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      探討特殊井注水泥塞工藝技術(shù)

      2021-03-08 11:47:31胡明
      科學(xué)與財(cái)富 2021年2期
      關(guān)鍵詞:油田開發(fā)施工技術(shù)

      胡明

      摘 要:隨著油田開發(fā)程度的深入,大部分生產(chǎn)井要求封堵下部油層,上返目的層生產(chǎn),由于常規(guī)注灰塞具有有效期長、成本低、對(duì)井筒要求不高等優(yōu)點(diǎn),但只適用于井口無溢流無漏失正常壓力的井注灰,對(duì)于溢流井或漏失井使用該方法,將導(dǎo)致灰面不合格,特別是溢流井可能會(huì)造成“插旗桿”的嚴(yán)重事故。為此通過溢流井、漏失井分析,探索出一套適應(yīng)該類井的注灰方法。

      關(guān)鍵詞:油田開發(fā);封堵油層;注灰塞;施工技術(shù)

      油田開發(fā)進(jìn)入中后期,封層施工不斷增多,由于注水地層壓力恢復(fù),一些井出現(xiàn)溢流,而另一些井多年的開采地層虧空出現(xiàn)井漏,常規(guī)注水泥塞難以把握,因此根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出一套實(shí)用性較強(qiáng)的注水泥塞施工技術(shù),不僅能夠降低施工風(fēng)險(xiǎn),而且提高了注水泥塞一次成功率。

      1? 溢流井注灰工藝技術(shù)

      溢流產(chǎn)生的根本原因是地層壓力大于井底壓力,注灰塞要求在不溢不漏的情況下施工,因此針對(duì)溢流井注灰,一是可采用提高井筒內(nèi)液柱壓力平衡地層壓力的方法完成注灰;二是可采用井口回壓和井液液柱壓力的方法(平推擠入法)完成注灰。

      1.1? 提高液柱壓力法

      首先將注灰管柱下至所封油層底界處,大排量循環(huán)洗井脫氣,測出井口壓力,依據(jù)井口壓力情況,采取兩種增加液柱壓力方法來進(jìn)行溢流井注灰。

      1.1.1? 增大灰漿比重和用量

      目前現(xiàn)場普遍使用D級(jí)油井水泥,比重1.85,灰厚設(shè)計(jì)為30m。如果考慮到其注灰時(shí)的可泵入性,灰漿比重1.9,灰厚設(shè)計(jì)100m,壓差將增大0.9MPa,也就是當(dāng)灰漿比重及用量產(chǎn)生的壓力與其等量水柱產(chǎn)生壓力之差大于井口所測壓力:

      (P灰漿-P水)>P井口測時(shí),

      或當(dāng)灰塞厚度滿足不了100m時(shí),通過下式判斷:

      P井口測<0.9(H層間距-H口袋)/100

      式中:H層間距——所封層與上部層位間距

      H口袋——沉砂口袋,一般不低于15m 時(shí),便可通過調(diào)整灰漿比重和用量來平衡地層壓力來完成注水泥塞。

      工藝特點(diǎn):適用于有一定的層間距,且井口測壓不超過0.9MPa的井,該方法操作簡單,易實(shí)現(xiàn)。

      1.1.2? 使用壓井液提高井內(nèi)液柱壓力

      針對(duì)地層壓力大的溢流井作業(yè),施工前經(jīng)常使用比重為1.2的CaCl2溶液進(jìn)行壓井,CaCl2溶液中的Cl-對(duì)灰漿具有促凝作用,為此在注灰施工中我們可先用CaCl2溶液壓井,再用打隔離液的方法來完成注灰塞施工?;覞{、隔離液及頂替量計(jì)算公式:

      V灰漿=(πd套內(nèi)2/4)H

      隔離液按50m計(jì)算:

      V前隔=(πd套內(nèi)2/4-πd油外2/4)×50

      V后隔=(πd油內(nèi)2/4)×50

      V頂替=(πd油內(nèi)2/4)L灰面- V后隔

      V灰漿:灰漿用量? ? ? ? ?d套內(nèi):套管內(nèi)直徑

      H:灰塞設(shè)計(jì)厚度? ? ? ?V前隔:前置隔離液用量

      d油外:油管外直徑? ? ? ?V后隔:后置隔離液用量

      d油內(nèi):油管內(nèi)直徑? ? ? ?V頂替:頂替液用量

      L灰面:灰面設(shè)計(jì)位置

      工藝特點(diǎn):適用范圍廣、但施工繁鎖、隔離液用量、頂替要求準(zhǔn)確。

      1.2? 平推擠注法

      平推擠入法是將管柱下至設(shè)計(jì)灰面以上50~100m,座好井口,正循環(huán)替水泥漿至管鞋,然后擠水泥至設(shè)計(jì)灰面位置,帶壓關(guān)井候凝,依靠關(guān)井后產(chǎn)生的反壓力來平衡地層壓力,從而完成注灰塞施工。

      灰漿及頂替量計(jì)算公式:

      V灰漿=(πd套內(nèi)2/4)H

      V頂替=(πd油內(nèi)2/4)L管鞋+(πd套內(nèi)2/4)(L灰面- L管鞋)

      V灰漿:灰漿用量? ? ? d套內(nèi):套管內(nèi)直徑

      H:灰塞設(shè)計(jì)厚度? ? V頂替:頂替液用量

      d油內(nèi):油管內(nèi)直徑? ? L灰面:灰面設(shè)計(jì)位置

      L管鞋:管鞋位置

      工藝特點(diǎn):適用于所封層上部無其它生產(chǎn)層且上部套管完好、封堵層具有良好的吸水性,該種方法操作簡單,但對(duì)套管、井口要求高,必須經(jīng)試壓合格,無刺漏。

      2? 漏失井注灰工藝技術(shù)

      井漏產(chǎn)生的根本原因是井底壓力大于地層壓力,因此對(duì)漏失井進(jìn)行注灰封層,可通過優(yōu)化注灰工藝,一是采取填砂的方法將漏失層掩埋,然后進(jìn)行注灰;二是在保持井筒壓力平衡的狀態(tài)下,采用倒灰筒倒灰的方法進(jìn)行封層。因此研究總結(jié)了以下兩種方法:

      2.1? 填砂阻降法

      從人工井底至待封層位以上15m之間填滿建筑砂,人工建立低滲通道,降低灰漿漏失速度,同時(shí)保證灰漿不侵入待封層保證一次注灰的成功。工藝特點(diǎn):受井筒內(nèi)徑限制程度小,重新打開已封層時(shí)沖砂存在一定難度,因?yàn)橐逊鈱游粸槁┦印?/p>

      2.2? 壓力平衡法

      目前地層壓力值P可折算為井筒內(nèi)比重為1.0g/cm3、高度h的修井液(P=ρgh),當(dāng)井筒內(nèi)修井液液體高度大于h時(shí),井漏才會(huì)發(fā)生。故可以在井筒內(nèi)壓力平衡后(作業(yè)井液面為靜液面)用倒灰的方式進(jìn)行封層。工藝特點(diǎn):施工井段必須為直井段,且井筒完好程度要求高;對(duì)于一般漏失井都適用;設(shè)計(jì)灰塞厚度為10m,可分次倒灰,大于10m,可先倒灰一次,待凝固后再按常規(guī)注灰方式進(jìn)行打灰塞。

      3? 結(jié)束語

      (1)增大灰漿比重和用量來平衡地層壓力,實(shí)現(xiàn)溢流井注灰,操作方法簡單,易實(shí)現(xiàn),適用于井口測得壓力不超過0.9MPa的井,但受層間距的限制。(2)提高井內(nèi)液柱壓力完成溢流井注灰的方法,適用各種條件下的溢流井注灰塞,應(yīng)用范圍廣,但操作繁瑣成本高。(3)平推擠入法實(shí)現(xiàn)溢流井注灰,方法簡單,易操作,但有一定的局限性,該方法適用于被封層位上部套管完好,井口密封,地層具有較好的吸水能力的溢流井。(4)填砂阻降法實(shí)現(xiàn)漏失井注灰,其對(duì)套管要求不高,但如果井段過長,需分次填砂,當(dāng)重開被封層沖砂時(shí)難度大。(5)壓力平衡法實(shí)現(xiàn)漏失井注灰,其適用范圍廣、工藝簡單,但對(duì)套管要求高。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 白玉,王俊亮 . 井下作業(yè)實(shí)用數(shù)據(jù)手冊(cè) . 北京:石油工業(yè)出版社,2007.

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