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石油開采中的固井技術工藝-油田閥門

時間: 2015-03-07 【字體:

 在石油開采特別是鉆井過程中,往往根據需要,通過套管向井下注入水泥漿。使套管和井眼之間更牢固結實。使石油的開采更加順利,此舉對于鉆井的質量和資源保護來講作用重大。隨著幾十年鉆井技術的突飛猛進,新的形勢也對固井技術工藝提出了新需要。下面,筆者通過石油開采中深層固井工藝技術和超稠油淺井固井技術談個人的幾點見解。 
  一、石油開采中超稠油淺井固井工藝技術 
  針對超稠油淺井固井難點問題,筆者單位從水泥體系、水泥漿密度設計、環空漿柱壓力設計,井眼準備,固井工藝等方面入手,經多年的研究和實踐,總結出一套行之有效的固井配套技術。 
  1.選用低失水、短過渡、微膨脹、沉降穩定性好的優質水泥漿體系。 
  超稠油淺井固井首先急需解決低溫防竄問題,因此一定設計低溫早強短過渡沉降穩定性好的水泥漿體系。經多年研究,優選出低溫降失水劑。低溫降失水劑是不滲透劑和早強性膨脹劑的混合物,它一方面在地層濾失中可形成不滲透膜;另一方面該種水泥漿體系具有一定的早強性和微膨脹性,水泥石體積不收縮,可以明顯提高水泥漿的早期強度和縮短過渡時間,同時提高水泥漿的沉降穩定性,在水泥漿從液態到固態的轉變過程中保持一定的漿柱壓力,阻止地層流體竄入水泥漿,具有良好的防竄能力。 
  2.固井前對周邊注、采井通過一定范圍內的停采、停注方法。 
  在總結經驗教訓基礎上,筆者單位通過在鉆開油層前半朋至固完井三天后的時間內,新鉆井附近二百米范圍內的井一定停止注汽,若附近井處于燜井期,一定在排液一段時間,地層泄壓后方能鉆開油氣層,防止鉆井過程中發生井涌、井噴。 
  3.固井施工中的防涌措施。 
  由于長期注氣開發,地下壓力紊亂,并且在九十至一百二十米存在氣頂油層,在鉆井過程中經常會發生井涌。從現場施工看:一些區塊鉆井液密度低于每立方米一點四二克壓不住井、而鉆井液密度高于每立方米一點四五克就也許發生井漏,壓力窗口小于零點九。因此,在這些區塊鉆井和固井時,一定搞好防噴及其它安全措施,并嚴格控制環空液柱壓力在壓力窗口之內,既能壓穩高壓層又不至于發生井漏。固井施工時筆者單位取消了清水沖洗液,通過低密度水泥漿作沖洗液,通過平衡壓力計算確定各種密度的水泥漿用量,進行合理的漿柱結構設計,確保沖洗液對封固段井壁的“沖刷”,同時,沖洗液進入環空后,仍能壓穩高壓地層而又不發生漏失。 
  4.固井施工中防漏措施 
  從鉆井及固井施工看:發生鉆井液或水泥漿漏失主要集中在:一是表層套管鞋處;二是目的層上部、滲透性良好的砂層段。固井施工中筆者單位通過了如下防漏措施:下套管前對漏失層段進行堵漏。在鉆井過程中發生過井漏的稠油淺井,在下套管前通井時,對漏層進行堵漏,提高地層的承壓能力;注水泥漿期間防漏措施。為確保固井施工中水泥漿不發生漏失,上部封固井段通過低密度水泥漿,下部通過密度為每立方米一點九克高密度水泥漿,確保環空最大液柱壓力大于地層壓力而小于地層的漏失壓力。另外,漂珠是一種較好的低密度材料,顆粒直徑為四十至三百流明,壁厚為直徑的百分之五至三十,密度為零點六至零點七克每升。因其密度低、顆粒小且呈空心狀,易被吸附在微裂縫隙處,其對上部封固段具有一定的堵漏功能。 
  二、石油開采中深層固井技術探析 
  1.深層固井的難度分析。地層壓力和地質情況對油田深層固井技術的實際運用會產生較大的影響,歸納起來,油田深層固井技術需要攻克的難關具體表現為下述幾個方面:相對較高的泵壓影響固井的正常施工。異常復雜的地質環境也增加了地層垮塌的幾率和防竄的難度。較低的水泥漿抗高溫水平。過高的井下二氧化碳含量在氣竄作用下腐蝕套管。自身結構的不足不僅增加了配套工作的困難情況,而且套管風險出現的幾率也會顯著提升,降低施工穩定性。 
  2.油田深層固井技術有效運用的建議。 
  有效運用深層固井頂替工藝。一般而言,塞流和層流清除低邊滯留的沉積鉆屑和鉆井液的實際效果要在一定情況上遜色于固井液在環空的紊流頂替作用,這主要是由于深層固井中套管居中度不佳。然而筆者單位幾乎不能夠實現水泥漿的紊流頂替,由于施工過程中對于水泥漿穩定的指標需要使得水泥漿必然會比較稠;然而利用調節前置液性能的方式來實現前置液在環空的紊流作用是具有很高的可行性的,也正是基于上述考慮,為了能夠在更高情況上提升深層固井的頂替效率,則有必要高效驅替水平段和斜井段低窄邊鉆屑。 
  嚴格控制水泥漿性能指標。對于深層固井而言,它對水泥漿的性能指標需要幾乎可以用苛刻來形容,例如,應用于深層固井的水泥漿一定要具備抗高溫、直角稠化、高早強、零析水、低失水等性能,而且,這些性能指標一定要同時具備,否則便會影響正常施工。需要重點指出的是,析水性能是對深層固井水泥漿最為嚴格的需要,它需要水泥漿能夠在高溫環境下具有特別好的穩定性,堅決避免出現水泥漿在候凝過程中形成自由水帶和油氣水竄通道的問題。具體需要是水泥漿能夠在高溫環境下。依照如此的性能標準配置的水泥漿特別稠,需要地面設備具備相應的配置能力。 
  有效運用深層固井氣竄控制技術。氣竄具有較大的危害性,也許導致井眼報廢或形成嚴重的安全環保事故,應引起高度重視。深層固井和油層尾管固井中,要實現有效的防氣竄,按照“壓穩、居中、替凈、封嚴”的需要,在水泥漿注替和凝結過程,一定保證漿柱當量壓力和地層壓力的平衡關系,確保水泥漿不漏,油氣水不因水泥漿失重而造成竄流問題;清除和替凈環空泥漿,提高水泥漿的頂替效率和水泥環的膠結質量;提高水泥石的密封質量,無局部水槽、橫向水帶和竄槽現象等。深層固井,應通過多凝水泥漿柱結構,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中,由于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。需要鉆井液泥餅薄而韌;通過有效的套管扶正技術提高套管的居中度;通過水泥漿減阻劑改善水泥漿流變性,進行水泥漿流變學優化設計,提高水泥漿頂替效率和水泥漿膠結質量。 
  三、結束語 
  總之,在石油的開采過程中離不開固井技術的實施。該技術工藝對于鉆井的順利進行起到重要保護作用。本文中,筆者主要圍繞油田深層固井與超稠油淺井固井兩種固井工藝技術表達了筆者的觀點。希望淺顯的論述能對固井技術的提升起到重要作用。 

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