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      JPH-431井固井技術(shù)

      2019-10-21 08:57:49劉凱
      關(guān)鍵詞:水泥漿

      劉凱

      摘 要:JPH-431井位于杭錦旗錦58井區(qū)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)邊部。該井地層承壓能力低,固井施工過(guò)程及易發(fā)生漏失,加上全井采用二開(kāi)結(jié)構(gòu),裸眼段長(zhǎng),水泥漿頂替過(guò)程產(chǎn)生的摩阻附加水泥漿液柱壓力,大大增加了固井漏失風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)水平井固井對(duì)套管下入,水泥漿性能要求以及固井附件的可靠性也提出了嚴(yán)格要求。

      關(guān)鍵詞:漏失;套管下入;水泥漿;固井附件

      根據(jù)杭錦旗工區(qū)施工情況分析,該區(qū)域主要漏失層位集中在劉家溝組中下部及石千峰組上部,JPH-431井鄰井有兩口井一次注水泥漿成功返至井口,而其余三口井在一次注水泥過(guò)程中發(fā)生漏失,正注返高至延長(zhǎng)組及以上,JPH-431井?dāng)M采用一次注水泥雙凝水泥漿體系固井,若發(fā)生井漏,則進(jìn)行水泥漿反擠作業(yè),且水平段較長(zhǎng),如何保證套管順利下入,保證水泥漿的封固質(zhì)量提出嚴(yán)格要求。

      1 固井技術(shù)難點(diǎn)

      ①杭錦旗地層承壓能力低,普遍性鉆、固井漏失嚴(yán)重,造成固井質(zhì)量相對(duì)較差;②水平段長(zhǎng),由于井眼軌跡的變化,套管在拉力和自重作用下,通過(guò)造斜井段和水平段時(shí)與井壁大面積接觸,套管嚴(yán)重偏心和貼壁,下入摩阻增大,易發(fā)生下套管阻卡等復(fù)雜情況;③在斜井段和水平段,因重力作用,水泥顆粒下沉,自由水極易聚集在井眼高邊形成連續(xù)的水槽或水帶,不能有效膠凝或形成足夠的強(qiáng)度,形成油氣竄流的通道;④該井采用一次注水泥全封固固井工藝,封固段長(zhǎng),套管內(nèi)外壓差大,要求固井工具附件在高溫、長(zhǎng)時(shí)間沖刷條件下起密封作用,一旦浮箍浮鞋等固井附件失效,發(fā)生水泥漿倒流、留水泥塞現(xiàn)象,水平段套管內(nèi)基本會(huì)被水泥漿充填。造成固井失敗;⑤該井因井下復(fù)雜,通井時(shí)間長(zhǎng)達(dá)半個(gè)月,通井過(guò)程中劉家溝組發(fā)生失返性漏失,因泥巖垮塌,導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間通井困難,石千峰組和盒三組掉塊嚴(yán)重,多次遇阻卡,同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間通井劃眼導(dǎo)致井下多處存在大肚子井眼及溝槽,給井眼清洗造成困難,嚴(yán)重影響固井頂替效率。

      2 固井技術(shù)措施

      2.1 井眼準(zhǔn)備

      首先,井隊(duì)和固定隊(duì)?wèi)?yīng)根據(jù)實(shí)鉆情況制定完善的通井、下套管及固井措施;鉆井過(guò)程中出現(xiàn)漏失的,下套管前通井需堵漏并做不低于3MPa的承壓試驗(yàn),否則不能下套管,為固井提供合格的井眼條件。下完套管后固井前循環(huán)鉆井液排量要控制在環(huán)空返速在1.2m/s以上清潔井眼。

      其次,下套管前采用雙扶正器通井,對(duì)遇阻遇卡井段進(jìn)行反復(fù)劃眼,達(dá)到起下鉆順暢,循環(huán)泥漿至少兩個(gè)循環(huán)周,調(diào)整好泥漿性能后再起鉆。

      最后,為降低下套管摩阻,要求通井結(jié)束起鉆前在水平及大斜度井段泥漿中加入潤(rùn)滑材料或者2%的玻璃微珠,提高潤(rùn)滑性能,降低下套管摩阻,使摩阻系數(shù)<0.06。

      2.2 套管下入技術(shù)和工具附件優(yōu)選

      ①水平井使用的是強(qiáng)制關(guān)閉的彈簧式浮箍浮鞋,但其閥芯的密封面固定不變,長(zhǎng)期沖刷下易損壞失去密封性,彈簧也易發(fā)生疲勞損壞而使密封失效。為了保證固井附件可靠性,我們優(yōu)選質(zhì)量可靠的附件廠家,保證固井施工質(zhì)量;②為進(jìn)一步提高水平井固井施工的成功率,降低因水泥漿倒流入套管造成留水泥塞,造成固井失敗。采用碰壓關(guān)井閥,該裝置在使用時(shí)安裝于浮箍之上,在完成注水泥及壓塞作業(yè)后進(jìn)行替漿作業(yè)時(shí),固井膠塞在套管內(nèi)下移,最后固井膠塞碰觸滑套并憋壓剪斷剪銷,滑套下移后插入閥座永久關(guān)閉液流通道,由此完成碰壓關(guān)過(guò)程;③采用“抬頭工藝”,即在浮鞋段連續(xù)加放3個(gè)彈性扶正器,使浮鞋在大斜度井段離開(kāi)井壁,以減小前部套管摩阻,導(dǎo)引套管順利進(jìn)入大斜度井段;④控制套管下放速度,做好下套管過(guò)程中的中途循環(huán),避免泥漿長(zhǎng)時(shí)間靜止導(dǎo)致觸變性變強(qiáng)引起開(kāi)泵困難導(dǎo)致憋漏地層。每300m中途循環(huán)一次,盡量把下套管過(guò)程中產(chǎn)生沉沙,泥皮循環(huán)出井筒,為套管正常到底后正常開(kāi)泵提供良好的井下條件,降低開(kāi)泵頂通難度;⑤為了保證套管居住,提高頂替效率,在水平段及斜井段每2根套管加上一組樹(shù)脂剛性扶正器,直井段每5根套管加一組彈性扶正器。

      2.3 固井技術(shù)方案優(yōu)選

      ①為了降低環(huán)空液柱壓力,降低漏失風(fēng)險(xiǎn),該井采用1.25g/cm3超低密度水泥漿,通過(guò)優(yōu)選低失水、零析水高密度防竄水泥漿配方,優(yōu)化固井工藝措施,保證固井質(zhì)量;②優(yōu)選前置液,采用井隊(duì)HP或其他自備高粘配置前置液保證入井不低于10m3,注水泥時(shí)注入6-10 m3較低密度的低密度水泥漿,充當(dāng)沖洗液作用,同時(shí)可以作為平衡液減小環(huán)空動(dòng)液柱壓力,降低漏失風(fēng)險(xiǎn);③控制施工排量,要求固井施工注替排量小于循環(huán)排量,控制在1.6-1.8 m3/min,保證水泥漿環(huán)空上返速度不低于0.8m/min,控制井口替漿壓力不超過(guò)8MPa,超過(guò)這一壓力值后改用水泥車單車頂替,合理運(yùn)用“紊流+塞流”復(fù)合頂替技術(shù),就可以提高水泥漿頂替效率又能降低固井施工過(guò)程中的漏失風(fēng)險(xiǎn)。

      3 現(xiàn)場(chǎng)施工

      本井于2018年7月27日開(kāi)始固井施工,該井采用雙車注灰。注入高沾前置液10 m3,8 m3密度為1.10-1.20 g/cm3低密度水泥漿充當(dāng)沖洗液,1.25 g/cm3低密度水泥漿98 m3,高密度水泥漿42 m3,注入排量1.6-1.8 m3/min,水泥車壓塞2 m3,大泵替井漿37.2 m3,替漿排量1.6-1.8 m3/min,水泥車碰壓,碰壓20MPa,開(kāi)井候凝。該井由于通井時(shí)間過(guò)長(zhǎng),導(dǎo)致測(cè)井井經(jīng)于實(shí)際井經(jīng)嚴(yán)重不符,水泥漿未返出地面,后經(jīng)反擠補(bǔ)救,因壓力過(guò)高,水泥漿未擠入,初步判斷水泥漿進(jìn)入表套,該井固井質(zhì)量評(píng)價(jià)良好。

      4 經(jīng)驗(yàn)與結(jié)論

      ①采用1.25 g/cm3超低密度水泥漿有效降低了水泥漿柱壓力和注替過(guò)程中的循環(huán)摩阻,大大降低了固井漏失風(fēng)險(xiǎn),提高固井一次上返高度;②性能良好的套管附件、碰壓閥的應(yīng)用確保了長(zhǎng)封固段水平井的施工安全,避免了水泥漿倒返入套管留水泥塞現(xiàn)象;③優(yōu)化固井工藝措施,優(yōu)選合理的注替排量,有效提高了固井優(yōu)良率,降低了漏失風(fēng)險(xiǎn)。

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