
2 煤层气固井技术2.1 固井水泥浆体系满足煤层井固井要求的水泥浆体系,要求适应储层特性,低温快凝、低失水、高早强、浆体稳定性好、稠度适宜,同时对煤层的伤害小。
2.1.1 水泥浆密度煤层岩心强度和煤储层地应力特征决定了水泥浆密度范围和环空液柱压力系统的设计。
按照常规要求,水泥浆密度应大于井眼坍塌压力、小于煤层渗漏压力。
在此基础上,在水泥石抗压强度满足要求的条件下,采用密度尽量低的水泥浆。