提高梨树断陷水平井固井质量的对策研究

(整期优先)网络出版时间:2023-03-14
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提高梨树断陷水平井固井质量的对策研究

刘思豪

中国石化东北油气分公司石油工程环保技术研究院 吉林 长春 130062

摘要:本文根据梨树断陷某水平井实际的井眼情况,详细分析了水平井固井质量影响因素及存在的固井技术难点,提出了提高固井质量的相应对策和技术措施。固井现场应用,获得良好效果。

关键词:梨树断陷;水平井;固井质量;相应对策

1概况

1.1井身结构

   梨树断陷某水平井其井身结构及示意图如下表1和图1所示。

表1  某水平井井身结构

序 号

井 径

(mm)

井 深

(m)

套管尺寸

(mm)

套管下深

(m)

封固井段(m)

1

444.5

304

339.7

303.65

0-304

2

311.1

2856

244.5

2853.53

0-2856

3

215.9

4247

139.7

4244

0-4247

图1 某水平井井身结构示意图

1.2钻井液性能

表2 钻井液性能

密度(g/cm3)

粘度(s)

初切/终切(Pa)

泥饼(mm)

滤失(ml/30min)

动切(Pa)

1.22

65

2.5/5

0.4

/

10.5

含砂(%)

失水ml

泥饼

固含(%)

PH

塑粘

0.2

2.6

0.5

13%

9.5

24

1.3电测井径数据

裸眼段平均井径:235.5mm,最大井径339.33mm,最小井径219.82mm。

2固井技术难点分析

2.1套管的安全下入

该井为水平井,最大井斜角75.5,井底水平位移1065.93m,三开水平段长1007m,由于下套管摩阻大,套管安全下入是固井施工的重点及难点工作。

2.2套管居中

水平井段,套管在自重的作用下易靠近井壁下侧,套管偏心影响循环洗井及顶替效率的提高,不能使水泥环均匀分布于环形空间。

2.3替净问题

在环形空间底部,由于岩屑和重晶石的沉淀堆积或固相颗粒浓度提高导致粘度增加,水泥浆很难驱替干净而充填。在水平井段,替净问题更加突出。

2.4自由水问题

在水平井段,自由水极易聚集在井壁上侧,形成连续的水槽或水带,不能有效胶凝或形成足够的强度,最终形成油气窜流的通道。最大限度地减少水泥浆自由水以及阻止自由水运移,才能提高封固质量。

2.5封固井段长,有漏失风险

固井采用一次性注水泥工艺,替浆后期静液柱压力和循环摩阻之和高,存在很大的漏失风险。

3主要技术措施

电测完毕后,使用不低于套管刚度的管串通井,对狗腿较大的点应进行多次划眼处理,洗净岩屑和井底沉砂确保井眼干净,达到井底无沉砂、井壁无台肩,井内无漏失后再起钻下套管。

为保证套管居中度,造斜段采用树脂旋流扶正器减少套管下入摩阻,水平段采用树脂旋流扶正器和整体式弹扶混合安放的方式,2根套管加一只扶正器的扶正措施,确保水平段套管居中,提高水泥浆的顶替效率(表3)。

表3  扶正器安放

序号

井段(m)

扶正器类型

安放间距(m)

安放数量

备注

1

0-2850

弹性扶正器

50

57

2

2850-4247

整体式弹扶+树脂旋流

20

34+34

交替安放

本井合计刚性扶正器57只,树脂旋流扶正器34只,整体式弹扶34只。

采用冲洗液+低密度先导水泥浆,保证井眼清洗效果,以增强钻井液顶替效率以及水泥石与一二界面的胶结强度。

采用双凝双密度水泥浆柱结构,领浆低密高强水泥浆(密度1.45-1.50g/cm3),降低漏失风险;尾浆常规密度防气窜水泥浆(密度1.85g/cm3),增强水泥石抗压强度,提高油气层段封固质量。领浆尾浆分界面3200m,水泥返高至地面,确保压稳气层,防窜防漏。

做好水泥浆实验(低失水,零析水,高强度等),保证各方面性能满足施工要求;特别是针对后期压裂施工,要保证压裂后水泥石完好,避免环空带压;同时做好水泥浆、前置液和泥浆的相容性实验,确保施工安全和固井质量。

替浆采用清水顶替,使水平段套管漂浮,提高套管居中度。

替浆采用前期大排量紊流顶替与后期小排量塞流顶替相结合的方式,以提高顶替效率,确保生产套管固井质量。

4 水泥浆及隔离液实验性能

如下表4、表5所示。

表 4  现场水泥浆及隔离液实验数据

施工井号

水平井

作业类型

生产套管固井

配方

1.450g水泥+60g漂珠+40g微硅+18g降失水剂 +9g膨胀剂+4g早强剂+4.2g缓凝剂+300g现场水

2.600g水泥+150g石英砂+18g降失水剂+10g膨胀剂+4g分散剂+1.4g缓凝剂+346g水

序号

密度

g/cm3

剪切应力读数

API失水

mL/30min

自由液

mL

流动度

cm

93℃×20min

℃×6.9MPa

API

失水

1

1.50

216/142/117/66/13/10

99

0

0

22

2

1.85

214/144/94/62/12/8

99

0

0

21

序号

稠   化   试   验

实  验  条  件

稠度(Bc)

初始稠度

(Bc)

30

50

70

1

99℃×47MPa×50min

时间(min)

16.3

317

320

324

2

99℃×47MPa×50min

时间(min)

20.1

149

155

156

序号

抗  压  强  度(MPa)

1

24h×99℃

15.7

2

24h×99℃

21.2

表5   前置液性能表

前置液类型

稀释型

配方名称

MS

基液类型

清水

密度(g/cm3)

1.02

配方

现场水+MS

漏斗粘度(s)

旋转粘度计读值(r/min)

冲洗液

n

0.518

600

300

200

100

6

3

K(Pa.Sn)

0.927

62

46

38

26

11

7

与泥浆相容性(1:1:1)

无沉淀

与水泥浆相容性(1:1:1)

5小时稠度小于30BC

5施工作业参数

    该井固井施工现场作业参数如下表6所示。

表6  现场作业参数

日期

时间

施工内容

2020.6.7

-09:40

固井准备,管线试压35Mpa;

2020.6.7

-09:55

注冲洗液10.0m3,密度1.02g/cm3,排量0.6m3/min,压力4MPa;

2020.6.7

-11:10

注领浆90m3,平均密度1.50g/cm3,排量1.2m3/min,压力4MPa;

2020.6.7

-11:30

注尾浆29m3,平均密度1.85g/cm3,排量1.4m3/min,压力0MPa;

2020.6.7

-11:35

倒闸门,压胶塞;

2020.6.7

-12:15

井队替清水38m3,排量1.6-1.2m3/min,压力0-22MPa;

2020.6.7

-12:35

固井车替清水8.7m3,排量0.4m3/min,压力22-23MPa;碰压23-28MPa;放回水断流,稳压无压降;水泥浆返出地面。

6固井声幅质量

该水平井固井质量评价如下表7所示

表7  固井质量评价

井段(m)

段长(m)

CBL (%)

固井质量

0-290

290

不合格

290-980

690

≤30

良好

980-1570

590

≤20

优秀

井段(m)

段长(m)

CBL (%)

固井质量

1570-4220

2650

≤10

优秀

综合评价认为该水平井井固井质量评定为优质。