某井壓井失敗原因分析及對策

[摘 要]在射孔施工過程中由于地層條件的復(fù)雜性，通過鄰井推算或者理論計算出來的地層壓力不能真實的反應(yīng)該井射孔后的地層壓力。因此，會出現(xiàn)射孔后地層壓力大于井筒內(nèi)靜液柱壓力，井口出現(xiàn)溢流、井涌，甚至發(fā)生井噴的情況。發(fā)生井噴后就需要進行壓井作業(yè)，本文通過對壓井方法、壓井流程以及施工注意事項的敘述，進一步提高現(xiàn)場壓井施工質(zhì)量和效率，同時針對典型事例的分析，總結(jié)出幾點經(jīng)驗性的結(jié)論，希望對以后的壓井作業(yè)施工有所幫助。

[關(guān)鍵詞]射后溢流 壓井

中圖分類號：TU711 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）45-0207-01

1.壓井方法介紹

1.1 循環(huán)法

循環(huán)法壓是將密度合適的壓井液用泵泵入到井內(nèi)并進行循環(huán)，密度較小的井內(nèi)流體會被壓井液替出井筒達到壓井目的的方法，交循環(huán)壓井。

循環(huán)法壓井又分為正循環(huán)和反循環(huán)。正循環(huán)壓井壓井液從油管進入井內(nèi)，壓井液下行速度快，沿程摩阻損失大，壓降也大，對井底產(chǎn)生回壓相對較小。適用于低壓和產(chǎn)量較大的油井；反循環(huán)壓井是將壓井液從環(huán)形空間泵入到井內(nèi)頂替井內(nèi)流體，由管柱內(nèi)上升到井口的循環(huán)過程。反循環(huán)壓井多用在壓力高、產(chǎn)量大的油氣井當(dāng)中。

1.2 灌注法

灌注法是向井筒內(nèi)灌注一段壓井液，用一定的液柱壓力來平和地層壓力。多用在井內(nèi)壓力不高，時間短的修井作業(yè)施工上。還可以用在起管柱作業(yè)時填補管柱所占有的完井液體積，用以平衡地層壓力

1.3 擠入法

在油、套內(nèi)既不連通，又無循環(huán)通道，既不能采用循環(huán)壓井，又不能采用灌注法壓井的情況下采用擠入法。該方法是在井口只留有壓井液進口，其它管路、閘門全部關(guān)閉，利用泵車將井筒內(nèi)的油、氣、水?dāng)D回地層。

2.某井壓井施工過程

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 計算壓井液密度σ壓

井內(nèi)原始射孔液密度1.1g/cm2，測得井口壓力2.0MPa，油層中部深度976.95m，計算地層壓力P地。

P地=P靜+P測=1.1×103×10×976.95+2.0MPa=12.75MPa

附加壓力1.0MPa，計算壓井液密度σ壓

σ壓=（P地+P附）/gh=1.40g/cm2

確定壓井液密度為1.40g/cm2，（中高滲透CaCl2）。

2.1.2 壓井方法選擇

某井內(nèi)為管輸射孔管柱，射孔槍上端有1.5m篩管，可以建立油、套管循環(huán)通道，且該井為油井，為了降低儲層傷害，選擇正循環(huán)法進行壓井。

2.2 現(xiàn)場施工過程

現(xiàn)場準(zhǔn)備壓井液10m3，現(xiàn)場測量密度1.40g/cm2，符合施工要求。為了縮短壓井施工時間，采用工程師法進行壓井，壓井液從油管直接進入到井內(nèi)，從環(huán)空將井內(nèi)流體替出，泵車排量1.0m3/min。

13min后，壓井施工結(jié)束，拆除連接管線。10分鐘后，作業(yè)班組打開井口套管閘門，無流體溢出，打開油管閘門瞬間有壓井液噴出，5s后停止。作業(yè)班組認(rèn)為該井已被壓住，馬上進行起管柱作業(yè)，當(dāng)起出10根油管后，油管發(fā)生溢流，套管無溢流，班組又起出3根油管，此時油管已出現(xiàn)井涌，班組迅速關(guān)井，壓井施工失敗。

3.壓井失敗原因分析

3.1 井筒內(nèi)未建立壓力平衡

當(dāng)該井壓井結(jié)束后，班組打開套管閘門無溢流，打開油管閘門發(fā)現(xiàn)有壓井液噴出，說明油套壓力平衡尚未建立，油管內(nèi)壓力要高于套管壓力，因此當(dāng)打開油管閘門時有少量壓井液噴出。分析原因有兩點：

3.2.1 壓井結(jié)束后，油套平衡時間短，班組打開油管閘門發(fā)現(xiàn)油管有壓井液噴出后未能及時關(guān)井等待壓力平衡，而是選擇任由壓井液噴出，繼而導(dǎo)致油管內(nèi)液柱壓力降低，井內(nèi)流體侵入到油管內(nèi)，從油管涌出。

3.2.2 在該井施工結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)該井使用的篩管循環(huán)孔洞很少（如圖2），在循環(huán)壓井施工過程中起到了節(jié)流降壓的作用，而在壓井結(jié)束后又減緩了油套壓力平衡的建立。

3.2 井底混合流體未能全部替出

該井采用工程師法進行循環(huán)壓井，既使用壓井液直接頂替井內(nèi)流體，壓井液用量10m2左右，僅能夠進行一個循環(huán)，不能夠完全將井內(nèi)流體全部替出，壓井液與井內(nèi)流體混合后密度降低，性能變差，這也是導(dǎo)致壓井失敗的一個原因。

3.2 沿程水頭損失較大，井底回壓小

采用正循環(huán)進行壓井，與反循環(huán)壓井相比壓井液在油管內(nèi)流速相對較快，沿程摩阻損失大，壓降也大，井底回壓小。又了解到該井采用70大泵采油，產(chǎn)液量較大，因此，采用反循環(huán)壓井效果更好，成功率更高。

該井在后續(xù)施工中仍使用1.40g/cm2完井液進行壓井，首先使用清水進行兩個循環(huán)，將井內(nèi)低密度混合流體全部替出，隨即反循環(huán)替出完井液壓井，壓井結(jié)束后關(guān)井半小時，等待井內(nèi)壓力平衡充分建立，隨后打開油管、套管閘門均無溢流，壓井取得成功。

4.經(jīng)驗結(jié)論

4.1 壓井施工前要進行充分的數(shù)據(jù)收集，根據(jù)井內(nèi)情況確定壓井方法。

4.2 循環(huán)壓井盡量采用司鉆法壓井，使用清水將井內(nèi)低密度混合液頂替干凈后在循環(huán)壓井液，不能為了加快施工進度或降低施工成本而忽視必要的施工步驟，這樣會適得其反。

4.3 壓井結(jié)束后，確認(rèn)井內(nèi)已經(jīng)建立壓力平衡后在進行施工，發(fā)現(xiàn)壓力未平衡應(yīng)該立即關(guān)閉閘門等待壓力平衡。必要時可以在保證安全、環(huán)保的前提下打開低壓一側(cè)閘門，加速井內(nèi)平衡的建立。

4.4 管輸射孔管柱選用篩管在保證強度的情況下增多或增大孔洞，減少壓井是此處的節(jié)流作用。

參考文獻

[1] 聶海光王新河，《油氣田井下作業(yè)修井工程》，石油工業(yè)出版社，2002.2.

[2] 楊樹人汪志明何光渝崔海清，《工程流體力學(xué)》，石油工業(yè)出版社，2006.6.

作者簡介

孫旭，男， 2010年畢業(yè)于西安石油大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)任大慶油田有限責(zé)任公司試油試采分公司射孔大隊操作工程師，主要從事射孔儀器操作、射孔深度計算等。endprint