固井水泥浆技术体系探讨
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水平井固井技术探讨摘要:结合某水平井钻井施工实际,围绕固井质量要求,重点从固井施工工艺技术与要求、水泥浆体系、套管柱以及完井,对该水平井固井施工技术进行了论述。
关键词:固井工程;固井施工技术;水平井某水平井优质储量失控,有必要钻更新井。
设计更新井控制含油面积0.06km2,预测油层有效厚度4m,石油地质储量3.96×104t。
构造高部位应是水平井平面位置的最佳选择。
目前的水平段设计位于构造较高位置。
油层有效厚度4.0m,控制3.96×104t的地质储量,可控制0.86×104t的可采储量。
考虑油层顶底层蒸汽热损失,油层越薄,热采水平井纵向位置越靠近油层中部,本块为薄层油藏,目的层砂层厚度为5.1m,依据热采水平井无因次距顶距离优化结果,水平井略在油层中部偏下。
数模研究表明,开发效果随长度的增加变好,但蒸汽干度损失越大,而且随长度的变长增加效果越来越不明显,考虑井区的实际情况,既要占领构造的较高部位,又要在现有稠油开发方式能波及到的范围内,另外类比了相类似区块已钻水平井的合理长度,本井水平段的长度设计200m。
现就固井施工技术作一探讨。
1固井质量要求采用分级箍免钻塞工艺固井,固井工艺要满足热采要求,预计开发目的层井段1100~1370米(斜深),要求油层套管固井水泥返高至地面,固井第一界面和第二界面水泥胶结质量优。
2固井施工工艺技术与要求2.1井眼准备电测以前通井、循环,保证电测工具顺利下入。
电测完通井,对起钻遇阻、卡井段、缩径段和井眼曲率变化大的井段反复划眼或进行短起下;下入套管前应在井眼底部打入润滑钻井液,减少下套管摩阻。
井内钻井液性能良好、稳定,符合固井施工要求。
在保证井下安全的前提下,尽量降低粘切,降低含砂量。
下套管前通井及注水泥前,均以较大排量洗井,洗井时间不少于两个循环周。
洗井循环中,应密切注意观察振动筛返出岩屑量的变化、钻井液池液面变化。
同时,应慢速转动钻具防粘卡。
分级固井注水泥工艺技术研究摘要:近年来,我国钻井技术发展速度加快,混凝土施工技术在施工过程中得到了广泛的应用,特别是双层混凝土施工技术,形成了比较完善的施工体系和技术。
在中国,钻井技术发挥着越来越重要的作用,使用成功率和加固井的比例都有所增加。
该技术已逐步发展成为中国领先的施工技术,有效解决了油井钻井过程中钻孔压力低的问题。
在实际施工过程中,中段加固不需要水泥加固。
这可以有效避免混凝土局部失重的问题,通过有效使用各种添加剂,最大限度地提高加固施工质量。
关键词:分级固井;注水泥;工艺技术引言在钻井工程技术快速发展的过程中,井的有序加固和施工得到广泛应用,特别是在我国二级加固施工技术逐步完善的背景下,在我国钻井工程中发挥着非常重要的作用。
分级合金的使用大大提高了加固工程的成功率和通过速度,在使用各种添加剂时进一步提高了加固质量。
1分级箍在石油气固井工程中的应用1.1分级箍结构在施工工艺流程中,一般有两种施工方法:非连续两井施工方法;其次,采用连续双喷水施工方法。
除此之外,多种分类金属,包括常用的φ139.7mm、φ177.8mm和φ244.5mm三种尺寸,目前国内石油勘探公司已经研制生产出分类金属,但实际施工和地下作业与一些发达国家相比,还有一定的差距。
根据具体施工要求,国内油田的大型钻井企业已制定了相应的滑动套管安装方法,分为四种不同类型。
在这四种类型中,滑环已广泛应用于油田开发和施工过程中,并逐渐发展成为油田开发领域中较为系统的一系列建筑产品。
主要工作原理和特点如下:水泥第一阶段施工完毕后,水泥第一阶段将进入上层施工。
1.2工作原理及工作特点水泥注水施工第一阶段完成后,检查井壁外压力,然后在水泥车或水泥泵房内进行压力试验。
同时,在分类过程中,要注意分类的实际工作状态。
如果系统中的设备出现故障,应立即停止工作,以有效保证每次钻井作业的顺利完成。
然后将水泥不断添加到水泥车中,并将穿过集群孔的压力保持在约45 MPa的水平。
41在石油钻井作业完成之后需要进行固井施工,主要采用的技术措施就是通过固井水泥来对套管和井壁进行封固。
在上述作业过程中为了实现对固井质量的提高,就需要对目前的固井水泥浆体系进行优化来确保满足相应的设计标准。
还可以实现井壁稳固性的提升以及井眼服役年限的延长,促进我国油田开发事业的发展以及石油开采量的增加。
一、固井工艺技术分析正如前文所述,在石油钻探过程中以及钻井完成之后需要进行固井施工,其主要的原理就是将套管下入井中,而且将水泥浆注入此套管和井壁之间,在水泥浆固结之后形成套管和井壁之间的水泥环来起到对井壁进行加固的作用。
因此来说,固井施工的主要作用就是对井壁进行加固,而且在此基础上可以继续进行钻井施工并且实现对高压油气水层的封隔来确保石油钻井作业的顺利开展以及实现石油钻进速度的提高。
通常在将水泥浆注入套管和井壁之间之后,在经过2d左右的凝结之后,需要通过测井方法来测试井筒。
主要通过井温测井和声波幅度测井的方式来对套管外的水泥返高进行检测,还对水泥的胶结情况进行检测,通过监测结果来对固井的质量进行评价。
二、固井水泥浆体系的优化1.常规固井水泥浆体系。
此种体系在实际应用中主要会在淡水水泥浆固井施工中以及高矿化度的水泥浆固井中应用。
也就是说此种体系不仅可以在密度较低的固井施工中应用,也可以在密度较高的固井中应用,还可以对水泥浆体系的良好性能进行发挥,实现固井质量的提升。
在此种体系应用还表现出良好的配伍性,不仅不会与井筒内的流体发生反应而对油层空隙进行堵塞,而且还可以根据固井水泥浆的质量来对水泥浆的性能指标进行调节。
也就是实现对常规水泥浆体系的优化来对成本投入进行减少和控制,提高油田生产的经济效益。
在此体系中,无论是针对低温、高温水泥浆体系的优化组合都是采用降失水剂、缓凝剂、减阻剂等,只是其中的型号会有所不同。
此外,为了实现对水泥浆体系性能的优化,还可以在其中加入防气窜剂、浆体稳定剂、增塑剂、消泡剂等化学药剂来作为辅助性能的调节实现固井效果的提高,还可以满足不同的特殊井筒的固井要求。
固井中水泥浆用量如何计算【浅谈固井水泥浆技术实践应用】对漏失井、低压力层段、防气窜等固井水泥浆技术难点进行了论述,总结了深井超深井水泥浆固井技术实践应用取得的进展情况,为固井水泥浆技术应用提供参考。
固井水泥浆技术实践应用0引语多年来,胜利油田几代固井人对高低压气藏、低压易漏失多压力系统等多种类型井的井况,采用了分级固井、高密度水泥浆固井、低密度水泥浆固井、防气窜水泥浆固井等十余种固井方法,应用了液压大钳上扣、铰链式套管扶正器、流变学注水泥设计以及计算机辅助设计与模拟技术等手段,充分发挥了高性能自动混浆及配套固井设备、水泥添加剂、固井工具附件及固井“三参数”实时监测系统的作用,基本满足了油田生产的需要。
1固井水泥浆技术难点1.1漏失井固井如244.5mm套管固井中,50%~80%的井都具有低压漏失层,且易垮塌,严重影响钻井速度,延长了钻井周期。
这种井的固井根据井下漏层位置、承压能力、漏失量大小来确定固井方式。
井漏失状况常见的有三类:一类在钻井过程中有渗漏的漏失层,在下套管中或固井中发生井漏,甚至较严重漏失;二类是已知漏失层,下套管或注水泥中发生井漏;三类是已知裸眼存在漏失层,且有两个以上,但漏失程度不同。
针对各个不同的漏失程度和性质,采用的固井工艺技术为:(1)“同步法”固井工艺。
对第一类,在注水泥前对套管内注入一定量的桥堵泥浆,边堵边注水泥固井,实施动态堵漏固井。
对井筒存在小漏或微漏的井,此法能达到使水泥返到设计的高度。
(2)正注反打水泥固井工艺。
这种方法主要针对漏失层的位置和压力都比较明确的单一漏失层的固井。
在这过程中要慎重抓好三个环节:找准大漏层位置和地层破裂压力;正注时要为反打水泥浆保留通道;正注反打要分步进行。
当单一漏层采用正注反打水泥时,应根据漏失层破裂压力来准确计算正注水泥浆量和反注水泥浆量。
(3)分级注水泥和正反注水泥相结合工艺。
川东地区的井,井筒存在多个漏失层,且在裸眼的上下段都有大漏层,采用分级固井结合正反注水泥工艺以第一级固井封固下段主漏层,第二级采用正、反注工艺封固上部多个漏失层及较严重漏失层,达到水泥反灌至地面。
深井低密度水泥浆体系的研究
随着油气开采的日益增加,开采技术的不断改进和完善成为必然,而水泥浆在油气井
固井过程中具有着非常重要的作用。
在深水、超深水及高压高温油气井固井中,低密度水
泥浆具有较高的孔隙度、良好的可压缩性和低的临界流速,能够有效地防止井漏和坍塌,
同时也可以减小顶替压力。
因此,深井低密度水泥浆体系的研究对油气井的开采具有重要
的意义。
深井低密度水泥浆体系主要由水泥、轻质填料和外向增稠剂等组成。
轻质填料中包括
珍珠岩、膨润土、硅藻土、芦荟等,这些填料的主要作用是增加水泥浆的体积以及降低水
泥浆的密度。
外向增稠剂则可以增加水泥浆的黏度和剪切强度,提高固井质量。
在研究深
井低密度水泥浆体系时,需要针对不同的井深、孔隙度和温度等因素进行优化和调整。
对于深井低密度水泥浆体系的研究,需要注意以下几点:首先,需要选择合适的轻质
填料和增稠剂,优化水泥浆的配比;其次,需要研究水泥浆在高温高压环境下的物理化学
性能,以及水泥浆与岩石的互作用;最后,需要进行现场试验,验证低密度水泥浆的可行
性和有效性。
综上所述,深井低密度水泥浆体系的研究是油气井开采中不可或缺的一环。
该体系具
有较高的孔隙度、可压缩性和临界流速,可以有效地防止井漏和顶替压力,保证固井质量。
在未来的开采中,需要进一步深入研究和应用该体系,以实现更好的固井效果和经济效
益。
低密度水泥浆固井技术吴健1 林利飞2 张静1(1.延长油田股份有限公司井下作业工程公司; 2.延长油田股份有限公司开发部) 摘要:针对延长油田股份有限公司西区采油厂的地层特性、储层特点和固井难点,研制出了适合西区采油厂的地层条件、一次上返低压易漏固井用水泥浆体系,以及与产层固井低失水水泥浆体系相配套的固井工艺技术。
通过对室内研究与现场施工的总结分析,证明了现场固井设计的合理性,同时固井质量大幅度提高,达到了项目的研究目的,对今后其他地区和气井长裸眼固井具有一定的指导意义。
关键词:固井;低密度;水泥浆;地层特征;现场应用 解决低压易漏地层固井过程中漏失的有效方法就是使用相应的工艺技术和低密度水泥浆,依据对延长西区采油厂的地层分析,考虑成本和实用性等综合因素,决定研究开发复合低密度水泥浆技术。
1 复合低密度水泥室内研究室内研究条件主要是指井底静止温度、循环温度和井底静液柱压力。
(1)实验温度的确定。
井底静止温度与区域平均地表温度和地温梯度有关,是水泥石强度养护的温度条件。
经验计算公式为t B HS=T+K H(1)式中t B HS为井底静止温度(℃);T为平均地表温度(℃)(西区10℃);K为地温梯度(℃/100m); H为井垂直深度(m)。
井底循环温度t是稠化时间实验的温度条件,经验计算式为t=钻井液循环出口温度+套管鞋深度/168根据延长西区采油厂井深和钻井液循环出口温度,计算井底温度为65℃~70℃,循环温度为50℃~55℃。
(2)实验压力的确定。
尽管压力对注水泥作业的影响不像温度那么明显,但仍是影响水泥浆稠化凝固的另一个重要因素,是稠化时间测试的条件。
井底压力与液体密度和井的垂直深度有关,计算公式为p=010098rh(2)式中p为井底压力(M Pa);r为液体密度(kg/m3);H为套管下入垂深(m)。
根据西区采油厂井深,低密度水泥浆实验压力为20~25M Pa,常规密度水泥浆实验压力为32~36M Pa。
固井技术论文固井技术对于油田油井寿命和资源保护起至关重要的作用。
下面小编给大家分享一些固井技术论文,大家快来跟小编一起欣赏吧。
固井技术论文篇一油田固井工程技术探析摘要:固井技术对于油田油井寿命和资源保护起至关重要的作用。
是通过在井壁和套管中的环空部位注入水泥浆实际保护油井为目标的工程技术。
随着钻井技术的进一步提高,为固井工程提出了新的要求,下面笔者就油田固井工程技术的应用谈几点看法。
关键词:固井技术深层固井稠油浅井固井技术对于油田油井寿命和资源保护起至关重要的作用。
是通过在井壁和套管中的环空部位注入水泥浆实际保护油井为目标的工程技术。
随着钻井技术的进一步提高,为固井工程提出了新的要求,下面笔者就油田深层固井和超稠油浅井固井工程技术的应用谈几点看法。
一、油田深层固井技术探析1.深层固井的难度分析地层压力和地质情况对油田深层固井技术的实际运用会产生较大的影响,归纳起来,油田深层固井技术需要攻克的难关具体表现为下述几个方面:相对较高的泵压影响固井的正常施工。
异常复杂的地质环境也增加了地层垮塌的几率和防窜的难度。
较低的水泥浆抗高温水平。
过高的井下二氧化碳含量在气窜作用下腐蚀套管。
自身结构的不足不仅增加了配套工作的困难程度,而且套管风险出现的几率也会显著提升,降低施工稳定性。
2.油田深层固井技术有效运用的建议第一,有效运用深层固井顶替工艺。
一般而言,塞流与层流清除低边滞留的沉积钻屑与钻井液的实际效果要在一定程度上逊色于固井液在环空的紊流顶替作用,这主要是因为深层固井中套管居中度不佳。
但是笔者单位几乎不可能实现水泥浆的紊流顶替,因为施工过程中对于水泥浆稳定的指标要求使得水泥浆必然会比较稠;然而利用调节前置液性能的方式来实现前置液在环空的紊流作用是具有很高的可行性的,也正是基于上述考虑,为了能够在更高程度上提升深层固井的顶替效率,则有必要高效驱替水平段与斜井段低窄边钻屑。
第二,严格控制水泥浆性能指标。
对于深层固井而言,它对水泥浆的性能指标要求几乎可以用苛刻来形容,例如,应用于深层固井的水泥浆必须要具备抗高温、直角稠化、高早强、零析水、低失水等性能,而且,这些性能指标必须要同时具备,否则便会影响正常施工。
固井质量的好坏极大程度上影响了一口油气井的生产寿命长短。
一旦出现有质量问题的固井,不仅会对周围施工环境造成影响,还会造成巨大的经济损失。
井筒的使用年限是由固井质量决定的,近年固井质量因为施工能力以及固井技术的影响,导致了合格率都不是很理想,因此找出影响固井质量的因素并制定出有效提升固井质量的计划是现如今最主要研究的问题。
一、影响固井质量的因素1.水泥浆性能的影响。
水泥浆是任何一个固井施工不可或缺的步骤,因此,固井质量的好坏也是直接受到水泥浆性能影响的,其具体主要影响到三个方面:(1)水泥浆如果没有足够的稳定性,在凝固的过程中会有沉淀分层的现象,从而严重影响到固井的质量。
(2)决定着凝固后的水泥石强度和体积的因素就是水泥浆的密度。
(3)失水也会影响到固井的质量,水泥浆失水量过大,最终使凝固过程中井壁会出现大量的自由水深入的情况,影响到胶接的质量,让水泥浆体积变小。
2.套管位置的影响。
据相关研究表明,套管串在放下的时候会受到较多的摩阻,不利用扶正器对位置进行纠正的话会导致套管串直接当道井筒下壁上,无法保证井壁和套管的顶替效果,套管串在井筒上的位置也无法保证,最终使固井质量受到影响。
采用扶正器又会因为套管受力情况的改变,导致无法正确的对其进行计算,使井壁方向与套管套管位置更接近,使井壁与其相邻侧顶替效果变差,同样也会影响到固井质量。
3.地质因素的影响。
地层对固井质量的影响是一种人无法控制的因素。
经研究数据显示,蓝林指出影响固井质量的地质因素主要分为两方面:首先是影响固井质量的地质流涕性质,井壁与套管之间水泥环的寿命会严重受到地层中可能存在的腐蚀性酸性物质的影响。
其次是泥页岩地层有极强吸水性的特点,而固井水泥所要封固的地层大多都是这样的地层,因此会导致水泥浆出现失水严重的情况。
4.钻井液性能的影响。
在现实中的固井前钻井液性能和施工中的钻井液性能是存在一定冲突的,钻井工作中为了保证并井稳定性、悬浮和携带岩屑、井控安全,要求钻井液滤失量保持较低水平以及钻井液密度要高于地层压力,并且要有很好的切力、高粘度和抑制能力。
打⽔泥塞固井技术探讨打⽔泥塞固井技术探讨邓天安1黄琛1陈明伟1蒲军宏2(1西南⽯油局固井公司德阳, 2西南油⽓⽥分公司川东北⽓矿达州) 摘要:采⽤近平衡法打⽔泥塞时,容易出现混浆、U形管效应等问题。
通过调整⽔泥浆性能,使整个浆柱结构稳定;调整注⽔泥浆和顶替钻井液的速度控制U形管效应;计算出上提钻具时钻井液上升的⾼度;这样在设计⽔泥浆的结构时,通过平衡法打⽔泥塞的成功率。
关键词:⽔泥塞 U形管⽔泥浆在钻井过程中遇到复杂情况或事故时常打⽔泥塞。
堵住某⼀层位再钻进或打⽔泥塞从另⼀⽅向继续钻进,有时废弃⼀⼝井也需打⽔泥塞。
打⽔泥塞主要⽤于处理钻井过程中的井漏、定向钻井的侧钻和造斜、堵塞报废井及回填枯竭层位、提供衬管式测试⼯具的承座基础以及隔绝地层等。
特别是对那些⾼渗透地层来说,更是⼤有⽤武之地。
此外,从经济效益的⾓度来讲,注⽔泥塞的⼯程成本还是很低的。
但是由于注⽔泥量⽐较少,往往出现顶替量难以精确把握,混浆现象⽐较严重等难点。
因此,我们有必要对打⽔泥塞技术进⾏深⼈研究,充分发挥其潜在的优势,克服其缺陷,扬长避短,提⾼该⼯艺的适⽤效能。
本⽂从⼯艺技术⾓度出发,对打⽔泥塞中存在的问题加以探讨,并提出了⾃⼰的看法。
⼀、常见打⽔泥塞⽅法1、平衡塞法平衡塞法是最常⽤的⽅法之⼀。
将钻具(或油管)下⾄注⽔泥塞设计深度底部,注完⽔泥浆后,替出⽔泥浆,管内留够⽔泥容积,使⽔泥⽽⾼于环空⽔泥塞⾯⾼度,慢慢起出管柱使⽔泥塞留在原位置。
⼀般起离塞顶⾯20-30m,冲洗(或反循环)。
施⼯应注意下⼈钻具其环空的液柱(隔离液,⽔泥浆和钻井液)压⼒实现平衡。
2、预置法先在井筒下部(预计⽔泥塞下部)压⼊⼀只固定桥塞。
使⽤倾斜筒装⼀定量⽔泥浆,由电缆送⾄⽔泥深度,在该深度通过机械的⽅法或电流法使倾筒开关打开,上提倾斜筒⽔泥浆倾倒出。
3、双塞法同上述⽅法⼀样预先在预计⽔泥塞下部下⼊桥塞。
与⼀次注⽔泥的双塞固井相似。
⽽该双赛放在钻杆内,管柱底部有特殊挡圈,下胶塞可通过挡圈⽽从钻杆脱出,上胶塞则被胶塞阻挡,并由该塞控制⽔泥浆回流。
固井施工技术实践探讨摘要:本文结合固井施工实践,从井眼准备、设备准备、下套管作业、施工准备、应急措施等方面,对固井施工技术进行论述,以为固井施工提供参考。
关键词:固井工程;施工技术;探讨1井眼准备井队要严格认真地做好通井工作,确保通井钻具刚性大于入井套管柱刚性,充分循环洗井,对起钻遇阻、卡井段做短程起下钻和划眼,并根据电测资料,在缩径井段和井斜变化较大的井段针对性地进行划眼,保证套管一次下入到位。
井队制定下套管前详细通井措施,做好防卡、防漏等的应急准备。
2设备准备要求指重表、泵压表灵活、准确。
检查钻机提升系统、传动系统和动力系统,确保下套管时运转正常。
维护好泥浆泵,保证上水正常,并实测上水系数。
清点现场设备、工具及材料是否符合作业要求清单。
井队在下套管过程中和起钻过程中严格检查防喷器,更换好139.7mm套管的防喷器闸板芯子并试压合格,做好井控工作。
装卸套管时,须注意保护好套管本体、接箍,公母端螺纹护丝必须佩带齐全。
认真检查套管外观和丝扣。
认真丈量套管,使用相应尺寸通径规对套管逐根通径,并做好记录。
浮鞋,浮箍等附件送井后要及时核对扣型,尺寸,如有错误,及时通知固井进行更换。
用干净纱布和清洗剂清洗丝扣,露出丝扣本体颜色,再用纱布将丝扣表面搽净。
为保证替量准确,应检查循环罐连通阀,确保开关到位。
认真检查提升系统,井口、游车、天车一条线,下套管前应根据大钩负荷更换大绳,确保下套管安全。
3下套管作业套管及附件、工具等送井后要认真检查:通径、丈量、清洗丝扣,不合格套管严禁下入。
按下入次序对套管进行编号、记录。
浮鞋、浮箍及其连接的套管要涂抹专用丝扣胶,以保证工具附件的密封性和安全性。
仔细检查入井附件,在地面对附件进行认真检查和必要的性能实验合格后方可入井。
套管及附件、工具上钻台时要戴好护丝,严禁碰撞。
按设计要求安装套管扶正器。
下套管平稳操作,禁止猛提、猛放,控制下放速度。
下套管中途禁止停顿,根据情况可以在3~5米范围提放管柱,防止粘卡,并时刻注意悬重变化。
提高水泥浆固井性能技术研究[摘要]固井施工是钻井完井过程中一项极其重要的施工环节,其属于一次性工程,即使施工中出现问题,一般无法补救,固井质量的好坏直接影响着后续工艺的有序进展,甚至影响该井的顺利投产和使用寿命。
本文通过分析水泥浆固井质量的影响因素,总结归纳出提高水泥浆固井质量的工艺技术,为固井施工提供了可借鉴的依据和宝贵经验。
【关键词】水泥浆;固井;影响;质量;研究一、影响固井质量的因素1.地层因素的影响。
油层底水,油水同层破坏水泥环的正常胶结进程,极大的影响了油层段固井质量。
新钻井多位于老油区,由于长期注水开采以及部分老井套管破损,造成了地层情况的变化,固井时当水泥浆就位后地层水容易进入井眼环空,侵入水泥浆体内。
井网密、井距小,且相邻井组注采状况情况复杂,注、采层位压力传递敏感,层间相互干扰严重,钻进过程中产生压力波动,循环出的钻井液常常受到地下原油的污染,井筒壁油污多,影响着第二界面的胶结质量。
2.水泥浆性能的影响。
在水泥浆被泵入环空的初期,随着水泥浆中由于水化形成胶凝强度以及水泥浆的体积收缩,环空静液压力开始下降,到了初凝前后环空静液压力将降到等高水柱静压值,为地层流体将进入环空提供可能。
水泥初凝后,“失重”过程加快,到终凝后,环空静液压力降为零,甚至负值,相当环空水泥环完全被“悬挂”,此时,防窜主要依赖水泥浆胶凝结构自身的阻力,阻止地层流体进入环空。
因此,当水泥浆从初凝至终凝这个阶段,是地层流体侵入环空的最薄弱环节。
这一阶段也称为过渡时间,过渡时间越短,即达到防窜的水泥浆胶凝强度所需时间就越短,当然如能实现直角稠化则效果更好。
水泥浆向地层失水会引起水泥浆的体积损失,失水量越大,水泥石的体积收缩越严重。
因为体积损失与压力损失成正比,使得窜流可能性增大。
另外,水泥浆水化收缩会在第一、第二胶结界面形成微环隙,在水泥环内部形成裂缝,影响胶结质量。
3.套管居中度的影响。
流变学和水动力学证明在偏心环空中水泥浆顶替过程极易发生窜槽,窄边间隙小,液体流动阻力大,流速小,易滞留钻井液,反之宽边间隙大,液体流动阻力小,流速高,水泥浆易发生窜槽。
河50区块固井水泥浆体系技术论文河50区块固井水泥浆体系技术论文摘要:河50区块是胜利油田产能建设的重点开发项目。
该区块地质情况复杂,且由于施工井是老区调整井,存在地面环境受限、油水关系复杂、是典型的老油田区块。
并且经过三十多年开采,已全面进入高含水期,严重制约着油田和采油厂上产大局。
地下压力系统遭到破坏,给固井工程提出了严峻的挑战。
常规的固井技术不能满足该地区的固井要求。
为此,针对该地区大位移、小半径绕障定向井的地质结构特点,开发优化了低密度膨胀水泥浆体系,并结合其他固井工艺技术解决了现场固井技术难题。
并且取得了良好的现场应用效果。
关键词:河50断块;固井工程;地质结构;低密度水泥前言精细油藏描述结果显示,作为整装断块的河50潜力巨大。
该区块新井以大位移、小半径绕障定向井为主,存在地面施工条件差、地下井网密集防碰难度高、上部地层易缩径、下部地层压力不均衡等多项生产技术难点,施工难度非常高。
不但给钻井技术面提出的新的难题,而且给固井工程也提出了较高的要求。
固井设计要求固井水泥浆体系技术必须满足:水泥浆稳定性好,低失水,零自由水,早期强度发展快;水泥石抗压强度高,韧性好。
满足该地区特殊的地层结构特点。
一、固井难点分析综合以上地质特点和固井要求,该区块的主要固井难度集中在以下3个方面:(1)大位移、小半径绕障定向井套管居中困难,在拉力和自重作用下,大斜度井段套管与上下井壁大面积接触,套管严重偏心,窄边钻井液很难被水泥浆顶替走,影响封固质量。
(2)水泥浆在大斜度井段凝固时,由于重力作用,形成上稀下稠,上侧的水泥石强度低,渗透率高,易引起油气水窜槽。
(3)固井封固段长,上部地层压实作用差、压力低,固井施工过程中极易发生漏失,常规水泥固井的施工风险大。
二、水泥浆性能要求综合以上地质特点和固井要求,水泥浆性能具体要求以下6个方面:(1)低滤失量。
如果水泥浆滤失太大,不仅污染产层,而且水泥浆变稠,流动阻力增大,井漏的风险随着增大,因此一般要求水泥浆的API滤失量小于50mL。
对油田固井技术的探讨摘要:随着石油勘探开发领域不断扩大,固井新技术的推广应用促使我国油田的固井质量逐渐提高。
本文就我国油田固井技术进行初步探讨。
关键词:油田固井技术现状发展油田固井就是将水泥浆注入井壁与套管之间的环空中的过程,其目的是为了层间封隔和支撑及保护套管,固井质量的好坏直接关系到油井的寿命和资源的保护,因此必须充分考虑固井作业的各个环节,如:井眼准备、固井材料、固井工具及附件、固井工艺、固井装备和固井施工等。
随着新的钻井技术的逐步发展,天然气、煤层气、地热井等资源的不断的受到重视,环保要求的不断提高、深层的能源和难开采储量的开发,给我国固井工程不断带来了新的挑战,对固井技术提出了新的课题,本文简探了我国油田的固井技术现状及未来的发展趋势。
一、我国油田的固井技术现状1.固井液技术固井液技术是在原有钻井液配方的基础上,添加不多的高炉淬厂渣或其它可水化材料,基本上不影响钻井液的其它性能。
固井液技术采用UF钻井、MTC 固井提高了钻井液和固井液的相溶性,有效地解决了传统固井水泥浆与钻井液的不相溶问题,从而实现了第一、二界面的良好分隔和胶结强度,特别是提高第二界面的胶结质量,减少和阻止油气、水流体的层间窜通,而且由于激活剂的扩散和渗透,使泥饼形成了固化的致密泥浆,阻止循环漏失和水泥浆液柱回落。
固井液与普通油井水泥浆相比,调节性能的外加剂价廉,而且具有低失水、强度发展快、沉降稳定性好、耐污染等特点,固井液技术淡化了顶替机理和顶替技术,解决了废弃钻井液排放造成的环境保护问题。
2.泡沫固井技术泡沫有两种充气方法,一种方法是化学剂在水泥浆中起化学反应产生氮气,加入其它外加剂如稳泡剂等,形成一种均匀稳定的泡沫水泥。
另一种方法为机械充气泡沫水泥。
泡沫水泥浆由净浆、氮气、稳泡剂及水泥浆处理剂组成。
现场施工时,由水泥车用含有各种外加剂的混合水配制净浆,通过氮气泵向净浆中注入氮气形成泡沫水泥浆,注氮量的大小可根据现场设计的水泥浆密度由计算机自动控制。
高新技术摘要:固井是钻完井作业过程中不可缺少的一个重要环节,它包括下套管和注水泥。
固井技术是一门多学科的综合应用技术,而深水固井技术是深水油气钻完井的关键技术之一,为促进深水固井技术的研究与发展,故本文对深水固井所面临的问题进行了较全面的分析。
关键词:深水固井; 水泥浆; 固井工艺; 研究技术固井是钻完井作业过程中不可缺少的一个重要环节,它包括下套管和注水泥。
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,以保证油气井固井质量。
而深水固井技术是深水油气资源高效、经济、安全开采的前提条件和重要保障。
故深水固井技术研究已成为当今油气井工程领域研究的热点和难点。
一、深水固井面临的问题深水固井(特别是表层段)与常规固井相比,常面临低温、浅层水气流动、松软地层、异常高压砂层、高昂的深水钻井装置租赁费用等问题,固井时需要考虑候凝时间(WOC)、低温水气窜、水泥浆密度低以及密度“窗口”窄、井眼环空间隙大、井眼不规则、顶替效率差等因素的影响。
其中,浅层水气流动、低温、水泥浆顶替效率差、表层段水泥环封隔性能差和费用高是深水固井所面临的主要问题。
二、国外深水固井技术(一)固井水泥浆体系。
国外深水固井水泥浆体系有低密度填料水泥浆体系、低温快凝水泥浆体系、泡沫水泥浆体系、最优粒径分布水泥浆体系、超低密度水泥浆体系。
随着水深的增加,温度越来越低,浅层水气窜流风险越来越大,泡沫水泥浆体系和水泥浆体系逐渐成为深水固井主要选择。
随着对海洋环境保护的不断重视,近年加快了对环境友好的油井水泥外加剂、泡沫发泡剂和稳泡剂的开发和应用。
(二)注水泥顶替技术1.冲洗液和隔离液研究。
固井水泥浆技术体系探讨
作者:沈广明
来源:《中国新技术新产品》2013年第12期
摘要:随着钻井技术的不断发展以及油田的勘探开发的持续深入,探井和生产井的深度不断增加,深井面临着深、多、长以及高等高难度的挑战。
深,指的是产层埋藏的比较深,井深一般都在5000米以上;多,指的是显示的层位多,一个井眼有许多个压力体系,多个的油、气、水、等等;长,指的是裸眼井段比较长,在长的裸眼中,井下的复杂层多;高,指的是井的温度高,压力高,腐蚀性的介质在高温、高压的情况下活性比较高。
深井固井不仅要有相应的机制以及相应的工艺,同时还要有高性能的水泥浆体系来配套,在国际,高温井段的固井费用一般都是要比常规井段的价格要高出几倍甚至是几十倍,所以这也从另一方面给反映出来了复杂井体固井的难度和风险性。
关键词:固井水泥浆;技术体系;深气井固井
中图分类号:TE25 文献标识码:A
固井水泥浆体系的设计出了要满足一般的固井性能要求,还应该老驴温度,体系的稳定性、水泥石的高温的稳定性等等。
保证在任何情况下都能顺利的实施和以及固井的质量。
同时要对弹性材料以及增韧材料进行严格的研究记忆优选,分析水泥浆外加剂以及外掺料的加量对水泥浆的各项性能的影响。
深层的气井的深度一般都在3450米到5500米之间,所以固井的封固断比较长、低温的梯度高,还要对气层进行试气、压裂等作业,这就要对水泥浆的性能和固井的施工提出了更高的要求,就是必须要保证全井段的封固的质量必须过关。
但是现在国内的深层气井固井的质量不是特别理想,自2005年以来,相继发生了升深8井、徐深10井等在试气之前就发生环空窜气的问题,影响了油气的测试以及产能的建设。
1 常规的固井水泥浆的体系
中温的固井水泥浆体系的适用温度一般在小于或者等于120℃;高温的固井水泥浆体系的抗高温的性能十分优秀,适用的温度是不超过160℃;超高温的固井水泥浆体系抗高温的性能更加的突出,是目前比较少的使可控温度达到200℃的水泥浆体系,适用的温度一般都不超过200℃。
这中体系适用在淡水的水泥浆固井,同时也可以用于矿化度比较高的水泥浆固井;它可用于常规的一般条件的固井,同时也可以用于低密度、高密度的特殊条件的比较复杂的固井;应该具有优良的水泥浆体系性能,可以广泛的使用水泥浆体系;具有良好的可调控性、浆体的各个性能比较稳定。
各种性能都非常容易调节的特点。
2 深层井固井水泥浆体系研究
(1)高温的防气窜增加韧性水泥浆体系应该满足的条件有:水泥浆的可泵性要好,密度一般都控制在1.93g/cm3,流动度大于230mm;水泥浆的稠化时间是可调整的,过滤的时间要小于15分钟;水泥浆要具有比较小的虑失量,失水量要小于102ml/30min·6.9MPa;抗压性要强,抗压性要大于25MPa;同时在水泥浆处于失重状态时,水泥基质渗透性要低,内部的阻力大,能抵挡住气体的窜入;抗冲击的韧性好,冲击功要比平常的水泥石提高百分之20以上。
(2)高温防气体窜外加剂的选择
根据国内国外已经有的外加剂的性能、使用状况以及深层气井的钻井以及完井的特点、环空气窜的特征,经过了大量的室内试验和大量的分析对比,考虑采用丁苯胶乳来作为防气窜水泥浆的外加剂是比较合适的。
这个物质是由无数的微小的橡胶粒子组成的,随着水泥水化时温度的升高,橡胶分子与水分子、水泥中的化学物质形成氢键、氧桥、以及和硫桥,形成了网架状的结构,聚集了比其他类型水泥外加剂更高的能量,抗高温这个性能得到了提高。
橡胶分子充填于水泥颗粒之间,在合适的压差作用下汇聚形成了比较致密的硬橡胶块,阻止了水泥浆失水,大大降低了水泥石的渗透率,增加了气体进入水泥石时的阻力。
丁苯胶乳在水泥水化的时候会产生絮状的凝结物在水泥基质当中汇聚在一起形成了抑制渗透的胶乳膜,能够有效的防止气体侵入水泥浆柱。
丁苯胶乳水泥在配置之后一直保持着低胶凝的强度状态,能够充分的传递水泥浆的液柱压力,并且能随着时间的推移以及温度的不断升高,充分的形成直角胶凝,充分弥补了因为水泥浆失重从而产生的压力的降低,达到防气窜的目的。
(3)增加韧性的材料的选择
为了能够更好的满足深气油井的固井要求,在除了丁苯胶乳作为防气窜的外加剂的情况下,依据超混复合材料的原理,同时还选用了DZF-1来作为增加韧性的材料,用来减少在射孔、压裂等等工作是产生的冲击载荷的作用下,水泥石当中的原始的细微裂缝的迅速的增大与应力的集中,防止形成大的裂纹和裂缝从而造成气体的窜槽。
DZF-1这种材料是一种用低弹的矿物纤维作为主体同时又加入大量的不同成分的纤维混合物,具有比较高的抗拉性,能够对水泥石中的缺陷的裂痕尖端应力场产生屏蔽作用,从而来提高水泥石的抗断裂韧性以及抗冲击的性能,能够形成具有很高强度的水泥石。
(4)深层气油井固井防气窜增韧性水泥浆的评价
根据国内一些深层气油井对水泥浆的性能的要求,在室内进行了非常多的配方的筛选工作,最终确定了适用于深层气油井的水泥浆的最佳配方,通过大量的试验证明筛选的高温防气窜增加韧性的水泥浆能有效的防止环空气窜,能够很好的保证气层的封闭质量。
3 深气井固井的工艺技术
双极注水泥这种技术可以一次性的长封固井划分为两段比较短的封固段固井作业,比较适用于深井的封固井作业,能够有效的减少一次注水泥固井的施工的难度,能减低环空液柱的压
力,能够有效的减少固井中发生漏失的可能性。
双极注水泥的方法可以分为淹没试的连续双极注入一剂间隔式的双极注水泥。
淹没式连续双极注水泥注一级与二级之间是没有隔膜的,这是为了避免二级井眼钻井液的腐蚀,淹没式双击注入水泥在固井是一级水泥浆的量要尽量的少附加,同时一定要注入定量的缓凝前导水泥浆,用来方便打开双极箍以后水泥浆能够顺利的返出导地面;在一级冲洗液中加入一定量的稀释剂,能够有效的控制水泥浆的污染程度;同时还配套应用了内置的隔离液以及压胶塞液。
结语
1 防气窜的增加韧性的泥浆的失水量低,稠化过度的时间比较短,失重的时候基质的渗透率是比较低的,内部的阻力较大,防窜行能很好。
2 水泥石的可塑性比较高、脆性小,具有比较强的的抗冲击韧性,减小了井下工作是对水泥环的损坏。
3 在采用防气窜增加韧性的水泥浆以及配套的固井方案的技术,能够保证水泥浆在失重的情况下对气层的压稳,防止环空气窜的发生,解决了气井气窜这个难题,具有十分宽广的应用前景。
参考文献
[1]钻井手册(甲方)上册[M].北京:石油工业出版社,1990.
[2] 路俊刚,郭小阳,杨香艳等.胶乳水泥体系的室内研究[J].西部探矿工程,2002(2):78-80.。