開(kāi)窗側(cè)鉆井固井技術(shù)研究

王蒼斌

摘要本文針對(duì)勝利油田地層特性、儲(chǔ)層特點(diǎn)及開(kāi)窗側(cè)鉆鉆井工藝要求,通過(guò)大量調(diào)研及綜合分析,進(jìn)行一系列技術(shù)研究及攻關(guān),探索、總結(jié)出了一套適合勝利油田的開(kāi)窗側(cè)鉆固井工藝技術(shù),達(dá)到優(yōu)化井身結(jié)構(gòu),提高固井質(zhì)量,保護(hù)儲(chǔ)層,滿足完井及試采要求,降低固井成本的目的。

關(guān)鍵詞側(cè)鉆;開(kāi)窗;固井

中圖分類號(hào)TE243文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1673-9671-(2009)112-0031-01

1小井眼固井的技術(shù)難點(diǎn)及技術(shù)關(guān)鍵

由于開(kāi)窗側(cè)鉆,造成小井眼完井,對(duì)固井注水泥作業(yè)以及如何提高固井質(zhì)量帶來(lái)了新的問(wèn)題,主要表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面:

1)小環(huán)空間隙造成薄水泥環(huán),使得水泥石強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求更高;小間隙固井對(duì)于常規(guī)油氣層固井而言,水泥環(huán)較薄,尤其是套管接箍處,若考慮井眼縮徑因素,水泥環(huán)厚度將會(huì)更薄,這樣先天不足的井眼小,使得水泥漿在環(huán)空中迅速失水,在小井眼處發(fā)生蹩堵,導(dǎo)致替壓高,從而留水泥塞。因此,對(duì)水泥漿性能要求高(即析水接近于0、低失水),水泥漿注入過(guò)程中密度的暫時(shí)波動(dòng)將會(huì)影響環(huán)空一大段水泥環(huán)質(zhì)量,同時(shí)水泥環(huán)還需要有足夠的強(qiáng)度和韌性以承受住井下作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)、撞擊。

2)在小環(huán)空間隙中,由于小套管的剛度小、容易彎曲、偏心和貼壁,使頂替效率下降,套管居中度是保證固井質(zhì)量的重要因素之一。固井實(shí)踐證明,常規(guī)固井要求套管柱居中度不低于67%。而對(duì)小間隙固井施工來(lái)講,實(shí)際井身質(zhì)量如井斜、方位的變化將使套管更難居中。另外由于環(huán)空間隙小,考慮到完井管柱下放摩阻和完井液、水泥漿流動(dòng)阻力,套管扶正器的數(shù)量不可能太多。套管不居中造成水泥漿的偏流,影響水泥漿的驅(qū)替效果。所以套管的扶正問(wèn)題以及如何提高頂替效率應(yīng)予以特別考慮。

3)流體通道整體變小,使得注水泥作業(yè)時(shí)流動(dòng)阻力明顯增大,造成泵壓增高,導(dǎo)致水泥漿易于失水和脫水,發(fā)生橋堵和蹩泵的幾率隨之增加,同時(shí)易于壓漏地層,不利于產(chǎn)層保護(hù),因此對(duì)水泥漿的流變性、濾失量、穩(wěn)定性等要求更高,對(duì)于注替速率也應(yīng)進(jìn)行更科學(xué)的設(shè)計(jì)。

4)由于環(huán)空間隙小、完井管柱下入到預(yù)定井深困難。小間隙井的井身質(zhì)量是影響套管下入的重要因素,全角變化率過(guò)大和井眼縮徑將直接阻礙套管下入到預(yù)定位置。由于環(huán)空間隙小,井壁對(duì)套管的粘附作用比常規(guī)井眼更強(qiáng),粘卡套管的可能性更大。環(huán)空間隙小增大了套管下入過(guò)程中與井壁接觸的機(jī)會(huì),亦就增大了套管下入的摩阻。水泥環(huán)薄,加之油氣的開(kāi)采,油氣上竄發(fā)生的幾率和危害性隨之增大,對(duì)于工藝措施和水泥漿的防竄能力要求更高。

2提高開(kāi)窗側(cè)鉆井固井質(zhì)量的技術(shù)措施

2.1控制好井身質(zhì)量及鉆井液性能

井身質(zhì)量指井徑及井眼軌跡的變化,在井徑規(guī)則及井眼軌跡變化平穩(wěn)的情況下有利于提高頂替效率,而當(dāng)井眼有大肚子或井徑呈鋸齒狀時(shí),頂替效率較難保證,因此,鉆井過(guò)程中應(yīng)采取一切措施提高井身質(zhì)量,為固井創(chuàng)造良好的條件。如果井身質(zhì)量的先天不足,那么我們必須在固井設(shè)計(jì)中,通過(guò)合理設(shè)計(jì)前置液,增加前置液用量,使前置液紊流接觸時(shí)間達(dá)5min以上,以提高洗井及頂替效率。同時(shí)固井前泥漿性能對(duì)頂替效率也有很大影響,對(duì)于小間隙固井來(lái)說(shuō),要求固井前泥漿具有低粘切。

2.2控制套管居中度

為滿足套管居中度不低于67%的要求,以便在較低排量下也能對(duì)窄邊泥漿有效清除,我們采用固井設(shè)計(jì)軟件對(duì)套管居中度進(jìn)行模擬,在兼顧實(shí)際施工情況下,使扶正器安放數(shù)量、位置最優(yōu)化。

2.3選擇合理的施工參數(shù)

對(duì)于小間隙井,注替排量選擇很重要,過(guò)分強(qiáng)調(diào)排量和環(huán)空返速,會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)壓耗增大,發(fā)生井漏的機(jī)率加大;排量過(guò)小,井壁沖洗效果低,因此選擇合適的注替排量十分重要,我們通過(guò)固井設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行注水泥模擬,根據(jù)環(huán)空壓耗和環(huán)容進(jìn)行施工排量選定。

2.4嚴(yán)格控制水泥漿各項(xiàng)性能指標(biāo)

1)水泥漿游離水的控制。

2)沉降穩(wěn)定性。應(yīng)具有較好的沉降穩(wěn)定性,從配置、頂替到凝固不發(fā)生分層及自由水的大量析出。因此化驗(yàn)室要對(duì)水泥漿漿體初始稠度進(jìn)行合理調(diào)配,保證水泥漿體系具備良好的穩(wěn)定性。

3)控制水泥漿過(guò)渡稠化時(shí)間。

4)控制水泥漿失水量。

3固井工藝技術(shù)要求

為確保開(kāi)窗側(cè)鉆井的固井質(zhì)量,達(dá)到保護(hù)儲(chǔ)層、滿足完井要求及提高產(chǎn)量的目的,主要固井工藝要求:

1)根據(jù)地層特點(diǎn)、固井工藝及固井質(zhì)量要求,科學(xué)合理編寫固井施工設(shè)計(jì)。

2)針對(duì)小井眼、小間隙尾管固井的特殊性,選用性能優(yōu)越、質(zhì)量可靠的固井工具及管串附件,同時(shí)根據(jù)7"套管的套損狀況、密封性及水泥返高,確定合理的懸掛位置,嚴(yán)格按照尾管固井的工藝要求及操作規(guī)程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工,確?，F(xiàn)場(chǎng)施工正常、順利、安全。

3)固井前井眼及鉆井液準(zhǔn)備要求:(1)針對(duì)易漏、出水地層進(jìn)行堵漏治水,提高地層承壓能力,確保固井質(zhì)量。(2)完鉆固井前要求鉆井液做到粘切低、動(dòng)塑比低、泥餅薄而韌,滿足固井要求。(3)針對(duì)井眼質(zhì)量及井下情況,適當(dāng)控制循環(huán)時(shí)間,不可長(zhǎng)時(shí)間循環(huán),確保井下安全。

4)加強(qiáng)下套管前的井眼準(zhǔn)備及井眼凈化, 下生產(chǎn)尾管前必須認(rèn)真細(xì)致通井,確保井下安全及井眼暢通,通井時(shí)應(yīng)帶大接頭或欠尺寸穩(wěn)定器,防止下套管遇阻和卡鉆,氣層段反復(fù)劃眼,以清除井壁的泥餅,充分循環(huán)稀釋泥漿,大排量洗井,確保井眼暢通,無(wú)漏失、井塌,井底無(wú)沉沙。

5)嚴(yán)格按照下套管操作規(guī)程進(jìn)行下套管作業(yè),認(rèn)真檢查固井工具及管串附件,合理加放扶正器,確保套管居中度,必須使用套管鉗、扭矩儀及螺紋密封脂(CASTTA101、CASTTA102),螺紋扭矩必須符合要求,確保絲扣的密封性。

6)根據(jù)地層特性、井眼質(zhì)量、井眼軌跡及井下情況,通過(guò)固井軟件優(yōu)化計(jì)算,科學(xué)合理符合實(shí)際情況的加放扶正器(鋼性、彈性),保證復(fù)合井眼的套管居中度≥67%,同時(shí)進(jìn)行下套管摩阻計(jì)算,確保生產(chǎn)尾管順利下入及封固質(zhì)量。

7)采用平衡壓力固井,依據(jù)防氣侵、氣竄的原理,在確保壓穩(wěn)氣層、水層及防止漏失的情況下,盡可能降低環(huán)空動(dòng)、靜液柱壓力,嚴(yán)格控制水泥漿(失水、析水、固相顆粒)進(jìn)入產(chǎn)層,引起產(chǎn)層傷害。

8)科學(xué)全面的進(jìn)行油氣侵、油氣竄綜合評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè),為優(yōu)化注水泥施工參數(shù)提供理論依據(jù),同時(shí)根據(jù)井下工況及管內(nèi)外液體的流變性能,進(jìn)行流變性計(jì)算,優(yōu)選前置液性能,科學(xué)合理應(yīng)用頂替技術(shù),提高大斜度、小間隙尾管頂替效率及一、二界面水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量。

9)根據(jù)電測(cè)井徑及現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn),準(zhǔn)確計(jì)算水泥漿量,采用干混工藝,確保水泥、外摻料及外加劑混拌均勻。

10)采用性能優(yōu)越的水泥車(40-17型或50-30型)進(jìn)行水泥漿混拌、注替及碰壓。

11)精細(xì)現(xiàn)場(chǎng)施工措施,加強(qiáng)施工連續(xù)性,強(qiáng)化施工人員責(zé)任性, 確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn),水泥漿密度均勻,現(xiàn)場(chǎng)施工連續(xù)、安全。

4結(jié)束語(yǔ)

本文在分析影響小井眼固井質(zhì)量主要因素的基礎(chǔ)上,篩選出了適合小井眼固井的體系穩(wěn)定、失水、析水小、強(qiáng)度高、流變性好,稠化時(shí)間可調(diào),具有一定的抗沖擊性和微膨脹性的兩種水泥漿體系3個(gè)配方,可滿足側(cè)鉆小井眼固井。

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