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    L區(qū)塊致密油水平井固井技術(shù)

    2022-08-03 06:43:10丁木
    石油和化工設(shè)備 2022年7期
    關(guān)鍵詞:固井水泥漿油層

    丁木

    (大慶鉆探工程公司鉆井技術(shù)服務(wù)一公司 黑龍江大慶 163000)

    L區(qū)塊P油層、F油層均已注水開發(fā),預(yù)測本區(qū)油層壓力系數(shù)1.30~1.65,同時考慮到油層壓力預(yù)測可能存在偏差,油氣層部位鉆進(jìn)時防油氣水侵。該區(qū)的P油層在1.34~5.36MPa/100m之間;F油層梯度在1.66~2.18MPa/100m之間。這樣的壓力梯度情況下如果使用原漿進(jìn)行固井,那么就會極易壓漏地層,水泥漿無法順利返出地面,觸碰質(zhì)量紅線要求。

    1 固井技術(shù)難點(diǎn)分析

    1.1 地溫溫度低

    油層埋藏深度淺,地溫梯度低,鉆井過程中注意預(yù)防井噴、油氣水侵、淺層水侵及固后管外冒,固井施工后,常規(guī)水泥漿體系無法形成早期強(qiáng)度,若無有效措施極易發(fā)生層間竄流。

    1.2 全井封固,注水泥時間長

    淺氣層垂深為85m~281m,為防止淺氣層井噴,因此早期水泥強(qiáng)度顯得尤為重要。水泥漿需要速凝快速形成強(qiáng)度,封堵層間竄流。全井封固,一次注水泥量大,注水泥時間長,對外加劑的使用和加量更高,對施工設(shè)備提出了更高的要求,宜選用耐高壓、大功率水泥車,滿足完井工況下的作業(yè)需求。

    1.3 環(huán)空壓穩(wěn)比較困難

    尾漿水泥處于失重狀態(tài),難以實(shí)現(xiàn)壓穩(wěn),宜在固井施工結(jié)束后,考慮設(shè)備精度問題和壓力傳遞損耗等有效手段進(jìn)行環(huán)空加壓,確保水泥漿候凝期間壓穩(wěn)油氣層。

    2 固井技術(shù)措施

    2.1 強(qiáng)化井眼準(zhǔn)備

    (1)提前調(diào)整鉆井液性能,滿足通井起鉆、下套管工況要求;起下鉆過程中,遇阻卡超過100-150kN,進(jìn)行劃眼,修整井壁,上提下放無遇阻顯示后繼續(xù)起下鉆作業(yè),若出現(xiàn)遇阻顯示應(yīng)進(jìn)行短起下,確保上提下放無遇阻顯示后繼續(xù)起下鉆作業(yè),通井到底后要驗(yàn)證后效情況,不滿足施工要求的要及時調(diào)整鉆井液密度;(2)要求鉆井液擁有比較好的性能,必要時加入封閉漿,提高井筒潤滑性;(3)井斜大的井段套管柱在重力作用下貼在下井壁,因此應(yīng)用漂浮接箍,確保套管順利下入井底,常規(guī)施工參數(shù)不利于水泥漿頂替效率的提高;有必要通過提高套管居中度提升頂替效率;

    2.2 優(yōu)化施工工藝

    (1)改善沖洗液性能,做好與水泥漿、鉆井液的相容性試驗(yàn)

    DZG高效水基沖洗液具有瞬時沖洗效率高、密度可調(diào)、穩(wěn)定性好的特點(diǎn),同時,與鉆井液及水泥漿均相容性好,界面強(qiáng)度比調(diào)整井鉆井液的界面膠結(jié)強(qiáng)度提高了十倍;該沖洗液體系可極大提高沖洗頂替效率,可以為調(diào)整井提供良好的井下環(huán)空水泥膠結(jié)重要條件,達(dá)到提高調(diào)整井封固質(zhì)量的目的。設(shè)計注入量5.0+10+5.0m3,實(shí)驗(yàn)效果證明該種前置液沖刷井壁、套管壁效果好。

    (2)水泥漿設(shè)計

    為了保證施工連續(xù)并保證固井頂替效率,地面至造斜點(diǎn),固井使用高強(qiáng)低密度水泥,水泥漿密度控制在1.65g/cm3~1.69g/cm3,平均密度宜控制在1.67g/cm3;造斜點(diǎn)至井底固井使用G級水泥,水泥漿密度控制在1.88g/cm3~1.92g/cm3,平均密度宜控制在1.90g/cm3。分段水泥漿性能要求見表1.

    表1 分段水泥漿性能要求

    (3)壓穩(wěn)與防漏設(shè)計

    壓穩(wěn)與防漏設(shè)計見表2。

    表2 壓穩(wěn)與防漏設(shè)計

    使用垂深計算并模擬壓穩(wěn)與防漏設(shè)計,施工期間,水泥漿在碰壓瞬時井底壓力是25.5MPa,小于井底破裂壓力28.74MPa,施工安全;候凝期間,尾槳失重時環(huán)空液柱壓力22.83MPa,高于孔隙壓力21.88MPa,能夠壓穩(wěn)地層。

    (4)注水泥漿設(shè)計

    注水泥作業(yè)采用2臺雙機(jī)雙泵水泥車,水泥漿注入量按照實(shí)際井徑數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計,一般入井水泥漿80-90m3,超返8-10m3水泥漿;一是保證前置液頂替效率、二是通過低密度水泥返出,確保不發(fā)生漏失,保證保證上部地層固井質(zhì)量且不觸碰紅線。

    (5)施工模擬評價

    針對區(qū)塊內(nèi)水平井固井難點(diǎn),使用CEMPRO+軟件進(jìn)行施工模擬,提示施工風(fēng)險。施工期間環(huán)空ECD處于安全窗口范圍內(nèi),提示在注水泥排量1.6-1.8m3/min的情況下,清水限壓頂替排量在2.0-1.4m3/min,能夠保證固井施工順利。替請水施工在未起壓前排量2.0m3/min,壓力升起后緩緩將排量降至1.6-1.4m3/min(考慮過漂浮接箍處前后降低替漿排量在0.8m3/min),膠塞通過漂浮接箍后恢復(fù)施工排量,施工壓力控制在27Pa以內(nèi)。

    2.3 套管居中度分析

    使用居中度模擬軟件優(yōu)化套管居中度,同時調(diào)整扶正器加放方案,核算結(jié)果全井居中度69.0%,水平段居中度66.4%。因此確定扶正器方案見 表3

    表3 扶正器優(yōu)化方案

    3 現(xiàn)場固井情況

    通過上述固井工藝與技術(shù)措施的執(zhí)行,對區(qū)塊內(nèi)9口水平井進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用,取得了較好的效果,施工參數(shù)情況如下表4。

    表4 固井施工參數(shù)表

    施工工程井口返出水泥漿約8.0-15.0m3,施工連續(xù)且固井期間未發(fā)生漏失,其它施工正常。截止2021年12月,致密油該區(qū)塊完成固井施工作業(yè)9次,檢測9口井,固井質(zhì)量均優(yōu)質(zhì),水平段優(yōu)質(zhì)率超過81.3%。

    4 結(jié)論

    經(jīng)過優(yōu)化井眼、施工工藝與固井設(shè)備的優(yōu)選,通過施工總結(jié)、技術(shù)措施完善優(yōu)選雙密度雙凝水泥漿體系,在窄密度窗口下滿足致密油區(qū)塊水平井封固要求,形低配套工藝固井技術(shù),為區(qū)塊水平井固井提供有力的技術(shù)保障,確保了固井施工質(zhì)量。

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