压裂对固井胶结质量的影响规律
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一、压裂管柱活动困难的原因分析活动管柱是压裂作业中的一项重要工序,它的快慢直接影响到作业和压裂的进度,同时也关系到施工的效益,所以如何预防和处理管柱活动不开是非常关键的。
在压裂施工过程中,经常会发生管柱活动困难的现象,原因很多,但主要分为以下六种类型:1、封隔器质量不好在高压作用下胶筒不收缩,而导致封隔器不解封封隔器质量的好坏直接影响到活动管柱的难易程度。
正常情况下,在压裂结束后,会看到套压表的套压明显上升,这表明封隔器已经解封,压裂层位的压力已经传到井口,这时候管柱就很容易活动开。
如果封隔器的质量不好或在压裂结束后封隔器的胶筒不收缩,这样会给活动管柱带来很大的困难。
出现这种情况,如果多次活动不开,我们应采取平衡套压的方法,使封隔器胶筒上下压力趋于相近,迫使封隔器收缩。
2、封隔器的水嘴被堵死,导致封隔器不收在施工时曾遇到过这种情况。
在压完两层后,准备上提管柱压第三层时,上提管柱过程中遇到困难,当时套压也比较高,可是封隔器就是不收缩。
后来,重新连接好了压裂管柱,正向大排量向地层注入压裂液,然后停泵,瞬间憋放,再活动管柱,结果很快就活动开了。
这种方法是将封隔器水嘴的堵塞物在憋放过程中排出,使胶筒内的压力释放,封隔器收缩。
3、地层窜槽导致管柱活动不开压裂施工中由于地层窜槽或封隔器坏,携砂液从油套环形空间上窜,使支撑剂沉落到最上级封隔器上,导致上封隔器被砂埋,而使管柱活动不开。
目前薄夹层井压裂施工很多,在加砂过程中,发现套压持续升高,打开套管闸门,套管溢流越来越大,此时判断是地层窜槽,应立刻停砂替挤,当套管内无压裂砂后,活动并上提管柱。
如果地层上窜,没能得到正确及时的处理,管柱被沉砂埋死,将给施工带来极大的不便,严重的可能发生工程事故。
在施工过程中一旦确认是地层窜槽,则应立即停砂,进行替挤,避免出现更大的经济损失。
4、封隔器发生塑性变形,管柱活动不开普通封隔器的承受压力一般在40MPa左右,当压力持续偏高或在瞬间压力过高时,有可能使封隔器内部结构发生变化,产生塑性变形,使其活动受阻。
固井质量的影响因素及攻克途径探索【摘要】固井质量是影响油田开发效果的关键因素之一,其影响因素包括井筒设计、固井液性能和固井施工技术等方面。
本文通过对各影响因素进行分析,提出了优化井筒设计方案、提高固井液性能、改进固井施工技术等攻克途径。
结合实际案例和论证,探讨了各攻克途径的操作步骤和效果。
总结了固井质量影响因素的综合影响,并展望未来研究方向。
通过本文的探讨和分析,有助于提高固井质量,进一步优化油田开发效果,为油田工程的顺利进行提供指导和借鉴。
【关键词】固井质量、影响因素、攻克途径、井筒设计、固井液性能、固井施工技术、优化、综合影响、未来研究展望1. 引言1.1 背景介绍固井是石油钻井中非常重要的环节,固井质量直接影响着井下工作的安全和生产效率。
在石油勘探中,探井要经过钻井、固井等环节,而固井是防止井下岩层破坏、油气井漏失和环境污染的重要环节。
固井质量的好坏直接影响着井下的运行状况和油气的产量。
固井质量受到多种因素的影响,如井筒设计方案的合理性、固井液性能的稳定性以及固井施工技术的水平等。
针对固井质量受多种因素影响的问题,本文将对固井质量影响因素进行分析,并探讨如何通过优化井筒设计方案、提高固井液性能以及改进固井施工技术等攻克途径,以提高固井质量和工作效率。
通过对这些影响因素和攻克途径的探索,可以不断提升固井质量,保障油气生产的顺利进行。
在未来的研究中,将继续深入探讨固井质量影响因素的综合影响,并提出更多创新的研究思路和方法,为固井质量的进一步提升提供有力支持。
1.2 研究意义固井作为油气钻井过程中至关重要的环节,其质量直接影响着整个钻井作业的安全和效率。
固井质量不合格可能导致井身塌陷、油气渗漏等问题,进而造成严重的安全事故和经济损失。
研究固井质量的影响因素及攻克途径,对于提升油气钻井作业的整体水平和安全性具有重要的现实意义。
固井质量受到多种因素的影响,包括井筒设计、固井液性能以及固井施工技术等方面。
石油固井在钻完井工程中处于重要地位,其工程量复杂、庞大,而在建设过程中,由于其难度系数较大,且存在着较多的不确定因素,因此固井质量的好坏对整体工程影响重大。
为此,相关部门应该重视石油固井的建设质量及建设效率,加强其管理力度,并对建设环境进行综合性分析,从而制定出更合理、更科学的建设方案,保证其质量,为后续工作奠定良好的基础。
1 石油固井中影响质量的主要因素(1)水泥浆。
水泥浆作为石油固井中影响质量的关键因素,源于水泥浆会发生分层沉淀现象,在水泥浆到达层目的层段后,如果能在发生分层沉淀现象前快速凝固,就不会影响石油固井的质量,否则的话就会使层面产生裂缝,严重影响石油固井的质量。
而且水泥浆极容易受到自身或外界因素的干扰,从而导致自身性能变差,产生的实际效果也达不到作业人员的预期。
水泥浆凝固速率主要有以下两方面因素。
从外界因素来看:分为环空返速和封固段的具体长度两点。
水泥浆在注入时,环空返速会对顶替效果造成一定的影响,为了保证石油固井的质量,必须要提升环空返速;从实际施工的情况来看,封固段的具体长度范围通常是900~1300m[1],采用这个长度范围能使水泥浆充分发挥自身作用,从而使石油固井达到最好的施工效果。
从自身因素来看:包括水泥浆的密度、流动性及失水量等。
提高水泥浆的密度能够同时提升水泥浆的流速和浮力,如果注入流速过快易导致水泥浆分层沉淀,从而影响石油固井的质量,如果注入流速过慢则会加大注入难度;如果水泥浆失水量过大,多余的水量流失后会渗入地层,地层中黏土矿物吸水膨胀,间接对石油固井的质量造成影响。
因此,为了保证石油固井的质量,就必须要对水泥浆的密度、流动性和失水量等因素进行科学、合理的管控。
(2)地层岩性。
石油固井的第二界面是地层和水泥环,在进行石油固井作业时,应当给予特殊岩性地层的高度重视。
随着时间的推移油井不断受到地层给予的压力,同时因渗水现象导致地层胶结的密实度降低,从而降低石油固井的质量;地层声速的快慢会对水泥胶结的质量产生影响,从而间接影响到石油固井的质量;地层的吸水性导致注入流体内水分流失从而形成裂缝,而形成裂缝则会对石油固井带来坍塌的风险。
中国石油天然气集团公司固井技术规范中国石油天然气集团公司工程技术分公司2008年目录第一章总则 (1)第二章固井设计 (1)第一节设计依据和内容 (1)第二节压力和温度 (1)第三节管柱和工具、附件 (2)第四节水泥浆和前置液 (4)第五节注水泥和技术措施 (5)第六节施工组织和应急预案 (6)第三章固井准备 (6)第一节钻井设备 (7)第二节井口准备 (7)第三节井眼准备 (7)第四节套管和工具、附件 (9)第五节水泥和外加剂 (11)第六节固井设备 (12)第七节仪器仪表 (13)第四章固井施工 (13)第一节下套管作业 (13)第二节注水泥作业 (14)第三节施工资料整理 (14)第四节施工过程质量评价 (15)第五章固井质量评价 (16)第一节基本要求 (17)第二节水泥环评价 (17)第三节质量鉴定 (18)第四节管柱试压和井口装定 (18)第六章特殊井固井 (19)第一节天然气井 (19)第二节深井超深井 (21)第三节热采井 (22)第四节定向井、大位移井和水平井 (22)第五节调整井 (23)第六节煤层气井 (24)第七章挤水泥和注水泥塞 (24)第一节挤水泥 (24)第二节注水泥塞 (26)第八章特殊固井工艺 (27)第一节分级注水泥 (27)第二节尾管注水泥 (27)第三节内管法水泥 (29)第九章附则 (29)中国石油天然气集团公司固井技术规范第一章总则第一条固井是钻井工程的关键环节之一,固井质量对于延长油气井寿命和发挥油气井产能具有决定性作用。
为提高固井管理和技术水平,保障作业安全和质量,更好地为勘探开发服务,制定本规范。
第二条固井工程须从设计、准备、施工、检验4个环节严格把关,采用适应地质和油气藏特点及钻井工艺的先进适用固井技术,达到安全、优质、经济、可靠的要求。
第三条固井作业应严格按照固井施工设计执行。
第二章固井设计第一节设计依据和内容第四条应依据地质设计、钻井工程设计、实钻资料和有关技术规定、规范、标准进行固井设计,并在施工前完成设计审批。
压裂作业对固井水泥环完整性影响摘要:目前,我国页岩气的开发方式多采用水平井套管完井和大排量分段压裂工艺技术。
通过分段压裂工艺,使水力主裂缝沟通储层天然裂缝及岩石层理,从而形成裂缝网络,实现储层有效改造。
由此,大型压裂时水泥环密封完整性问题日渐突出。
本文以水泥环完整性为研究对象,研究了压裂作业对固井水泥环完整性的影响,为提高水泥环完整性提供理论依据。
通过对压裂作业施工参数的调研及现场压裂施工数据分析,并应用水泥石受力软件进行计算分析,给出了压裂施工过程中水泥石的受力规律,通过增韧剂的优选及韧性水泥浆的性能评价试验,保证压裂过程中水泥石不被破坏。
可为提高固井后水泥环的完整性提供理论依据。
关键词:压裂;力学性能;软件计算;弹性颗粒页岩气是我国非常规油气资源的重要组成部分,其赋存特点为孔隙度低,渗透率低,通常通过压裂施工进行商业开发。
在我国西南地区页岩气开发过程中,部分井次在储层改造过程中出现了井筒完整性失效的问题,套管变形导致桥塞无法坐封到位,压裂段数减少,从而造成作业成本提高,单井产量降低,缩短页岩气井的生命周期。
国内侧重于建立套管-水泥环-围岩力学完整性模型,分析各个影响因素下水泥环的变化情况。
开展水泥环密封性破坏机理研究对固井水泥浆体系优化、储层改造等工艺技术发展有重要意义。
同时,我国在此方面的研究相对落后,且与现场应用结合较差。
目前,应着眼于开发保障水泥环密封完整性高性能固井水泥浆体系和配套辅助工具,降低因射孔、二次开发和三次采油规模实施对水泥环和套管的破环,深入分析水泥环密封完整性失效的原因,对水泥环密封完整性机理及配套控制技术展开研究,提高水泥环密封完整性配套固井工艺研究与现场试验。
1现场压裂参数某井压裂施工共压裂14段,使用缔合液11124m3,酸219m3,石英砂1063m3,陶粒42m3,每段压裂施工平均时间为2.5h,套管压力平均45MPa,排量18m3/min,其中一段压裂曲线如图2所示。