大港油田固井技術論文集(2)
大港油田固井技術論文集
大港油田固井技術論文篇二
油田固井工程技術優(yōu)化探討
摘 要：固井技術在油田油井壽命和資源保護中起著不可忽視的作用。隨著鉆井技術的進一步提高對固井工程提出了更高的要求，本文對固井工程中出現(xiàn)的問題與難點進行簡要分析，并針對這些問題提出一些建議，以提高固井質量，增加油氣產量，延長油井壽命，保障油田后期順利的開發(fā)和發(fā)展，進而提高社會經濟效益。
關鍵詞：固井技術 難點分析 解決對策
最近幾年來，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，固井工程日益復雜，因此對固井施工設計與分析提出了更高要求;隨著固井工程技術的飛速發(fā)展，國家和行業(yè)近年來對固井設計與分析的相關標準進行了更新，以便推動固井技術的發(fā)展。我們應基于最新行業(yè)標準和理論研究成果，系統(tǒng)的總結固井施工經驗，開發(fā)一套設計與分析內容豐富、功能齊全、適用廣泛的同井設計與分析系統(tǒng)，能夠更好滿足固井現(xiàn)場施工需要，設計與分析水平，改善固井質量，促進固井技術的發(fā)展。
一、固井作業(yè)中的技術難題
1.水泥返高不夠，不能按設計要求封隔地層
造成環(huán)空流速下降，影響頂替效率膠結質量差。下套管過程井漏可能造成卡套管事故，套管下不到設計深度。水泥環(huán)質量差層間油層、氣層、水層互竄。水泥漿漏失到產層，污染產層，油氣井失控。固井工程中發(fā)生井下漏失，大部分情況將導致固井失敗或影響固井質量。在老油田開發(fā)后期，老油區(qū)發(fā)生固井漏失主要是因為人為產生地層裂縫。
2.水泥漿應用效率不高
在深水固井工程中，水泥漿的應用效率不高，可以主要分析為以下幾種原因：
1)井身結構不合理，給套管居中處理帶來難度。
2)對于表面較為松軟的地層來說，在鉆井時會受到高壓砂層或者淺“一氣”完流動的影響，影響井身結構，成流體的摩擦阻力加大，紊流頂替作用不易于實現(xiàn)。
3)在深水海底的表層，大多數(shù)是沒有膠結的松軟狀態(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，難以實現(xiàn)紊流替或者分級梯度頂替。
4)因為套管結構比較復雜，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、油田深層固井技術有效運用的建議
1. 提高水泥漿頂替效率的研究與應用
為了使環(huán)形空間的密封質量得到保證，首先需要考慮的是怎樣使環(huán)空充滿水泥漿。充滿的過程，其實就是水泥漿驅替或鉆井液的過程。水泥漿與鉆井液的頂替質量應滿足以下基本要求：①注水泥漿井段的環(huán)空空間，鉆井液應全部被水頂替干凈，無竄槽現(xiàn)象存在;②水泥漿返高和套管內水泥塞的高度應符合設計要求。有效地驅替鉆井液，提高注水泥的頂替效率是清除鉆井液竄槽、保證水泥膠結質量和水泥環(huán)密封效果的基本前提。經過國內外專家的研究發(fā)現(xiàn)影響注水泥頂替效率主要有如下幾種因素：套管在井內的居中度;液體在環(huán)空間的流動狀態(tài);紊流時液體流過封隔層位所接觸的時間;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
一個合理的頂替流速范圍，應考慮該井如下幾方況：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正常鉆井過程中的環(huán)空返速情況;③裸眼井徑變化情況及對返速的限制，如當裸眼井徑變化較大，存在所謂的“大肚子”時，一般要求返速不能太大，以免進一步沖蝕井壁。同時“大肚子”段一般是很難達到紊流的;④套管居中度情況，當套管居中度太差時，環(huán)空返速不易太低;⑤井斜情況，當在大斜度或水平井套管注水泥時，環(huán)空返速不易太低;⑥泥漿泵與注水泥設備的工作能力。綜合考慮上這些因素，就可以得到一個保證該井鉆井正常的返速范圍，由此再考慮進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，所應保持的環(huán)空返速范圍的大小
3、有效運用深層固井氣竄控制技術
氣竄具有很大的危害性，應該對它高度重視，因為它可能導致井眼報廢或形成嚴重的安全環(huán)保事故。深層固井與油層尾管固井中，要實現(xiàn)有效的防氣竄，按照“壓穩(wěn)、居中、替凈、封嚴”的要求，在水泥漿注替和凝結過程，必須保證漿柱當量壓力與地層壓力的平衡關系，做到水泥漿不漏，油氣水不會因為水泥漿失重而造成竄流;清除和替凈環(huán)空泥漿，使水泥漿的頂替效率和水泥環(huán)的膠結質量得到提高;提高水泥石的密封質量，無局部水槽、橫向水帶和竄槽現(xiàn)象等。深層固井，應采用多凝水泥漿柱結構，確保候凝過程中能維持氣層段的液柱壓力;深井超深井尾管作業(yè)中，因為懸掛器以上為鉆井液，水泥漿柱短，上部鉆井液能在水泥漿的候凝過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，進行水泥漿流變學優(yōu)化設計，提高水泥漿頂替效率和水泥漿膠結質量。
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、全窗口窄等對工程造成的影響，必須選用低溫早強、密度理的水泥漿體系。因此，有關深水固井工程中的水泥漿計，應滿足以下特點：
1)控制水泥漿密度。
由于地層的破裂力相對較低，在深水作業(yè)環(huán)境下，為了達到固井目標，讓固井作業(yè)中發(fā)生的各種問題或者水泥返高現(xiàn)象減少，應采取密度較低的水泥漿體系。
2)提高穩(wěn)定性。關于水泥漿穩(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)自由水過多或者沉降穩(wěn)定性較差的現(xiàn)象，則可能成測地層流體的竄流，不利于水泥的膠接強度，影響封固量。
3)減少過渡時間。如果過渡的時間長，將會增加竄流可能性，因此，應盡量減少過渡時間，以避免地層流體的侵入。
4)抗壓強度大。在海底低溫環(huán)境下，水泥石的強度變化隨度將隨著密度的降低而有所緩慢。因為深水固井工程的成本費用非常貴，如果一直延長作業(yè)時間，一定會增加造價壓力。因此，泥石必須時間內符合抗壓強度。
三、關于固井軟件未來發(fā)展方向的認識
為了提高同井質量及降低固井成本，作者認為還需要對同井工程信息技術加強針對性的研究，重點在以下方面做好固并軟件韻完善工作：
1)針對水平井、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開展系入的研究，優(yōu)化與完善特殊井固井設計與分析技術，以滿足現(xiàn)場特殊井井下設計與分析的需求。
2)對注水泥過程動態(tài)模擬與仿真技術研究進行加強，以便現(xiàn)場固井施工人員全面、直觀地了解固井施工。
3)進一步開展固并參數(shù)采集技術、傳輸技術及控制技術研究，開發(fā)融固井并施工參數(shù)實時采集、實時與實時控制等功能于一體的同井施工實時監(jiān)測與控制系統(tǒng)。
4)建立固井施工分析評價專家系統(tǒng)，以便加強固井施工分析評價技術研究，達到專家知識與經驗共享的效果，為固井施工設計與施工提供有力保障。
參考文獻
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[3]宋海明. 深水固井工程的難點與解決對策[J]現(xiàn)代商貿工業(yè)，2012(7)
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