低密度水泥浆在吉林油田低压易漏地层固井中应用.pdf
《低密度水泥浆在吉林油田低压易漏地层固井中应用.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《低密度水泥浆在吉林油田低压易漏地层固井中应用.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、收稿日期:2 0 2 2-1 2-1 6基金项目:“水泥浆一次返地面及防窜固井技术研究低成本防漏防窜固井技术”,项目编号:2 0 2 2 J S 2 0 2 2-G-2 8-J Z-1 3-3 3。作者简介:杨振科(1 9 7 9-),男,河南南阳人,2 0 0 7年毕业于西南石油大学油气井工程专业,硕士研究生,主要从事钻井工程技术方面的研究工作,现任吉林油田公司钻井工艺研究院副院长。低密度水泥浆在吉林油田低压易漏地层固井中应用杨振科1,何 军1,张 清1,贾聚全1,郭雪利2,张 弛2(1.吉林油田公司,吉林 松原 1 3 8 0 0 0;2.中国石油集团 工程技术研究院有限公司,北京 1 0
2、 2 2 0 0)摘要:吉林油田部分地区钻遇地层由于天然裂缝比较发育、长期开采地层压力较低,在固井过程中易出现水泥浆漏失,造成环空水泥浆无法返至设计井深,对固井质量产生很大影响,制约了后续正常生产。针对吉林油田低压易漏地区,开展浆柱结构和顶替效率影响分析,提出保证环空一次上返的技术要求,根据现场实际井工况,开展注替过程水泥浆密度对井底当量密度影响分析、套管居中度和施工排量对环空顶替效率影响分析。结果表明:合理设计环空水泥浆浆柱结构能够保证环空水泥浆不漏失,提升环空一次上返成功率,为环空有效封固提供保障;在保证环空不漏的条件下,增加注替排量能够显著提升环空顶替效率,提高套管居中度能够在一定程度上
3、提升环空顶替效率。通过现场固井施工注替过程模拟,对水泥浆密度、施工参数进行优化设计,保证了环空一次上返成功,为吉林油田低压易漏层的有效封固提供了技术保障。关键词:低密度水泥浆;低压易漏;当量密度;顶替效率;一次上返;居中度中图分类号:T E 2 6 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6-7 9 8 1(2 0 2 3)0 6-0 0 9 7-0 5 随着吉林油田乾安、红岗、扶余等地区钻井工作量不断加大,集团公司对固井质量提出更高的要求。2 0 2 1年上报井中不合格井3 6口,原因主要包括水泥返高不够、管鞋处及油气水层段及其以上2 5 m不合格、合格段低于7 0%,表明漏失和油气水窜是影响
4、目前固井质量的主要难点。针对吉林油田漏失问题比较突出的地区,如乾安海坨子地区所钻遇的姚家组、青山口组、泉头组,这些地层天然裂缝比较发育,同时由于长期开采地层压力较低,在固井过程中易出现水泥浆漏失1,造成环空水泥浆无法返至设计井深,对固井质量产生很大影响,制约了后续正常生产2。为了有效解决低压易漏地层固井水泥浆漏失问题,国内外学者通过加水3、充填空心微珠4、充填泡沫5等方式,研发了不同性能的低密度水泥浆体系,在现场也取得了一定的成效6。但是固井施工过程中,由于低密度水泥浆浆柱结构设计、施工参数设计缺乏科学的模拟手段,使得注替过程中水泥浆漏失问题没有得到有效解决。本文针对吉林油田低压易漏地区,对影
5、响固井的难点进行分析,厘清产生固井质量不高的原因。在此基础之上,开展水泥浆浆柱结构和顶替效率影响分析,提出保证环空一次上返的技术要求。根据现场实际井的工况,开展水泥浆密度对注替过程井底当量密度影响分析、套管居中度和施工排量对环空顶替效率影响分析,并指导水泥浆密度、施工参数优选,环空一次上返成功,为低压易漏层的有效封固提供了技术保障。1 固井技术难点吉林油田乾安、红岗、伊通等地区由于封固段长、地层承压能力低等原因导致水泥返地面难度大、环空水泥浆易漏失。对于低压易漏失层,合理设计水泥浆柱结构是保证固井施工顺利的重要基础。前期主要根据油层分布情况,设计油层固井领浆封固0油顶以上3 0 0 m(斜深)
6、,采用密度1.5 51.6 5 g/c m3的水泥浆体系,尾浆封固油顶以上3 0 0 m(斜深)井底,采用常规密度1.9 01.9 2 g/c m3水泥浆体系。油层套管固井结束后候凝4 8 h,随后采用常规密度1.8 71.9 2 g/c m3纯水泥浆体系,在油层套管和表层套管之间挤注,实现环空的有效封固。在实际应用中取得了一定的效果,但是增加了79 2 0 2 3年第6期内蒙古石油化工每口井的施工作业成本,随着低密度水泥浆体系研发成功,在油层套管环空上部采用低密度水泥浆体系,结合下部常规密度水泥浆体系,以期实现环空一次性上返,保证固井施工后环空的有效封固。图1 环空一次返至地面固井工艺 对于
7、一次上返地面固井工艺,由于所采用的水泥浆密度较低,在环空注替过程中,顶替效率不高,易造成固井质量不好。2 0 1 9-2 0 2 0年开展了水泥浆返地面试验,各地区存在不同程度低返(如图2所示)。一次返地面井多采用双凝双密度,上部低密度水泥浆在环空的顶替效率不高,同时地层温度低,易造成固井界面胶结不好。图2 一次上返情况统计2 固井技术分析2.1 浆柱结构分析在实际固井施工中,合理设计低密度领浆密度值,是保证环空一次上返成功的关键。如果水泥浆密度选取不当,在固井注替过程中,很容易引发漏失,造成环空水泥浆无法返至地面,导致固井质量不合格,影响后续正常生产。因此,需要对领浆水泥浆密度进行分析,保证
8、固井施工过程不压漏地层。2.2 环空顶替效率分析顶替效率是固井质量的基本保障,也是影响测井检测质量效果的主要原因。再好的水泥浆/石性能,顶替不到位,就不可能保障密封完整性。影响顶替效率的主控因素有三个:一是套管居中与井眼规则;二是驱替能量,包括环空浆柱密度差、切力差、顶替排量(动量)、顶替接触时间、浆体的流变特性等;三是环空冲洗力。其中套管居中和顶替排量是最重要的影响因素。顶替效率的准确模拟,需要建立精准的顶替模型,目前顶替效率模型已经由一维发展为二维及三维数值模型。一维模型为平板流模型,计算结果不够准确,三维数值模拟运算速度太慢,不利于现场施工;二维综合考虑了多种因素,成为应用较多的主流模型
9、。二维模型是本世纪初,哥伦比亚大学与斯伦贝谢合作建立,该模型在H e l e-S h a w模型的偏心环空注水泥动态顶替界面描述的基础之上,考虑了流体在环空轴向与周向方向的二维流动,通过速度场和浓度场的耦合求解,能够追踪顶替界面的变化情况以及接触流体间的质量掺混。该模型适用于各种井型、考虑流体间质量掺混、考虑顶替界面随时间的变化、计算速度快、适合工程应用计算。3 影响因素分析为了分析浆柱结构和施工参数对固井效果影响,针对一口现场开发井,该井一开采用 3 4 6 mm钻头钻至3 0 4 m,下入 2 7 3.0 5 mm表层套管封隔上部浅层地层,二开采用 2 1 5.9 mm钻头钻至27 3 5
10、 m完井,下 入 1 3 9.7 mm套 管 封 固 含 水 层 和 油 层井段。3.1 领浆密度影响分析为了分析不同领浆密度对注替过程井底当量密度影响,领浆采用1.5 g/c m3、1.4 g/c m3、1.3 g/c m3密度水泥浆,尾浆采用1.9 0g/c m3常规密度水泥浆,领尾浆分界面在20 2 0 m,注替排量取1.8 m3/m i n。根据地质资料可知,地层漏失当量密度约为1.6 0g/c m3左右。在此基础之上,分别考察注替过程中不同领浆密度条件下井底当量密度变化情况,计算结果如图3所示。(a)1.5 0 g/c m3密度领浆,1.8 m3/m i n注替排量(井底当量密度1.
11、2 4 61.7 0 8g/c m3)89 内蒙古石油化工2 0 2 3年第6期(b)1.4 0 g/c m3密度领浆,1.8 m3/m i n注替排量(井底当量密度1.2 4 31.6 3 1g/c m3)(c)1.3 0 g/c m3密度领浆,1.8 m3/m i n注替排量(井底当量密度1.2 5 21.5 7 9g/c m3)图3 注替过程井底当量密度变化 由图3可知,当领浆水泥浆密度为1.5 0 g/c m3和1.4 0 g/c m3时,注替过程中井底当量密度分别为1.2 4 61.7 0 8g/c m3和1.2 4 31.6 3 1g/c m3。因此,在水泥浆注替结束时,井底当量密
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 密度 水泥浆 吉林 油田 低压 地层 固井中 应用
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。