连续管尺寸及作业深度对速度管柱的影响研究

针对连续管速度管柱作业减少气井生产中的井底积液及提升产量的问题,通过开展连续管尺寸及其作业深度对速度管柱的影响研究,优选出合理的连续管管径、壁厚及其作业深度,通过分析油藏流入动态曲线(IPR曲线)与油管流出动态曲线(J曲线)之间的关系,确定了不同速度管柱设计能否使已停产的气井恢复生产或持续生产。研究结果表明:气井产生积液时,采用小管径的连续管速度管柱作业能提高气体携液能力,但管径不应过小,过小会降低携液能力;根据储层位置及实际工况,可确定速度管柱最优作业深度,以确保气井长期高效生产;优选的速度管柱作业用连续管及作业深度,能明显提高气井日产气量。研究结果可为含水气藏的开发提供技术支撑。     

川渝地区页岩气专用连续管作业机的研制

现有的连续管作业机中,超过?50.8 mm-5 000 m的作业机均为拖装结构,受山区多陡坡、急转弯等道路条件限制,底盘动力和转弯半径等不满足要求;同时,研制的?50.8 mm-6000 m连续管作业机作业时须两车并排放置,操作员只能依靠摄像头监测滚筒排管情况,不符合作业习惯。为此,研制了两车一橇结构的车载式连续管作业机。该作业机采用主车+辅车+操作橇的结构形式,将控制室、控制室软管滚筒和发电机等部件安装在一个可升降的运输橇中,形成操作橇,作业机主车底盘安装连续管滚筒处采用框架式结构,可实现滚筒下沉1.05 m,确保滚筒具有?50.8 mm-6 000 m连续管的缠绕能力。现场应用结果表明,该作业机可实现通井作业,最大下井深度达5 075 m,满足川渝地区页岩气井的各类作业要求。     

暂闭井带压作业机控压钻磨水泥塞技术及应用

修井机和连续管钻开暂闭井上部井段水泥塞后,水泥塞下方的圈闭压力突然释放易导致钻具飞出、设备和钻具受损以及井喷事故。采用带压作业机控压钻磨暂闭井上部井段水泥塞,能在管柱自重基础上施加足够高的下压力,工作防喷器回压控制能力高,钻塞管柱刚度强,能有效预防此类事件发生。针对带压作业机钻磨水泥塞存在的技术难点,从防喷器组合、地面流程、钻具组合、施工工艺等方面进行优化设计,形成一套“主动加压＋复合旋转＋平衡背压”的带压作业机控压钻磨水泥塞技术,能够有效应对桥塞或水泥塞下方可能圈闭有高压的风险,满足暂闭井钻塞的施工要求,且对道路、场地要求低,不需基建,作业周期短,可大幅降低作业成本。该技术在现场应用11井次,效果良好,为暂闭井、高压气井钻塞作业提供了技术借鉴。     

一种评价气井储层物性及边界特征的新方法

目前评价气井储层物性以及边界特征主要通过试井解释方法求得储层参数及其边界特征,传统方法需要制定气井的测试工作制度,同时需要用压力计记录气藏中部深度的井底流压数据,测试时间长、费用高。利用井口测试产量数据以及油套压数据,采用现代产量递减分析方法,通过改变气井的储层参数、边界范围拟合Blasingame分析模型的三种类型曲线,并拟合气井历史生产动态数据,同时结合物质平衡法等多种方法评估的动态储量作为约束条件,提出了利用井口压力测试资料进行求取储层参数以及储层边界特征的新方法。通过对比试井解释软件Saphir软件与现代产量递减分析软件RTA的解释结果认为,该方法简单、实用,可以较好的满足实际工作需要,具有推广应用价值。     

中国石油集团 钻井工程技术研究院 江汉机械研究所

<正>概况Overview连续管作业机连续管作业机是一种移动式液压驱动的起下和运输连续管的设备,其基本功能是在作业时向油井中的生产油管或套管内下入或起出连续管,并把连续管缠绕在滚筒上以便移运。LG180/38连续管作业机为陆用自走车装式,而海上用连续油管作业机一般为橇装式。主要由连续管、注入头、滚筒、井口防喷器、液压随车吊、液压动力及控制系统、伸缩式控制室和自走式底盘车等组成。广泛应用于石油天然气井、水井的冲砂洗井、酸化、清蜡、挤注水泥、气举、打捞、钻塞、低速压裂及管线清洗等     

超深含硫探井多封隔器分段改造技术

川西海相雷口坡为埋藏深、高温、高压、高含酸性腐蚀气体的碳酸岩储层，其纵向上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类储层交叉叠置，储层非均质性强，笼统酸化改造无法达到产能评价目的；多趟管柱逐层测试作业时间长、成本高，无法满足降本增效的要求。为了实现一趟管柱分段改造，兼顾资料求取的目的，针对储层类型特征，通过封隔器及配套工具优选、多封隔器管柱受力分析、超高压施工参数优化设计等手段，形成了一套以“国产机械式+液压式封隔器组合实现分段、APR测试工具实现资料求取”的分段测试管柱及作业技术。该技术在PZ103井经受了155℃高温、112 MPa高压、长达13 h作业，成功实现了储层的有效分段改造，录取到了完整的产能数据，为超深含硫气井分段测试提供了新的思路。     

新型一体化连续管作业机辅车研制及应用

为了进一步提升一体化连续管作业机的作业效率、降低作业成本,促进连续管装备配套技术发展,推进连续管装备和配套装置的集成化设计与应用,研制了新型一体化连续管作业机辅车,实现了配套泵注装置与连续管装备的集成.该辅车由II类底盘车、泵注装置、液压与控制系统、随车吊、防喷系统、发电机、长短支腿和附件等组成,配合一体化连续管作业机...     

乍得基岩注气井膨胀管悬挂二次完井技术

乍得油田潜山基岩油藏面临油井低压低产的问题,需要开展注气补充地层能量以提高油井产量,但裸眼开发井转投注气井后,出现上部层系出砂填埋储层的问题。为此,下入膨胀管悬挂器结合裸眼封隔器等组成的下部完井管柱,在乍得BX20井进行二次完井技术先导试验。现场试验结果表明：设计的二次完井管柱一次入井到位,整个作业周期为10 d,较传统二次完井平均施工作业周期减少7 d,节省修井作业费用超20万美元;该井完井后能够有效地封固和保护套管免受注气高压的破坏,有效解决裸眼注气井井筒完整性问题,试注气压力达到20 MPa,注气量达到2 000 m³/h。该完井工艺的成功实施解决了乍得油田注气井完井问题,对同类油田的开发具有先导示范作用。     

PLT生产测井组合仪在大庆油田深层气井中的应用

大庆油田天然气井多为深层气井、储层情况复杂,测准深层气井产气剖面成为亟需解决的难题。生产测井组合仪(PLT)具有耐高温高压、测量精度高、三相流识别率高等特点,可对深层气井剖面进行有效区分。在点测与连续测试的基础上,测井速度的选择是保证PLT生产测井组合仪产气剖面测试效果的关键。应用结果表明,PLT生产测井组合仪能够确定深层气井主力产气层的产能状况,在深层气产出剖面测试中具有广泛的应用前景。     

苏里格气藏两层分压合采无阻生产压裂管柱

苏里格低渗透致密砂岩气藏具有储层多、含气井段长、物性差等特点,为提高气井产量,采用封隔器分层压裂是苏里格地区广泛应用的技术措施。然而以往的分压工艺管柱压裂后由于封堵球滞留在油管内,阻塞油管畅通,不利于压后测试产气剖面和井底作业,同时存在管柱锚瓦多、后期上提管柱困难等诸多问题。针对此问题,详细介绍了两层分压合采无阻生产压裂管柱及配套工具,能实现一次压裂分压两层,压后油管内无阻塞生产,为压后井筒下入测试工具,分层认识储层提供了方便。     

保护煤储层的煤层气井固井技术

国内的煤层气井主要采用注水泥射孔方式完井,研究固井设计和施工的一些关键问题对于避免潜在的生产作业和开采效益风险具有重要意义。简要回顾了国内煤层气井固井施工和研究状况,分析了煤层气井固井的质量要求和保护储层需求,结合室内和现场试验提出了适用于煤层气井固井的水泥浆性能和施工设计方法。研究认为煤层气井固井中最重要的封隔要求是对煤储层顶板的封隔,首要的作业安全问题是防止漏失。综合考虑固井作业和保护储层需要认为:适宜的水泥浆密度范围为1.20~1.60 g/cm3,并应采用黏稠水泥浆在0.5~0.8 m/s的低返速下固井施工。现场应用的固井质量合格率达到100%,证明该研究结论适用于煤层气井固井。     

涠洲K油田复杂工况旋转尾管固井技术

南海西部的北部湾盆地涠洲K油田X1井是一口工况较为复杂的定向井,存在井斜大、裸眼段长、高温、储层压力衰竭带来的异常低压,同时具有较高的气油比等因素共同作用,给固井作业带来极大的挑战。由于φ177.8 mm尾管与φ215.9 mm井眼环空间隙较小,如果采用常规静态尾管固井技术固井顶替效率偏低,将会导致井下漏失和无法压稳地层,引起气窜,造成压力衰竭和高温目的层位的固井质量难以满足后期射孔开采的要求。为了保证复杂工况下油气水层间良好封隔,该井选择使用旋转尾管下入固井技术和抗高温早强防气窜水泥浆体系,同时优选新型油基钻井液冲洗液和隔离液,有效清洁滤饼,并且实现胶结面的润湿反转;使用软件对尾管旋转扭矩进行精确模拟和提高尾管下入居中度,完成了压力衰竭和高温目的层φ177.8 mm尾管固井作业。采用高清扇区水泥胶结测井仪器进行SBT扇区水泥胶结测井结果表明:油气水层实现了良好的层间封隔,全井段固井质量优,较邻近区块的K2井有了明显的改善,满足了后续射孔开采的要求。      

生产尾管固井技术优化及其在渤中25-1油田中深丛式井的应用

渤中25-1油田沙河街组油藏属于中深层高温高压油藏,制约了常规尾管固井技术的应用。对生产尾管固井技术进行了优化,解决了中深丛式井生产尾管固井作业安全、质量与时效之间的矛盾,实现了非钻机时间候凝和电测固井质量,显著提高了钻井作业时效。该项技术成果对于渤海中深层油田的开发具有重要意义。     

低密度高强度固井水泥浆的研究与应用

河南油田下二门区块属断块油田,具有较好的储量。主要地质特征是：产层裂缝较为发育、油藏丰富;地层孔隙喉度大、地层破裂压力低、漏失层多;气层较发育,地层压力高。这些特征增加了固井施工难度,造成该地区固井质量一次合格率偏低。低密度高强度水泥浆体系就是针对普通低密度水泥浆无法满足开发要求等技术难点而进行开发的新型低密度水泥浆体系。经过现场施工应用,固井质量提高了48％,一次合格率达99％。     

固井水泥浆对储层损害的再认识

固井作业是油气田开发过程中的重要一环,其对储层的损害主要由水泥浆滤液造成且是永久性的。储层损害程度与水泥浆滤液组分和侵入范围有关,射孔完井时孔眼长度是否大于滤液侵入深度,直接关系到水泥浆对储层的损害程度和油气井后续产量。通过分析水泥浆对储层的影响,提出了一种根据固井施工设计参数计算水泥浆滤液最大侵入深度的方法。该方法所需参数容易获得,计算简便,考虑了水泥浆动态和静态滤失阶段的极限滤失情况,可作为射孔完井时射孔深度设计的参考,对油气井储层保护和射孔完井参数设计具有重要意义。一般来说,采用密度1.9 g/cm~3的水泥浆对砂岩储层进行固井时,水泥浆滤液侵入储层深度在常规射孔范围内,水泥浆对储层的污染可以忽略不计。     

委内瑞拉低压高渗漏地层小间隙尾管固井技术

委内瑞拉P.D.M油气田,是20世纪80年代发现的轻质原油和伴生天然气油气田,油田地质条件复杂。钻井采用五层套管结构,五开φ165.1 mm井眼,使用油基钻井液,下入φ139.7 mm生产层尾管至井深5 200 m左右,封固渐新统Merecure组粗砂岩油气藏。该油气田经长期开发产能下降,当前日均单井产量不足60 m3/d,部分区块储层衰竭,压力亏空,形成低压高渗漏地层,给固井带来风险。固井作业时采用复合型多功能前置液体系,依据Merecure储层低压高渗漏和伴生天然气高含H₂S的地层特性,应用低密度水泥浆降低环空液柱压力,降低井漏风险,提高水泥石韧性,优选了具有低失水量和良好流动性、静胶凝强度过渡时间不大于25 min、能降低环空气窜几率的高性能水泥浆及相应工艺技术措施,完成该油田低压高渗漏地层小间隙尾管固井,封固质量优质。      

化学充氮泡沫水泥浆制备原理与应用

水泥浆漏失低返是国内外低压易漏、裂缝性油气藏固井普遍存在且尚未完全解决的技术难题,泡沫水泥浆是解决固井漏失的一项重要技术。针对化学充氮泡沫水泥浆制备原理尚不清楚、化学发气剂效率低等问题,根据化学热力学和电化学理论,揭示了化学法充氮的原理,研发出高效发气剂LTPN体系。该体系具有发气率高、对水泥浆稠化时间和抗压强度基本无影响的特点,与动物蛋白复合稳泡剂、纳米增强剂等配合使用,可使泡沫水泥浆密度降低至0.95 g/cm3。通过探讨发气剂在水泥浆中的化学充氮规律,研发出高性能化学充氮泡沫水泥浆NFLC体系,经过30余口井固井试验表明,NFLC体系解决了煤层气井固井面临的低压、裂缝性漏失难题,保证了煤层气井水泥浆返高,提高了固井质量,一次性上返到设计高度,固井优质率大于90%,对山西沁水盆地的低压、裂缝性煤储层具有优良的防漏堵漏效果,为低压、裂缝性油气藏固井提供了一种有效的解决方法,具有良好的应用推广价值。      

地下储气库注采井不同井段水泥环密封性能实验

针对我国西南地区首座地下储气库——相国寺储气库投产后注采井出现较大比例的B环空异常带压问题,采用室内实验的方法,根据注采井100 m、900 m、2 000 m垂深处温度和压力差异,设计了不同的水泥石养护温度和加载围压,并采用小尺寸的水泥环完整性测试装置基于应力等效原理测试了从井底到井口水泥环在试压和注采时的密封能力。实验结果表明:①井筒不同深度段水泥候凝温度和围压差异较大,同一种水泥浆体系在实际固井后沿井筒深度具有不同的机械性能,导致不同井段水泥环密封性能存在着巨大的差异;②交变载荷会导致水泥环的压实和累积损伤,加剧水泥环的密封失效;③注采井2 000 m处水泥环在试压和注采工况条件下,密封性完好,没有发生泄漏,1 000 m处水泥环在试压工况下能保持完好,在循环交变载荷下存在着水泥环密封失效的现象,井口附近100 m处水泥环在试压工况和注采工况时均出现了泄漏;④实验结果揭示,在试压和注采工况下,井筒中上部水泥环密封失效是造成B环空异常带压的根本原因。结论认为,该研究成果可以为提高地下储气库注采井固井水泥环密封的可靠性提供实验数据支撑。     

基于水泥石实验数据的水泥环力学完整性分析

气井环空带压是高温、高压、高酸性气井开发中面临的一个重要难题。为此,针对从固井到生产作业中影响固井水泥环力学完整性的问题,采用弹塑性力学理论,建立套管-水泥环-地层系统耦合力学模型,求解水泥环Tresca应力和径向位移。结合龙岗气田X井尾管固井水泥石三轴应力实验获得的弹性模量、泊松比、抗压强度、屈服应变等岩石力学参数,进行了尾管固井段水泥环力学完整性评价：①固井初期,同一井深处,井筒内压力越大,水泥环受到Tresca应力和水泥环径向位移越大;相同内压下,随着井深的增大,水泥环受到的Tresca应力变化很小,但水泥环径向位移增加较为明显。②生产阶段,由于井筒内压力逐渐降低,水泥环受拉应力作用,水泥环移动方向与固井初期移动方向相反,随着压力的降低,在同一井深处,水泥环受到的Tresca应力和水泥环径向位移都变大;随着井深的增加,Tresca应力和径向位移逐渐增大。评价结论认为该井测试及生产期间不会引起尾管段水泥环力学完整性失效。     

河坝1井复杂条件下固井工艺技术

河坝1井在钻进过程中，先后遇到了大段的盐膏层、低压漏失层、高压天然气层等复杂地层．地层压力层系复杂，而且井眼深、封固段长．固井作业难度大。该井综合应用了多种固井工艺技术，根据全井固井施工的突出特点，从长封固段固井、高压气层固井和防止水泥浆污染的技术措施3个方面．总结分析了固井施工的难点以及采取的固井工艺技术措施，包括双级固井、应用防窜高密度水泥浆体系、膨胀管封隔高压气层、平衡压力固井等．并对固井质量进行了评价分析。该井固井施工顺利．固井质量合格，对复杂条件下的深井和高压气井的固井施工具有一定的借鉴意义。