固井复杂问题

固井复杂问题

固井作业不仅关系到油气井能否顺利完成,影响投产后油气井质量的好坏、油气井寿命的长短及油气井产量的高低,而且其成本在整个钻井工程中也占有很大的密度(占20%～30%)。固井技术发展的目标一直围绕如何进一步提高固井质量及减少固井事故等。固井又就是一个系统工程,影响因素复杂多样,具有其特殊性,主要表现在以下几

个方面:

(1)固井作业就是一个一次性工程,如质量不合格,即使采用挤水泥等

补救方法也难以取得良好的效果。

(2)固井作业就是一项系统工程、隐蔽性作业,涉及到材料、流体、

化学、机械、力学等多种学科,施工时未知因素多,风险大。

(3)固井作业施工时间短,工作量大,技术性强,费用高。

因此,要求固井作业要精心设计、精心准备、精心施工,并要有较完备的预防固井复杂情况的预处理方案,确保优质高效地完成固井作

业。

固井作业涉及套管、水泥浆浆体性能设计、注水泥现场施工、水泥

胶结质量等方面,为此,固井复杂问题与事故也可以分为以下几类。

第一类:套管及下套管复杂情况,包括下套管阻卡、套管断裂、套管泄漏、套管挤毁、套管附件与工具失败、下套管后漏失或循环不通等。第二类:水泥浆浆体性能事故,包括水泥浆闪凝、水泥浆触变性、水

泥浆过度缓凝等。

第三类:注水泥现场施工复杂情况,包括注水泥漏失、环空堵塞、注

水泥替空等复杂情况与事故。

第四类:水泥胶结质量复杂情况,包括油气水层漏封、水泥胶结质量

差、环空气(水)窜等。

下面就上述固井复杂情况及事故发生的主要原因及预防、处理方法

分别加以论述。

1、下套管复杂情况

1、1套管阻卡

套管阻卡一般可分为以下三类:一就是套管粘吸卡,二就是井眼缩经卡,

三就是井眼坍塌或砂桥卡。

1) 管阻卡的原因及影响因素

1、套管粘吸卡就是由于套管的外径往往大于钻杆的外径,套管与井壁的接触面积大于钻杆的接触面积,上扣时间要大于钻杆的上扣时间,且下套管时又难以旋转,因此,卡套管的发生机率较大。

2、井眼缩径卡套管就是由于井眼不稳定,特别就是钻遇蠕动性岩盐层或由于钻井夜性能不好形成较厚的假泥饼,导致井眼缩径,造成缩径

卡套管事故。

3、井眼坍塌或砂桥卡套管就是在下套管过程中或下套管结束后发

生井眼坍塌或形成砂桥造成卡套管事故。

4、下套管前没有认真通井,对缩径段没有很好地划眼,易造成卡套管

事故。

5、下套管作业没有认真准备(包括组织、工具等),造成下套管时间

过长或中间停顿等,易发生卡套管事故。

6、中途测试、取心、电测后没有通井而直接下套管易发生卡套管

事故。

7、钻井液性能不好,没有形成很好的滤饼,井眼摩阻系数大,尤其就

是高密度、分散型钻井液,发生卡套管的机率大。

8、下套管前对漏失层没有很好地堵漏,加之下套管时速度过快,易压

漏地层,造成井塌引起卡套管事故。

9、高压层下套管前没有压稳,在下套管过程中发生溢流,环空夜柱压

力下降,易发生井塌,

造成卡套管事故。

10、井口不,下套管上扣时反复错扣,下套管时井下套管静止时间长

且没有活动套管,易发生卡套管事故。

11、钻井液密度设计不合理,如密度设计较低,造成井眼坍塌或没有

压稳蠕动性地层引起井眼缩径,造成卡套管事故。

12、下套管时遇阻,盲目下压,造成下套管由遇阻演变成套管卡死。

2) 防发生套管阻卡的技术措施

1、下套管前认真通井,对缩径段反复划眼。

2、设计合理的钻井液密度,保证压稳地层,防止井眼坍塌,减少蠕动性

地层的蠕动速度与井眼缩径。

3、中途测试、取心及电测后要求认真通井才能下套管。

4、下套管前认真处理好钻井液性能,降低钻井液粘度、切力与失水,

并充分循环处理钻井液,方可下套管。

5、对于深井、长裸眼井与定向井、水平井等,必要时在下套管前要求

加入塑料小球或混入5%～10%的原油,降低井眼摩阻系数。

6、下套管作业要认真准备(包括人员组织、工具等),仅可能减少下套

管时间与中间停待。

7、下套管前对漏失层要求很好地堵漏,并控制下套管的速度,防止压漏

地层。

8、在高压层下套管前要求压稳,防止在下套管过程中发生溢流,保持井

内压力平衡。

9、在下套管过程中如发生井漏、井塌等复杂情况,一般要求起出套管,

下载处理井眼,正常后再重新下套管。

10、下套管时如遇阻,应反复活动套管,并接方钻杆或循环头循环处理

钻井液,不能盲目下压,防止套管卡死。

11、下套管前要校正井口,做到天车、转盘与井口三点一线,防止下套

管上扣时错扣。

12、必要时使用套管扶正台,采用人工或机械扶正套管,防止下套管上

扣时错扣并加快下套管速度。

13、尽可能使用自动灌浆设备,减少因灌浆造成的下套管停顿时间,使用自动灌浆设备时要及时注意其工作状况,如失败要采用人工灌浆。

14、下完套管后要求先灌满钻井液后再慢慢开泵循环,等循环畅通后

慢慢提高循环排量,防止混入空气造成开泵困难与压漏地层。

15、采用人工灌浆时,在灌浆间隙要不停地活动套管,上下活动套管距离不小于2米,发现井下有遇阻迹象时要停止灌浆,并采用大距离活动套管或接方钻杆循环等措施,等正常后再灌浆与下套管。

16、下套管过程中要及时注意井口返浆,如发现异常应立即停止下套

管进行处理,待正常后方可继续下套管。

3) 套管阻卡的处理方法

套管遇卡后,应在保证套管串不被破坏的前提下开展处理工作,而且,应根据不同的卡套管类型采用不同的处理方法较卡钻相比,套管遇卡

处理难度更大,手段也相对较少。

(1)套管粘卡

发生套管粘卡后,推荐采用以下步骤进行处理:

1、强力活动套管; 发生套管粘卡后一般就是先接方钻杆或循环头开

泵循环,后在套管与设备(井架、提升系统)安全的条件下,尽最大可能上下活动套管,采用此种方法一般可以消除套管粘卡。

如果强力活动次数后(通常为10次左右)仍不能解卡,一般要停止强力活动。此后,在一定范围内活动没有卡住的套管,防止卡点上移。

2、泡解卡剂; 在强力活动套管无效后,处理套管粘卡的主要方法就是通过泡解卡剂的方法来处理套管粘吸卡。其基本步骤一般如下: 第一:选择合适的解卡剂。解卡剂一般分为水基、油基两种,其密度要根据井内地层压力选定,对于高压井,要选择高密度的解卡剂。一般油基解卡剂适合大多数地区,但在个别地区,水基解卡剂也取得了较好的

应用效果。

第二;计算卡点位置。现场一般采用计算在一定拉力条件下的套管伸

长来计算卡点位置。计算公式如下:

L=ESI/F