大港油田固井技術(shù)論文集(2)
大港油田固井技術(shù)論文集
大港油田固井技術(shù)論文篇二
油田固井工程技術(shù)優(yōu)化探討
摘 要：固井技術(shù)在油田油井壽命和資源保護(hù)中起著不可忽視的作用。隨著鉆井技術(shù)的進(jìn)一步提高對(duì)固井工程提出了更高的要求，本文對(duì)固井工程中出現(xiàn)的問(wèn)題與難點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并針對(duì)這些問(wèn)題提出一些建議，以提高固井質(zhì)量，增加油氣產(chǎn)量，延長(zhǎng)油井壽命，保障油田后期順利的開發(fā)和發(fā)展，進(jìn)而提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：固井技術(shù) 難點(diǎn)分析 解決對(duì)策
最近幾年來(lái)，由于石油天然氣勘探開發(fā)工作不斷深入發(fā)展，特殊井不斷增加，固井工程日益復(fù)雜，因此對(duì)固井施工設(shè)計(jì)與分析提出了更高要求;隨著固井工程技術(shù)的飛速發(fā)展，國(guó)家和行業(yè)近年來(lái)對(duì)固井設(shè)計(jì)與分析的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了更新，以便推動(dòng)固井技術(shù)的發(fā)展。我們應(yīng)基于最新行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和理論研究成果，系統(tǒng)的總結(jié)固井施工經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)一套設(shè)計(jì)與分析內(nèi)容豐富、功能齊全、適用廣泛的同井設(shè)計(jì)與分析系統(tǒng)，能夠更好滿足固井現(xiàn)場(chǎng)施工需要，設(shè)計(jì)與分析水平，改善固井質(zhì)量，促進(jìn)固井技術(shù)的發(fā)展。
一、固井作業(yè)中的技術(shù)難題
1.水泥返高不夠，不能按設(shè)計(jì)要求封隔地層
造成環(huán)空流速下降，影響頂替效率膠結(jié)質(zhì)量差。下套管過(guò)程井漏可能造成卡套管事故，套管下不到設(shè)計(jì)深度。水泥環(huán)質(zhì)量差層間油層、氣層、水層互竄。水泥漿漏失到產(chǎn)層，污染產(chǎn)層，油氣井失控。固井工程中發(fā)生井下漏失，大部分情況將導(dǎo)致固井失敗或影響固井質(zhì)量。在老油田開發(fā)后期，老油區(qū)發(fā)生固井漏失主要是因?yàn)槿藶楫a(chǎn)生地層裂縫。
2.水泥漿應(yīng)用效率不高
在深水固井工程中，水泥漿的應(yīng)用效率不高，可以主要分析為以下幾種原因：
1)井身結(jié)構(gòu)不合理，給套管居中處理帶來(lái)難度。
2)對(duì)于表面較為松軟的地層來(lái)說(shuō)，在鉆井時(shí)會(huì)受到高壓砂層或者淺“一氣”完流動(dòng)的影響，影響井身結(jié)構(gòu)，成流體的摩擦阻力加大，紊流頂替作用不易于實(shí)現(xiàn)。
3)在深水海底的表層，大多數(shù)是沒(méi)有膠結(jié)的松軟狀態(tài)，再加上破壓力與地層孔隙壓力之間出現(xiàn)狹窄的“窗口”現(xiàn)象，難以實(shí)現(xiàn)紊流替或者分級(jí)梯度頂替。
4)因?yàn)樘坠芙Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以在表層套管和井眼間的空隙較大，井下位置的空隙反而減小。
二、油田深層固井技術(shù)有效運(yùn)用的建議
1. 提高水泥漿頂替效率的研究與應(yīng)用
為了使環(huán)形空間的密封質(zhì)量得到保證，首先需要考慮的是怎樣使環(huán)空充滿水泥漿。充滿的過(guò)程，其實(shí)就是水泥漿驅(qū)替或鉆井液的過(guò)程。水泥漿與鉆井液的頂替質(zhì)量應(yīng)滿足以下基本要求：①注水泥漿井段的環(huán)空空間，鉆井液應(yīng)全部被水頂替干凈，無(wú)竄槽現(xiàn)象存在;②水泥漿返高和套管內(nèi)水泥塞的高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。有效地驅(qū)替鉆井液，提高注水泥的頂替效率是清除鉆井液竄槽、保證水泥膠結(jié)質(zhì)量和水泥環(huán)密封效果的基本前提。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外專家的研究發(fā)現(xiàn)影響注水泥頂替效率主要有如下幾種因素：套管在井內(nèi)的居中度;液體在環(huán)空間的流動(dòng)狀態(tài);紊流時(shí)液體流過(guò)封隔層位所接觸的時(shí)間;鉆井液的觸變性;鉆井液與水泥漿的流變性能;水泥漿與鉆井液的密度差。
2、確定合理頂替流速范圍的原則
一個(gè)合理的頂替流速范圍，應(yīng)考慮該井如下幾方?jīng)r：①井眼的穩(wěn)定性，是否有易漏、易塌等薄弱地層，這些層位對(duì)環(huán)空返速的限制情況，這些數(shù)據(jù)可根據(jù)鄰井或區(qū)塊的資料獲得;②正常鉆井過(guò)程中的環(huán)空返速情況;③裸眼井徑變化情況及對(duì)返速的限制，如當(dāng)裸眼井徑變化較大，存在所謂的“大肚子”時(shí)，一般要求返速不能太大，以免進(jìn)一步?jīng)_蝕井壁。同時(shí)“大肚子”段一般是很難達(dá)到紊流的;④套管居中度情況，當(dāng)套管居中度太差時(shí)，環(huán)空返速不易太低;⑤井斜情況，當(dāng)在大斜度或水平井套管注水泥時(shí)，環(huán)空返速不易太低;⑥泥漿泵與注水泥設(shè)備的工作能力。綜合考慮上這些因素，就可以得到一個(gè)保證該井鉆井正常的返速范圍，由此再考慮進(jìn)注入的前置液與水泥漿的性能與泥漿的差異，便能選定本次注水泥時(shí)，所應(yīng)保持的環(huán)空返速范圍的大小
3、有效運(yùn)用深層固井氣竄控制技術(shù)
氣竄具有很大的危害性，應(yīng)該對(duì)它高度重視，因?yàn)樗赡軐?dǎo)致井眼報(bào)廢或形成嚴(yán)重的安全環(huán)保事故。深層固井與油層尾管固井中，要實(shí)現(xiàn)有效的防氣竄，按照“壓穩(wěn)、居中、替凈、封嚴(yán)”的要求，在水泥漿注替和凝結(jié)過(guò)程，必須保證漿柱當(dāng)量壓力與地層壓力的平衡關(guān)系，做到水泥漿不漏，油氣水不會(huì)因?yàn)樗酀{失重而造成竄流;清除和替凈環(huán)空泥漿，使水泥漿的頂替效率和水泥環(huán)的膠結(jié)質(zhì)量得到提高;提高水泥石的密封質(zhì)量，無(wú)局部水槽、橫向水帶和竄槽現(xiàn)象等。深層固井，應(yīng)采用多凝水泥漿柱結(jié)構(gòu)，確保候凝過(guò)程中能維持氣層段的液柱壓力;深井超深井尾管作業(yè)中，因?yàn)閼覓炱饕陨蠟殂@井液，水泥漿柱短，上部鉆井液能在水泥漿的候凝過(guò)程中維持向下傳遞壓力。要求鉆井液泥餅薄而韌;采取有效的套管扶正技術(shù)提高套管的居中度;采取水泥漿減阻劑改善水泥漿流變性，進(jìn)行水泥漿流變學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高水泥漿頂替效率和水泥漿膠結(jié)質(zhì)量。
4.優(yōu)化水泥漿性能
為了讓深水固井的作業(yè)環(huán)境得到改善，避免溫度低、層流淺、全窗口窄等對(duì)工程造成的影響，必須選用低溫早強(qiáng)、密度理的水泥漿體系。因此，有關(guān)深水固井工程中的水泥漿計(jì)，應(yīng)滿足以下特點(diǎn)：
1)控制水泥漿密度。
由于地層的破裂力相對(duì)較低，在深水作業(yè)環(huán)境下，為了達(dá)到固井目標(biāo)，讓固井作業(yè)中發(fā)生的各種問(wèn)題或者水泥返高現(xiàn)象減少，應(yīng)采取密度較低的水泥漿體系。
2)提高穩(wěn)定性。關(guān)于水泥漿穩(wěn)定性的影響因素，主要是自由水以及沉穩(wěn)定性。如果出現(xiàn)自由水過(guò)多或者沉降穩(wěn)定性較差的現(xiàn)象，則可能成測(cè)地層流體的竄流，不利于水泥的膠接強(qiáng)度，影響封固量。
3)減少過(guò)渡時(shí)間。如果過(guò)渡的時(shí)間長(zhǎng)，將會(huì)增加竄流可能性，因此，應(yīng)盡量減少過(guò)渡時(shí)間，以避免地層流體的侵入。
4)抗壓強(qiáng)度大。在海底低溫環(huán)境下，水泥石的強(qiáng)度變化隨度將隨著密度的降低而有所緩慢。因?yàn)樯钏叹こ痰某杀举M(fèi)用非常貴，如果一直延長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間，一定會(huì)增加造價(jià)壓力。因此，泥石必須時(shí)間內(nèi)符合抗壓強(qiáng)度。
三、關(guān)于固井軟件未來(lái)發(fā)展方向的認(rèn)識(shí)
為了提高同井質(zhì)量及降低固井成本，作者認(rèn)為還需要對(duì)同井工程信息技術(shù)加強(qiáng)針對(duì)性的研究，重點(diǎn)在以下方面做好固并軟件韻完善工作：
1)針對(duì)水平井、大位移井、熱采井、小井眼井及深井超深井井固井丁程理論與技術(shù)開展系入的研究，優(yōu)化與完善特殊井固井設(shè)計(jì)與分析技術(shù)，以滿足現(xiàn)場(chǎng)特殊井井下設(shè)計(jì)與分析的需求。
2)對(duì)注水泥過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬與仿真技術(shù)研究進(jìn)行加強(qiáng)，以便現(xiàn)場(chǎng)固井施工人員全面、直觀地了解固井施工。
3)進(jìn)一步開展固并參數(shù)采集技術(shù)、傳輸技術(shù)及控制技術(shù)研究，開發(fā)融固井并施工參數(shù)實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)與實(shí)時(shí)控制等功能于一體的同井施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。
4)建立固井施工分析評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)，以便加強(qiáng)固井施工分析評(píng)價(jià)技術(shù)研究，達(dá)到專家知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)共享的效果，為固井施工設(shè)計(jì)與施工提供有力保障。
參考文獻(xiàn)
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