挤水泥固井
挤水泥技术介绍
挤水泥技术介绍油田, 水泥, 委内瑞拉, 技术, 合同Caracoles合同区位于委内瑞拉东部盆地Ma-turin凹陷的南坡上,是委内瑞拉第三轮招标油田之一,CNPC于1998年2月25日接管该油田。
合同区内油田最早于1946年投入开发,1976年达到历史最高水平,投产125口,开井47口,平均日产油2122m3。
随后油田进入递减阶段,开井数呈下降趋势,从1979年的92口降至1988年的27口,接管时开井43口,日产油254 m3,含水43%,气油比679 m3/m^3。
共钻新井28口,修井78口。
CNPC接管油田以来,通过老井挖潜和新井实施措施,原油产量稳中有升,至2000年12月,开井79口,日产油1468 m3,综合含水58.7%,阶段累积产油57.5812×104m3。
在这些工艺措施中,采用了水泥封堵技术,封堵油层下部的高含水层,控制水淹层位,在这个地区共实施挤水泥125井次,施工成功率100%。
这些油藏驱动类型可分为封闭油藏、边水油藏、气顶边水油藏、气藏油藏和底水驱油藏5种,油层分布井段长,单层厚度小,油藏规模小,分布零碎。
以稀油为主,重油次之。
中新统的Oficina组油层统计了196个油藏,原油重度平均为36.5°API,属轻质油;渐新统的Merecure组油层统计了124个油藏,原油重度平均为27.2°API,多属于中质油。
地层矿化度在0.5×104~3.7×10^4mg/L之间,为NaCl水型。
一、Caracoles油田挤水泥工艺的目的挤水泥是在足够的压力下将水泥浆注在井中某一段,是水泥浆在地层表面脱水、造壁、硬化并封堵空隙的过程。
在钻井、固井、完井和修井作业中都采用挤水泥。
挤水泥作业的目的主体分为三大类,他们是修补固井质量差的井,封堵地层,修补有问题的套管井。
修补固井质量差的井主要是修补薄弱的套管鞋,防止气侵或回流进入水泥环空,完成套管或衬管顶部环空灌浆,封堵由钻井液顶替不当或不良套管扶正造成的在井眼上侧或下侧窜槽,封堵套管、水泥或地层、水泥界面间的微环隙。
油田挤注水泥封井施工工艺
油田挤注水泥封井施工工艺作者:张兴瑞来源:《智富时代》2019年第12期【摘要】挤水泥浆封井就是利用液体压力挤压水泥浆,将其挤入地层缝隙或多孔地层,且停止流动并很快凝结硬化实现封堵,从而达到在地层内部形成永久性隔离带的目的。
通过多次现场应用总结出了一套较完善的挤水泥浆封井施工工艺技术,该施工工艺技术具有封堵效果好、成功率高、成本低,现场应用比较广泛等特点。
【关键词】挤水泥浆;封井;施工工艺;现场应用过去现场挤水泥浆都采用常规的油井水泥,因为该水泥具有成本低、易溶于水、水泥浆的穿透能力和渗透能力较强的特点,但有使用的局限性,有的地层孔隙小,普通水泥颗粒进不去该孔隙,为解决这种情况;目前就采用成本比较高的超细水泥来进行封堵。
1.挤水泥浆的适用范围1.1防止地层大量出水。
油井在生产一段时间后,由于地层储油量有限,地层中的可采量逐渐地减少,而地层水会逐渐地增加,对于水层用挤水泥浆的方法封死,可以避免地层水的大量涌入,达到提高含油比的目的。
1.2套管堵漏。
由于长期受地层作用和井内流体的腐蚀等原因,造成套管出现孔洞,影响油井的正常生产,该孔洞可以用水泥浆封死。
1.3将水层与油层分开。
有时地层中油层与水层较近,为了防止地层水侵入油层,在油层与水层之间用射孔弹射开,然后挤入水泥浆,这样就在油层与水层之间形成灰面达到分隔的目的,同时后射开的井段也被封死,不影响下步的采油生产。
1.4可以封堵窜槽。
由于固井质量差、地层疏松胶结差或外力作用的原因,造成地层上下串通,这样对油井的正常生产影响很大,这种现象可以用挤水泥浆的方式将窜槽封死,可以使油井能够正常的生产。
2.挤水泥浆的方法2.1光油管挤水泥浆法。
光油管挤水泥法(也称笼统挤水泥法),就是将欲封夹层以下井段用填砂或注悬空水泥塞的办法全部掩盖,光油管下至待堵井段以上10-15m,水泥浆自管内注入,当水泥浆快出油管时(一般控制灰浆离管柱底部约100m时),开始关套管闸门往地层正挤入水泥浆。
油田修井作业挤水泥技术浅析
油田修井作业挤水泥技术浅析摘要:近年来,我国油田建设发展迅速,修井作业技术更是日趋成熟,其中挤水泥技术作为油田修井作业的重要构成和关键环节,需要根据地质环境、工艺目的、油井条件等采取相应的方法,方能达到最佳效果。
对此,本文阐述了挤水泥技术对水泥的要求,并就其技术工艺进行了分析,希望对提高技术实效有所帮助。
关键词:油田修井作业挤水泥技术修井作业是油田建设的重要环节,为进一步改善修井质量,诸多技术工艺相继诞生和应用,其中挤水泥技术凭借其封窜、封层、封井以及堵水的良好功效得以在修井作业中广泛应用,并逐渐发展成为其不可或缺的技术工艺之一。
但为最大限度的发挥挤水泥技术的优势,应基于油田修井作业实际条件选择最佳的施工工艺,故在此就其加以重点分析。
一、挤水泥技术对水泥的要求阐述挤水泥技术是指在压差的作用下,促使水泥在喉道位置因滤失形成滤饼,然后再凝结固化后形成水泥石。
因水泥性能直接关系到施工效果,故一般对水泥具有如下要求:稠度适宜、流动性好,且均匀不起泡;稳定性合适、抗水腐蚀能力强,且固化不易受油气水干扰;失水压力、失水量适合,无固化渗透,且抗压强度、渗透性能够满足射孔要求,以免产生不必要的裂缝;水泥密度上下一致,体积收缩率较小,且具有较高的顶替效率。
概括的讲,即无论是水泥灌注期间,还是候凝、硬化环节,其物理和化学性能均要与实际要求相符,如若地层松散、渗透性高,通常采用组合水泥,其首浆和尾浆的失水量适宜控制在300-800mL/30mim和100mL/30mim,而稠化时间则分别为2h和4h左右;若为致密地层,其泵压建议为24-28Mpa,吸收排量则为50-100L/mim,具体参数应视情况而定[1]。
二、油田修井作业中挤水泥技术分析1.常见的技术方法油田修井作业中的挤水泥技术,主要是用于封堵外窜槽、枯竭层位、报废油井以及阻挡水层,以此避免层位运移、减少出水、加固套管,进而提高油田采收效率和质量。
一般涉及下述几种技术工艺:一是光管柱挤入法;若加以细分,该技术包括适用于地层吸收效果不明、套管密压不合理、老井等情况的循环挤入法,即将管柱下放至挤注层10-20m以上位置,然后挤注水泥浆,当其形成滤饼致使泵压上升明显时停止挤注,并清洗多余泥浆,对管柱进行提升、候凝操作,如图1所示,虽然其安全性良好,但要严格控制失水压力[2];适用于加固套管、封堵炮眼的送浆加压法,即经油管将适量的水泥浆送至要求位置,然后借助管柱的上提对井筒施工一定的压力,并随后关井,以此促使水泥浆顺利到达目的层并滤失、凝结,虽然该技术安全性好,能够有效掌握计入压力,且用浆量少,但需要较长的送浆和挤入时间,并准确控制泥浆的顶替量;再如适用于封井、封层、封窜等的平推加压法,即下方光管柱至挤入层上部的合适位置,先挤入泥浆后挤入清水,待水泥浆达到预定位置后直接带压关井,该种技术挤入压力低、泥浆量充足且无需洗井,在水层为正压的浅井地层中尤为有效。
挤水泥设计
挤水泥推荐作法适用于油水井修井作业中挤封油层、水泥隔板防砂、堵漏挤注灰塞、封串、封井等。
一、套管内平推法挤水泥1、摸清井况。
2、试挤:以压力平稳算起,时间不得低于3min,挤入量不少于1m³。
3、根据吸收能力,确定水泥浆密度和数量。
4、座好井口,从井口直接推挤水泥浆,顶替压井液,憋压候凝。
二、光钻具挤水泥1、对非目的层采取保护措施。
2、上部套管试压合格。
(试压压力要高于欲挤封井段挤水泥时最高压力)3、挤封管柱管脚距欲挤封井段100m以上。
4、挤水泥程序:座井口→试挤→挤水泥浆→正顶替压井液→反顶替压井液→憋压关井侯凝。
三、封隔器挤水泥1、井内保持稳定,挤水泥前充分洗井后坐封封隔器。
2、封隔器挤水泥分为单级和双级挤水泥,主要目的是用封隔器隔开非挤封井段。
3、试挤:以压力平稳算起,时间不得低于3min,挤入量不少于1m³。
4、按设计量挤入水泥浆。
5、按设计量顶替压井液。
6、扩压(根据回压确定扩压时间)。
7、上提挤水泥管柱,管脚位于油层以上30m控压反洗井,反洗量应大于挤封管柱内容积的3倍以上。
8、提出井内全部挤水泥管柱,井内灌满压井液,憋压关井侯凝。
9、若封隔器坐封于油层以上且底部无尾管,挤入水泥浆后按设计顶替量替、挤压井液,憋压关井侯凝。
四、不喷吐法挤水泥1、井口安装好闸板防喷器和旋转防喷器。
2、挤水泥管柱中接好回压阀或工作筒,保证施工时管柱密封不反吐。
3、施工压力控制在井控装置允许的压力范围内。
4、挤水泥、活动管柱必须在井口和管柱密闭的压力下进行。
5、挤封管柱管脚距欲挤封井段50m或欲挤封井段顶部。
6、挤水泥程序:试挤→挤水泥浆→正顶替压井液→反顶替压井液→上提管柱至油层以上30m→控压反洗井→憋压关井侯凝。
五、挤水泥施工要求1、挤水泥时,最高挤入压力不得超过套管抗挤强度的70%或上部套管现场实际试压值。
2、挤水泥施工时间不得超过水泥浆稠化时间的70%。
3、挤水泥后留水泥塞应高于封堵井段30m—50m。
塔里木油田挤水泥的对策
深, 井底温度高 , 水泥浆量小 , 对水泥塞面的要求高。井
底 温度高 , 就对 固井 添加 剂 的性 能要 求 高 ; 泥 浆量 这 水
() 9 即使在施工前进行 了专 门的试挤工作, 正式挤
水泥施 工 时也一定 要用前 置液再 次进 行试挤 , 求取 当前 条件下地 层 的吃入 量 。这 是非 常有必要 的, 因为试挤 时 的管 串结 构有 时和 正式 挤水 泥 施 工 时 的管 串结 构 有 出 人, 加上 经过井 队 的一些 处 理 或地 层 流 体 的动 态 变化 , 地层 的吃 入量或 有吃入 量 的施 工压 力有 可能发生 变化 , 这时 就要根 据 用 前 置 液 试 挤 的情 况 , 时调 整 水 泥 浆 及
层活跃、 替浆量较难把握等因素的影响 , 使得一次施工成功率较低甚至出现工程事故 , 造成挤水泥的
施 工风险极 大 。分 析 了塔 里木 油 田常见 的挤水 泥 类型 , 此基 础 上提 出 了 1 解 决的 对策 , 将这 在 3条 并 些对 策在 实际工作 中成功 地进行 了应 用 , 而为今后 的挤 水 泥工作提供 了重要 的参考 。 从 关键词 : 水 泥 ; 井 ; 挤 深 高温 ; 地层 活跃 中图分 类号 : E 5 文献标 识码 : 文章编 号 :O4 5 1(00O一 O 7一 O T 26 B 10— 76 21 )7 O0 3
2 3 封堵射 孔段 而进行 的挤水 泥作 业 .
西 部探矿 工程
目施 工 ;
() 8水泥浆 比重满足设计要求 , 特别是 中间段一定 不能低于设计值 , 施工前需对操作手特别强调并在施工
中做 好水 泥浆密度 的监 测 , 时调整 , 及 以满足设计 要求 ;
为了满足油 井改层 试 油或开采 的需 要 , 行挤水 泥 进 封堵 已有 的射 孔井 段 , 类 挤水 泥 的施 工井 段 一 般 较 这
安全打水泥塞与挤水泥作业
技术要求
水泥浆失水量依据地层渗透性而定, 低渗透地层允许6.9MPa 30min失水量 在100~200ml之间,高渗透地层允许 在50~100ml之间,裂缝性地层失水 量控制在200~500ml之间比较合适。
24h的度不得低 于150m,目的是有效地隔离水泥浆与 套管中的液体,防止互相污染。必 要时,可做管内介质与水泥的污染 实验。
打水泥塞设计模式
( )井打水泥塞设计 一、基本数据 1.目前井深(m): 2.落鱼顶部位置: 米 3.水泥化验结果:高温 级灰,稠化时间: 未稠。(水源: ) 4.需封填井段: m- m 5.光钻杆下深: m
分钟
打水泥塞设计模式
二、施工时间设计
1.打清水:
方、时间:
2.注水泥:
方、时间:
3.注清水:
打水泥塞作业
打水泥塞有一定的技术要求,只 要我们严格执行技术规范就会把水泥 塞打好,避免出现将水泥塞打飞的复 杂情况或者出现严重的焊钻杆事故。 下面简述平衡塞法技术规范与注意事 项。
技术规范
1、 1、水泥量设计 根据水泥塞长度计算水泥量,注意要附加 一定量的水泥,主要是考虑到井径误差和 水泥塞顶部泥浆的污染。 水泥浆量计算公式: 水泥浆量(m3)=水泥塞段长(m)x井筒 容积(m3)/ m+附加量(m3)。
打水泥塞设计模式
6.替完钻井液后,接卸方钻杆和起光钻杆的速 度要快。
7.打塞作业结束后,从起钻开始计时,水泥候 凝24 小时后,开始下钻修水泥面,钻修面至预 定井深即可。注意提前准备好纯碱和其它钻井 液处理剂,修面结束后,循环搞一次短起下钻, 并记录好钻具提放时的井下阻力,为后续施工 防卡提供依据。
施工步骤
7、接钻头下钻,钻 水泥塞;水泥塞钻穿 后,试压检验堵孔效 果,如果达到试压标 准结束挤水泥作业。
固井工艺技术
固井工艺技术常规固井工艺内管法固井工艺尾管固井工艺尾管回接固井工艺分级固井工艺选择式注水泥固井工艺筛管(裸眼)顶部注水泥固井工艺封隔器完井及水泥充填封隔器固井工艺注水泥塞工艺预应力固井工艺挤水泥补救工艺技术漏失井固井技术高压井固井技术大斜度井固井技术深井及超深井固井技术长封固段井固井技术小间隙井固井技术糖葫芦井眼固井技术气井固井技术(一)常规固井工艺常规固井工艺是指在井身质量较好,且井下无特殊复杂情况,封固段较短的封固要求下,将配制好的水泥浆,通过前置液、下胶塞(隔离塞)与钻井液隔离后,一次性地通过高压管汇、水泥头、套管串注入井内,从管串底部进入环空,到达设计位置,以达到设计井段的套管与井壁间的有效封固。
套管串结构:引鞋+旋流短节+2根套管+浮箍+套管串.施工流程:注前置液→注水泥浆→压碰压塞(上胶塞)→替钻井液→碰压→候凝。
保证施工安全和固井质量的基本条件:(1)井眼畅通。
(2)井底干净。
(3)井径规则,井径扩大率小于15%。
(4)固井前井下不漏失。
(5)钻井液中无严重油气侵,油气上窜速度小于10m/h.(6)套管居中,居中度不小于75%。
(7)套管与井壁环形间隙大于20mm。
(8)钻井液性能在不影响井壁稳定、保证井下压稳的情况下,应保证低粘度、低切力、低密度,具有良好的流动性能。
(9)水泥浆稠化时间、流动度等物理性能应满足施工要求。
(10)水泥浆和钻井液要有一定密度差,一般要大于0。
2. (11)下灰设备、供水设备、注水泥设备、替泥浆设备及高低压管汇等,性能满足施工要求。
(二)内管法固井工艺内管法固井工艺是用下部连接有浮箍插头的小直径钻杆插入套管的插座式浮箍(或插座式浮鞋),与环空建立循环,用水泥车通过钻杆向套管外环空注水泥。
采用该工艺注水泥能减少水泥浆在套管内与钻井液的掺混,缩短顶替钻井液时间。
用该工艺进行表层时,水泥浆可提前返出,从而减少因附加水泥量过大而造成的浪费和环境污染.该工艺一般用于大直径套管固井。
打水泥塞及挤水泥
水泥塞的分类一、打水泥塞分类与研究根据用途将打水泥塞分为:完井水泥塞、堵漏水泥塞、侧钻水泥塞、纠斜水泥塞、封井水泥塞、导眼水泥塞等六大类,分别叙述如下。
1、完井水泥塞完井水泥塞,是指一口井在完井时为了配合分层开采而采取的一种打水泥塞方法。
其特点是:采用原钻机,井内为泥浆,水泥浆量较小,井内一般较稳定,施工相对简单,但要严格控制好替浆量,防止少替和替空。
2、堵漏水泥塞堵漏水泥塞用途较为广泛,一般用于油气井的二次开采修井作业中。
其特点是:采用修井机,井内一般为油田水且漏失严重,偶尔也伴有井涌发生,水泥浆量不确定,水泥浆入井后与油田水或井内其它液体可能发生不良反应,施工难度较大。
施工方法根据具体井具体对待,其中TK640井在修井作业时漏失严重,通过采取多种有效的办法,施工一次成功。
详见附件1:《TK640井堵漏水泥塞小结》。
3、侧钻水泥塞侧钻水泥塞目前应用较多,用于老井改造,配合下一步侧钻施工。
其特点是:采用钻机,井内为油田水或泥浆,井内一般不稳定,既涌又漏,可能是井底塞或悬空塞,水泥浆量较小,水泥石强度要求高,施工难度较大,一次施工成功率不高,在经过一次或数次施工,井内情况趋于稳定后,最终才能成功。
4、纠斜水泥塞纠斜水泥塞应用较少,一般在正常钻井施工中出现不应该的井斜后使用。
其特点是:采用钻机,井内为泥浆,井内稳定,可能是井底塞或悬空塞,水泥浆量一般较大,水泥石强度要求高,施工难度不大,一次施工都能成功。
5、封井水泥塞封井水泥塞,用于一口井完井时由于多种原因造成的封井作业,应用较少。
其特点是:采用钻机,井内为泥浆,一般分井口和接近井底两段水泥塞,井内不一定稳定,可能是井底塞或悬空塞,水泥浆量一般不大。
常规封井水泥塞难度一般不大,特殊井就不同了,像T708井在封井时由于H2S气体和稠油的影响,施工难度很大,通过采取多种不同方法尝试,最终封井成功。
详见附件2:《T708井封井水泥塞小结》。
6、导眼水泥塞导眼水泥塞用于水平井在造斜前的井眼测井取完数据后的回填作业,配合下一步造斜作业。
挤水泥
论安全挤水泥作业修留永摘要固井是建井过程中必不可少的一个环节,非常重要,它关系到一口井的成败,所以在公司的QHSE体系文件中对于固井管理已经作了明确的规定,为的是确保下套管注水泥成功,固井质量合格。
但是在实际固井工作中由于客观情况的变化,或主观上的工作失误,会出现一些固井复杂情况。
在注水泥过程中发生井漏、蹩高压、替空、油气水侵窜槽等都会导致固井质量不合格。
如果出现了水泥上返不够、局部替空、套管试不住压等情况就需要采取补救措施,这就引出了二次固井和挤水泥作业的问题。
挤水泥作业比较复杂,如果措施不当就会酿成严重的水泥焊钻具事故。
近几年来,这类事故也偶有发生,为确保挤水泥作业的安全,有必要阐述安全挤水泥作业的问题。
主题词固井复杂挤水泥安全挤水泥就是利用液体压力挤压水泥浆,使之进入环空需要封固的井段或进入地层的裂缝、孔隙,以达到封隔油气层的目的,也可以达到堵炮眼和封堵套管漏失的目的。
如果管外有漏失层和高渗透层,则挤入压力小于地层破裂压力时就可以将水泥挤入,这叫做低压挤水泥。
如果挤入压力超过地层破裂压力才能将水泥挤入,叫做高压挤水泥。
一、挤水泥工艺在石油钻井工业中常用的挤水泥工艺有三种。
1、利用井口装置关井挤水泥下光钻杆或油管到预计井深,泵入一定量的水泥浆,替钻井液,把管柱提出水泥面,循环出多余的水泥浆,然后关闭井口(可以关防喷器,也可以应用采油树的锥挂关闭井口),从管柱水眼内挤入一定量的钻井液,达到把水泥浆挤入地层封隔油气水层的目的(或达到堵炮眼、堵套管破损、堵尾管重叠段的目的)。
2、用封隔器挤水泥用油管或钻杆把封隔器下到预计井深,泵入一定量的水泥浆,替钻井液,把管柱提出水泥面,循环出多余的水泥浆,然后坐封封隔器,从管柱水眼内挤入一定量的钻井液。
3、用水泥承留器挤水泥用钻杆或油管将水泥承留器下到挤水泥目的层顶部,(也可以用电缆把水泥承留器下到预计井深,点火坐封)从管柱水眼内直接挤水泥。
二、挤水泥设计主要内容1、需采集的数据地层孔隙压力、漏失压力;射孔位置;循环温度;套管内介质性能;容积数据;挤水泥允许井口压力数据;下井套管记录;作业管柱资料(油管或钻杆);套管强度资料(抗拉、抗内压强度等);井口装置。
浅谈挤水泥技术在修井中的运用
浅谈挤水泥技术在修井中的运用摘要:本文从油井水泥的成份、水泥添加剂、水化机理、固化过程、施工方法等方面详细论述了油田修井作业中针对不同情况,采用不同的方法,达到挤水泥的最佳效果。
关键词:修井;挤水泥技术Abstract: this article from the composition of oil well cement, cement additives, hydration mechanism and curing process and method of construction aspects in detail elaborated the oilfield workover operations according to different situations, used different methods to squeeze the best effect of cement.Keywords: workover; Crowded cement technology1 油井水泥的特点1.1 油井水泥的主要成分油井水泥属硅酸盐类水泥,主要原料为石灰石、粘土和少量铁矿石。
把原料按一定比例混合磨碎,做成生料,在1450℃的高温下煅烧,生成以硅酸钙为主要成分的熟料,再加少量的石膏磨细,便成为油井水泥。
1.2 水泥浆的物理性能水泥浆应具有良好的流动性,在注水泥中不会凝固,注到预定位置后要尽快凝结硬化形成水泥石。
由于井下情况差别很大,对水泥浆的主要物理性能,如密度、稠化时间、失水、强度等要进行测量,根据现场要求进行调配。
1.3 水泥添加剂(1)促凝剂:可缩短水泥浆稠化时间的物质称为促凝剂。
常用的有:R-5、氯化钙、氯化钠、氯化钾、水玻璃及海水等;(2)缓凝剂:可延长水泥浆稠化时间的物质称为缓凝剂。
常用的有:HR20、HR12、葡萄糖酸钙、铁络盐、璜化单宁和璜化烤胶、CMC;(3)降失水剂:可降低水泥浆失水量的物质称为降失水剂。
漏失井尾管固井挤水泥工艺实践
漏失井尾管固井挤水泥工艺实践摘要:尾管固井是在上部已下有套管的井内,对下部新钻出的裸眼井段下套管注水泥进行封固的固井方法,尾管固井作业的好坏直接影响该井的寿命周期。
渤海油田某井,钻进期间不同层位发生不同程度的漏失,经过多次堵漏处理,最终将7"尾管下至设计井深,但到位后多次尝试打通循环未果,最高憋压至20MPa,决定放压后先将尾管悬挂器旋转脱手,脱手后再次憋压尝试打通,最终无法打通且管串无法提活,经多方讨论后,起钻更换挤水泥钻具通过7"尾管与9-5/8"套管重叠段环空间隙向裸眼段进行挤水泥作业,进而达到7"尾管固井的目的。
最终侯凝结束后,测得固井质量满足后续生产要求。
关键词:漏失;憋压;回接筒;工具;挤水泥前言:随着油田中深部地层勘探开发的不断深入,漏失井数占比也不断攀高,同步伴随尾管固井作业难度也逐步增大,井况稳定成为固井环节中的重要因素,在不稳定的井况固井作业中,挤水泥可作为一种应急的工艺技术,通过液体的一定挤入压力将水泥浆替挤到目的层的方法。
本文主要是对漏失井尾管固井套管到位后,无法打通建立循环,现场面对复杂情况的一些处理措施,以为后续类似井积累经验。
1 基本情况该井采用4级井深结构,9-5/8"套管实际下入深度3515.29m⊥2750.41m,井斜:48.3°,7"尾管悬挂器坐挂点:3323.63m⊥2616m,井斜:42.47°。
四开8-1/2"井眼完钻深度4128m⊥3178.33m,井底井斜42.9°,7"尾管设计下入深度4127.7m⊥3177.6m,井斜:42.90°,球座深度:4119.86m⊥3171.74m,井斜:42.99°。
显示油顶3559m⊥2773.76 m(东一段),油底为4108m⊥3163.70 m(东三段)。
本井通过模拟和计算,静止温度:114 ℃,循环温度:91 ℃。
油井挤水泥施工作业技术分析与应用
油井挤水泥施工作业技术分析与应用油井挤水泥施工是油田开发中的重要环节,它是保证油井完整性和安全生产的关键工序。
水泥工艺在油田开发中应用广泛,涉及到不同类型油井的水泥浆设计、封隔、固井和后处理等环节。
本文将对油井挤水泥施工作业技术进行分析,并探讨其应用。
1.水泥浆设计:水泥浆设计是水泥工艺中最基础的环节,其目的是根据油井的地质条件和井筒特性,设计出适合的水泥浆配方。
在设计过程中,需要考虑到水泥浆的流变性、密度、固化时间等因素,以及添加剂的选择和控制。
合理的水泥浆设计能够保证水泥在井筒中形成坚固的固结体,并且与井壁、套管等井筒设备紧密结合。
2.封隔:封隔是指将水泥浆注入到井筒中,填充空隙并将井筒分割成不同的部分。
封隔的目的是避免地层间的流体交汇,减少油井的压力泄漏和溢流风险。
封隔在油井中的位置和数量根据实际情况进行确定,通常包括水泥环、套管鞋、防止井喷装置等。
3.固井:固井是将水泥浆注入到套管与井壁之间的空间,并固化形成坚固的固结体。
固井的目的是保证井筒完整性、油气层与地层的隔离、防止套管失稳和油井环境污染等。
在固井过程中,需要控制注入速度、压力和循环规律,以确保水泥浆均匀分布、顺利固化。
4.后处理:后处理是指固井施工后的操作,包括封井帽安装、水泥浆固结和质量检验等。
后处理的目的是确保固井质量合格,预防可能的漏失和环境污染。
在后处理过程中,需要进行水泥浆固结时间的监测,并进行验收合格并安全封井。
1.油井完整性保障:油井挤水泥施工是保证油井完整性和安全生产的关键工序。
水泥的固定和封隔作用可以有效防止地层间的流体交汇和压力泄漏,保持油井的稳定和正常投产。
通过合理的水泥浆设计和施工操作,可以确保油井的完整性,减少安全事故和环境污染风险。
2.油井修井和增产:油井挤水泥施工技术还可以用于油井的修井和增产。
修井通常包括套管加固、封水关井和更换井壁等操作,而增产则包括井眼扩大、套管腐蚀防护和井间分水等措施。
水泥工艺可以在修井和增产过程中提供稳定的井筒环境,并防止生产操作中的井喷和环境污染。
固井知识
1、前置液的基本特性: 为提高水泥浆顶替钻井液效率,改善水泥环质量,在钻井液与水泥浆之间注入一段”液体”,这种特殊的”液体”称为水泥浆的前置液.按其性质可以分为冲洗液及隔离液.它在驱替钻井液过程中起到隔离、缓冲、冲洗和稀释钻井液的作用,从而提高水泥浆的顶替效率。
2、固井质量的评价标准固井声幅相对值。
小于15%为CBI.评价胶结质量优等;声幅相对值15%~30%为CBI.评价胶结质量中等;声幅相对值超过30%为CBI.评价胶结质量差。
3、不同作业对水泥浆降失水量的要求:套管注水泥:100-200ml (API失水量) 尾管注水泥:50-150ml挤水泥:50-150ml 打水泥塞:150 ml 控制气窜:30-50 ml4、固井水泥返高要求:油气层固井、设计水泥返高应超过油气层顶界200m,固井质量达到下列指标,超过油气层顶界连续15m优质封固段或连续30m中等封固段或25m中优交错封固段。
5、水泥塞长度为了保证套管鞋封固质量,油层套管采用双塞固井时,阻流环距套管鞋长度不少于10m,技术套管(或先期完成井)一般为20m,套管鞋位置尽量靠近井底。
6、人工井底油气层底界距人工井底(管内水泥面)不得少于15m。
7、固井目的a) 封隔地下不同油、气、水层,防止串槽;b) 为井的投产建立生产通道;c) 封闭暂不开采的油、气层;d) 为安装井口防喷装置创造条件;e) 提供油、气井压力控制的基本条件;f) 封闭复杂地层,保护井壁,防止坍塌、井漏等。
8、磁性定位套管磁性定位套管与普通套管的区别仅仅是长度较短而已.它被安放在油层套管串中距离油层顶部20~50米的地方.在磁性测井曲线中,套管接箍处会出现峰值,因此该短套管易于与其它套管区别开来.9、套管回压凡尔其作用是在注完水泥后防止水泥浆倒流回套管内,也有在下管时减小轴向拉力的作用。
10、井眼的准备为了套管能顺利下到井底,提高注水泥质量,下套管前应下钻通井。
对起下钻遇阻,井斜变化大,井径缩小及生产层井段进行划眼。
固井基础知识
第二部分固井基础知识第一章基本概念1、什么叫固井?固井是指向井内下入一定尺寸的套管串,并在其周围注以水泥浆,把套管与井壁紧固起来的工作。
2、什么叫挤水泥?是水泥浆在压力作用下注入井中某一特定位置的施工方法。
3、固井后套管试压的标准是什么?5英寸、5 1/2英寸试压15MPa,30分钟降压不超过 0.5MPa,7英寸,9 5/8英寸分别为10MPa和8MPa,30分钟不超过0.5MPa;10 3/4—13 3/8英寸不超过6MPa,30分钟压降不超0。
5MPa。
4、什么叫调整井?为挽回死油区的储量损失,改善断层遮挡地区的注水开发效果以及调整平面矛盾严重地段的开发效果所补钻井叫调整井.5、什么叫开发井?亦属于生产井的一种,是指在发现的储油构造上第一批打的生产井。
6、什么叫探井?在有储油气的构造上为探明地下岩层生储油气的特征而打的井。
7、简述大庆油田有多少种不同井别的井?有探井、探气井、资料井、检查井、观察井、标准井、生产井、调整井、更新井、定向井、泄压井等。
8、什么叫表外储层?是指储量公报表以外的储层(即未计算储量的油层).包括:含油砂岩和未划含油砂岩的所有含没产状的储层。
9、固井质量要求油气层底界距人工井底不少于多少米?探井不少于多少米?固井质量要求,调整井、开发井油、气层底界距人工井底不少于25米(探井不少于15米).10、调整井(小于等于1500米)按质量标准井斜不大于多少度?探井(小于等于3000米)按质量标准井斜不大于多少度?调整井按质量标准井斜不大于3度。
探井按质量标准井斜不大于5度.11、调整井(小于等于1500米)井底最大水平位移是多少?探井(小于等于3000米)井底最大水平位移是多少?调整井井底最大水平位移是40米。
探井井底最大水平位移80米。
12、目前大庆油田常用的固井方法有哪几种?(1)常规固井(2)双密度固井(变密度固井)(3)双级注固井(4)低密度固井(5)尾管固井13、目前大庆油田形成几套固井工艺?(1)多压力层系调整井固井工艺技术。
挤水泥固井中低温水泥浆的研究及应用
挤水泥固井中低温水泥浆的研究及应用解蒙(中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院,山东东营257000)摘要:现场施工中会出现一些复杂的固井情况,如水泥上返不够、局部替空、套管试不住压以及后期套损等,需要采取二次固井或挤水泥作业来补救。
在挤水泥施工中,常遇到浅层的低温固井环境,本文以浅层挤水泥作业中的水泥浆为研究对象,开发适应低温环境的水泥浆体系,以解决浅层挤水泥的一系列问题。
关键词:挤水泥;低温;固井;水泥浆中图分类号:F406.3;TE256文献标志码:B文章编号:1008-0155(2019)07-0062-01固井施工过程中,因浅层挤水泥作业中的低温环境,常规水泥浆体系很难满足施工要求。
本文针对浅层挤水泥固井中低温环境的技术难点,开展一系列低温水泥浆室内研究,根据现场施工需要,形成一套密度1.85g/cm3的低温固井水泥浆体系,并在现场成功应用。
1低温水泥浆研究(1)低温水泥浆存在的问题:①井底温度、压力较低,导致水泥浆水化反应速度较慢,稠化过渡(初、终凝间隔)时间长,早期强度发展慢;②低温环境下水泥浆水化需水量较少,使浆体自由水增多,失水量增大,影响固井质量;③为满足施工要求,在水泥中加入各种添加剂,使水泥浆的问题更为复杂。
(2)低温水泥浆室内研究。
针对浅层挤水泥固井中的低温环境,根据现场施工需求,配制密度为1.85g/cm‘的水泥浆,通过优化早强剂、降失水剂、缓凝剂等添加剂加量来调整其低温性能,并对其在20°~60。
温度内5种不同温度的基本性能进行室内评价(表1)。
表1低温水泥浆基本性能实验温度/92030405060密度/g/cm? 1.85 1.85 1.85 1.85 1.85流动度/cm2222212120 24h抗压强度/MPa15.216.917.818.421API失水量/mL7869564740游离液/%0.010.01000由表1可见,低温条件下该水泥浆各项性能基本满足现场施工条件:(1)水泥浆密度1.85g/cm3,水泥浆体系流动度不低于20cm,游离液含量基本为0%,沉降稳定性良好。
措施井挤注作业固井技术
- 143 -第6期表1措施井挤注作业固井技术陈宇(大庆钻探工程公司钻技一公司, 黑龙江 大庆 163000)[摘 要] 油田开发过程中,伴随地层蠕动,加之井身结构的不合理及钻水泥塞等作业导致破坏环空水泥环完整性,水泥石强度降低被破坏,形成窜气通道导致套管腐蚀。
开发后期逐渐发现环空带压、井口冒气,异常高压气体存积,严重威胁气井工作人员及附近居民的生命安全。
为彻底消除此类安全隐患,研究了高效前置液与后置液配比体系、抗高温防气窜水泥浆体系及配套工艺技术。
形成了措施井挤注作业固井工艺技术,并通过现场试验验证整套工艺技术施工流程安全可靠,取得了较好的应用效果。
[关键词] 措施井;挤水泥;环空带压;前置液;水泥浆作者简介:陈宇(1984—),男,陕西西安人,大学学历,工程师。
从事固井技术工作。
环空带压、井口冒气是天然气井开发中出现的安全隐患,严重威胁从业人员和附近居民的生命财产安全。
为彻底消除隐患,有必要开展高效前置液与后置液,抗高温防气窜水泥浆体系及配套工艺技术,解决施工作业压力高,安全性不确定导致的固井失败。
调整水泥浆稠化时间,平衡管内液柱压力,提高固井封固质量;还要求水泥浆具有较好的流动性、低滤失性等。
1 高效前置液与后置液研究施工前井筒内已充满压井液或清水或钻井液,为确保将水泥浆有效封固,须在作业前后注入前置液和后置液将井筒内流体与水泥浆有效隔离开,防止水泥浆掺混发生钙化闪凝引起挤注作业失败。
通过冲洗时间和冲洗效果评价试验,验证由清洗助剂、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂等有机化合物附配悬浮剂、稀释剂、加重剂复合而成,具有很好的相容性,在现场应用中取得了较好效果。
序号密度(g/cm 3)塑性粘度(Pa.s)动切力(Pa)动塑比1 1.250.042 4.0972 1.350.033 2.06131.450.0493.063应用表明,该冲洗隔离液体系泵送性能良好,能够有效清洁井壁,防止水泥浆与井筒流体接触污染,从而提升施工安全性和固井质量。
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低于
Formation Fracture Pressure 地层裂缝压力
SQUEEZE TECHNIQUES 挤入技术
• Pressure To Squeeze 挤入压力
– High Pressure Squeeze 高压挤入 – Low Pressure Squeeze 低压挤入
•
Pumping Technique 泵入技术
高压不能确保置换在预期的位置
SQUEEZE TECHNIQUES 挤入技术
SQUEEZE TECHNIQUES 挤入技术
• Pressure To Squeeze 挤入压力 – High Pressure Squeeze 高压挤入 – Low Pressure Squeeze 低压挤入 Pumping Technique 泵入技术 – Hesitation Squeeze 延迟挤入 – Running or Walking Squeeze Placement Technique 置换技术 – Squeeze Packer 挤入封隔器 – Bradenhead (Including Coiled Tubing) Bradenhead (包含连续油管)
SQUEEZE CEMENTING 挤水泥固井
DEFINITION 定义
Squeeze Cementing is the process of applying hydraulic pressure to force or squeeze a cement slurry into the desired perforations, fractures, channels, or voids and force filtrate water from the slurry to create a solid mass which will harden to provide the desired seal. 挤水泥固井是指使用液体压力将水泥浆挤入要求的 射孔,裂缝,窜槽,或者孔隙,使水泥浆失水,形 成坚硬的固体,达到预期的密封作用。
“HESITATION” SQUEEZE “延迟”挤入
压力限制 水泥浆置换完成 挤入测试的压力
地 面 压 力
水泥浆进入地层 周期性停泵 泄压,检查回流
混拌和置换水泥浆
时间
“RUNNING/WALKING” SQUEEZE
压力限制 水泥浆置换完成 挤入测试的压力
地 面 压 力
水泥浆进入地层
混拌和置换水泥浆 泄压后检查回流
– Hesitation Squeeze 延迟挤入 – Running or Walking Squeeze – 一次性挤水泥
•
Placement Technique 置换技术
– Squeeze Packer 挤入封隔器 – Bradenhead (Including Coiled Tubing) Bradenhead (包含连续油管))
Squeeze Cementing is as much an Art as it is a Science. Area Experience is essential. 挤水泥固井做为一门技术,其实也是一门艺 术。需要现场经验。
PROBLEM DETERMINATION 考虑因素
• Why Are We Squeezing? 为什么要挤水泥固井?
初期固井残留的顶部封固不充分问题
– Repair casing leak 修复套管漏失
PROBLEM DETERMINATION 考虑因素
• What Criteria Should We Use For Determining The Need For A Squeeze Job? 决定使用挤水泥固井技术的标准 – Sonic evaluation logs 声波评价测井 – Primary cement job design 初级固井作业设计 – Primary cement job performance 初级固井作业的实施情况 • Flow rate 流速 • Centralization 居中 • Mud properties 泥浆性能 – Experience 经验 – Offset well data 临井资料
Fact - Cement particles are too large to enter the matrix of most formations except in cases of extremely high permeability or fractures. 需面对的事实-水泥浆颗粒太大,不能进入 大多数地 层的基岩,除非是高渗透性 地层 Fact - Filtrate enters formation 需面对的事实-泥浆滤液进入地层
•
•
HIGH PRESSURE SQUEEZE 高压挤入
Surface Pressure 地面压力 + Displacement Fluid Hydrostatic 置换流体静液压力 + Cement Slurry Hydrostatic 水泥浆静液压力 = Total Bottom Hole Pressure 井底压力 Greater Than大于 Formation Fracture Pressure 地层裂缝压力
LOW PRESSURE SQUEEZE 低压挤入
Surface Pressure 地面压力 + Displacement Fluid Hydrostatic 置换流体静液压力 + Cement Slurry Hydrostatic (Low Fluid Loss Cement) 固井水泥浆静液压力 (低流体漏失固井) = Total Bottom Hole Pressure 井底压力 Less Than
MYTHS IN SQUEEZE CEMENTING 挤水泥固井的神话
MYTH - CEMENT SLURRY ENTERS THE FORMATION MATRIX 神话-水泥浆进入地层基岩
• • Cement average particle size 20-50 microns 水泥浆颗粒颗粒尺寸为20-50微米 > 2000 md formation permeability required 需要渗透性大于2000md的地层
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水泥会选择最容易的通道 Solids laden injection fluid should be avoided
应该避免含颗粒的液体注入流体
MYTH - HIGH FINAL SQUEEZE PRESSURE IS NECESSARY 挤入压力高是有必要的
Fact事实 • • Final Squeeze Pressure Does Not Need To Equal Future Working Pressure. 最终的挤入压力不需要与后期的工作压力一样 Squeeze Pressure Is Applied Across Node Before Cement Develops Compressive Strength 在水泥浆抗压强度形成前应在喷嘴处使用挤入压力 • • • Fractures May Be Created 可能会产生裂缝 Productivity May Be Damaged 可能会对产量有影响 High Pressure Does Not Ensure Placement In Desired Location
水
PROBLEM DETERMINATION 考虑因素
Why Are We Squeezing?
为什么挤水泥固井 – Repair mud or gas channeling on primary cement job 固井作业前期修复泥浆槽或者窜槽 – Isolate a formation prior to perforating 射孔前首先隔离地层 – Insufficient top of cement on primary job
气
• Shut off unwanted water or gas production
封堵不需要的水或者气 • Abandonment of non-productive zone
油
放弃非生产产层 • Seal off troublesome zone during drilling 在钻进过程中密封易出问题的地层 • Injection profile modification in injection wells 在注入井中修正注入曲线
PROBLEM DETERMINATION 考虑因素
• Will A Squeeze Job Do What We Want It To? 挤水泥固井是否能达到预期的效果
– Most voids and channels will be fluid-filled. 大多数孔隙和窜槽被流体填充 – Mud channels must be displaced for squeeze to work. 必须对泥浆槽进行置换,为固井作业提供条件 – Most channels cannot receive cement slurry under squeeze pressure. 大多数窜槽因受挤入压力而无法接受水泥浆 – High pressure squeeze increases formation stress around the wellbore. 高压挤入增加了井眼周围的地层应力
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SQUEEZE TOOL METHOD 挤入工具方法
• Retrievable Or Drillable Squeeze Packer Set Above Injection Point 可回收或者可钻式挤入封隔器 • Isolates Casing Above Packer From Squeeze Pressure