完井作业应用井筒完整性标准

说明了在完井作业中与井筒完整性及井筒屏障有关的要求与标准。本项作业起始于该井已打完进尺钻达设计井深和测井完毕;结束于采油树已安装到位、井筒屏障已测试完毕而要交井给采油部门之时。主要讲述用井筒屏障组件建立井筒屏障以保证完井作业在安全状态,给出了4个典型的完井作业图解来说明井筒屏障组件的功能和结构组成及其验收标准;讲述了完井作业管柱功能与各种生产方式下的结构、完井管柱设计,套管载荷和套管设计及其假设,以及完井作业中井控活动及其程序;在附录中列举了完井管柱、套管、水泥环三个主要的屏障组件验收表。     

东方1-1气田XX井井筒完整性风险分析

随着油气井生产年限日益增加,油气井安全风险凸显,为了保障油气井安全运营,实现油田长期高产、稳产,需要定期对油气井完整性进行风险分析。根据海上油气井井筒完整性理论,对东方1-1气田XX井进行了现场环空压力测试,并根据测试结果对该井井屏障现状进行评估,进而得出该井的井分类结果。研究表明:评估结果符合现场实际,可以为后期井的维护、治理提供参考依据。     

页岩气井井筒完整性若干研究进展

在页岩气开发工程中遭遇了井筒完整性问题，主要包括页岩气井水泥环密封失效引起的环空带压问题和页岩气井压裂过程中的套管变形问题。基于目前已有的相关研究成果，总结分析了页岩气井井筒完整性失效问题的相关研究进展情况。随着国内外学者对页岩气井压裂过程中套管变形研究的逐渐深入，认为页岩气井套管变形的主要影响因素包括压裂过程中的温度应力、储层非对称压裂、固井质量差及断层或裂缝滑动等。其中，压裂过程中断层或裂缝滑动造成的页岩气井套管剪切变形机理已经受到越来越多的研究人员关注，并提出可以通过提高套管强度和固井质量、避开断层或裂缝滑动区域来有效降低套管变形的技术对策。页岩气井水泥环密封失效主要由套管内压变化和套管偏心引起的水泥环屈服破坏、界面裂缝引起的窜流等问题造成的，通过采用膨胀水泥、柔性水泥及环空预应力等技术措施可有效减小水泥环密封失效的风险。通过优化设计页岩气井的特殊水泥浆体系，对于有效提高页岩气井水泥环密封完整性具有重要意义。考虑到水泥浆固井密封能力的局限性，还可以附加考虑在井眼环空局部采用机械密封方法达到密封完整性要求。关于页岩气井井筒完整性的研究结果，对于通过体积压裂完井的其它非常规油气井工程相关设计控制也具有重要的参考意义。     

页岩气水平井压裂对井筒完整性的影响

以弹塑性力学为基础,借助复变函数与应力场分解,对页岩气压裂过程中水平段套管-水泥环-地层系统的力学行为进行分析研究,通过接触面上位移连续条件得到了系统各接触表面的受力表达式;以Drucker-Prager岩土屈服条件为破坏准则,得到了水泥环达到屈服时的最大套管内压力,并讨论了套管及水泥环参数变化对系统受力行为的影响规律。计算结果表明:水泥环内表面比套管更容易达到屈服极限,水泥环厚度对水泥环内壁受力影响较小;增加套管壁厚,有利于保护井筒的完整性;套管内径和水泥环弹性模量对水泥环内壁受力影响较大,套管内径和水泥弹性模量越小,则水泥环越安全。研究结果对于页岩气压裂过程中井筒完整性设计控制具有一定的参考价值。     

水泥石力学性能对井筒密封完整性的影响

长庆油田延长组致密油层物性差,孔隙度和渗透率低,开采难度较大,需采用大型压裂技术才能获得产能。在水力压裂的过程中,存在井筒完整性失效的风险。针对这一问题,探讨了井筒完整性的失效模式,建立了考虑套管、水泥环和地层相互作用的弹塑性有限元力学模型,分析了水泥石弹性模量、屈服强度对组合体密封完整性的影响。结果表明,水泥石的弹性模量较小时,变形能力强,载荷作用下不易于产生硬性压碎破坏,卸载后界面也不易撕开;水泥石屈服强度越高,卸载后界面抗撕裂能力越好,同时水泥环承受的荷载也越高。指出,除水泥环本身的性能外,地层的力学性质、套管尺寸等参数对井筒完整性也有重要影响,尚需进一步深入研究。对于长庆油田延长组致密油水平井,水泥石抗压强度为26 MPa、弹性模量为7.2 GPa、屈服强度为13 MPa的组合可满足施工及生产要求。采用长庆油田合平4井的现场工程数据,通过建立的有限元模型对该井进行井口试压及水力压裂过程中的密封完整性校核,结果表明,采用韧性改造的水泥浆性能满足施工及生产要求。     

华北油田油气井永久性封井挑战及对策

华北油田勘探历史久远且开发历程复杂,包含直井、定向井、大斜度井等多种井型,井筒完整性问题复杂,永久性封井难度大。为从封井设计源头保证废弃井永久性封井的安全,减少环保风险,以Y油田为例,对华北油田面临的永久性封井难点进行了分析。影响废弃井井筒完整性的关键因素是井屏障,结合Y油田实际情况,详细分析了其永久性封井面临的挑战,包括井筒完整性数据不全、固井质量不合格、已封井井屏障设置不合理、地下淡水层保护问题、地层完整性潜在风险、标准规范合理性问题及封井成本控制等。同时,结合国内外永久性封井经验给出相应技术对策和建议。分析结果为华北油田Y油田及类似油田的永久性封井设计、作业等提供参考。     

采油作业应用井筒完整性标准

介绍了在采油与注水、抽油等作业中与井筒完整性及井筒屏障有关的要求与标准。采油作业在油藏和井筒整个生命周期中的作业时间很长,它起始于钻井、完井、测试作业之后,结束于油井修井、关停或报废之时。采油作业在油藏全生命周期中的地位及其与相互衔接的有关作业的连贯性特点突出。采油作业特别需要使用和发挥井筒完整性理念,精心设计和使用井筒屏障。使用井筒屏障组件和附加要求、标准建立各种结构的井筒屏障以确保在安全状态下进行采油作业,意义重大。有入流源和油气层的油气井应该用2道或更多道独立的井筒机械屏障。给出了6个典型的采油作业井筒屏障图解来说明井筒屏障的功能和结构组件及其使用标准,介绍了采油作业中的井控作业程序、井筒交接业务及其有关文件,陈述了采油作业中的监管监测和测试工作,并阐述了采油树和采油井口这2个屏障并附图。最后给出了采油树、采油封隔器、井下安全阀和油管挂及其密封塞4个井筒屏障组件验收表。     

测试作业之井筒完整性标准

本文旨在介绍与井筒完整性有关的预探井及评价井井筒测试作业要求和标准。该测试作业始于钻完设计井深和电测录完裸眼井段,终于井筒压井结束和测试管柱起出。介绍了在过平衡、平衡、欠平衡3种压力条件时的测试作业以及建立不间断压力系统的工作,给出了海洋井测试作业所用井筒屏障的功能、结构组件及其验收标准,并在附录中给出了就地地层、测试管柱作为井筒屏障及其验收要求。明确了测试作业时的井控程序及在井控条件下的钻井作业。在井筒完整性标准基础上,对测试作业的测试压力、测试载荷进行了设计,对测试作业的准备工作和风险防范工作进行了标准化。     

确定报废井层间窜流的同井干扰试井方法

判断报废井层间窜流的同井干扰试井工艺原理在于激动层激动在反应层产生干扰压力（此干扰压力信号的强弱与报废井窜流量等参数有关），以后根据采用压力传播时间、报废井井壁压力计算和压力模拟综合检测来判断报废井层间窜流。通过实例证明，该方法判断报废井层间窜流是可行的，并对多层油藏开发及研究具有重大的意义。     

电测作业的井筒完整性标准

介绍了适用于电测作业的井筒完整性标准、要求与指南。电测作业是井筒全生命周期内,在钻井、测试-试油、完井、采油气生产(包括:注水、压裂、酸化、增产等)以及修井作业,直到关停、报废前,经常要进行的作业。说明了电测作业的要点并用7个井筒屏障图来说明主要的电测作业要求,阐述了井筒屏障组件验收标准。同时介绍了电测作业时的井控工作。特别强调电缆高压动密封技术的重要性,介绍了“三级注脂动密封新技术”的研究和应用情况。     

海上电泵井关井井口压力预测方法

关井井口压力对合理选择井口设备及管线有重要的指导意义。由于海上油井的产液量较高,水击压力效应非常明显,文中首次从水击压力、关井压力恢复及电泵憋压3个方面综合考虑,主要探讨了生产油井紧急关井情况下井口压力在不同阶段随时间的变化趋势,讨论了不同阶段井口压力的计算方法,应用该方法进行实例计算,结果与实际数据吻合较好。     

顺南5-1井回接双级固井井筒完整性分析

塔河油田顺南5-1井设计采用?177.8 mm回接双级固井工艺,一级固井后未能建立二级循环通道,导致无法进行二级固井作业。为确保该井井筒完整性,基于机械式双级箍结构及工作原理,下两趟钻分别进行下压开孔及下压关孔作业,经过分析排除地面设备及双级箍原因造成无法建立二级固井循环通道的可能性,确定此复杂情况产生的原因是一级固井水泥浆领浆因长时间静止而稠化后失去流动性。基于分析结果对回接双级固井工艺进行改进,优化套管扶正器安放,固完井后先进行回接插入完成分级箍开孔后再进行芯轴式悬挂器坐挂,固井前做好水泥浆性能测试,可有效避免此类问题的再次发生,为此类井筒完整性问题的解决提供了有利借鉴。     

应用试井方法确定蒸汽吞吐最佳焖井时间

方法　以蒸汽吞吐二区复合数学模型及推导出的该模型的解为基础 ,结合 TPS90 0 0型动态监测仪测得的压力、温度数据 ,提出一套确定最佳焖井时间的分析技术。目的　通过确定最佳焖井时间 ,提高蒸汽吞吐的开发效果。结果　通过建立二区模型的数学模型 ,在试井温度、压力数据的基础上 ,利用霍纳法和 MDH法进行分析 ,确定二区模型中蒸汽已在加热带消失 ,全冷凝成水 ,并且压力已稳定的时间即为最佳焖井时间。结论　应用该方法对曙 1- 35 A- 844井进行试井资料解释 ,解释结果与实际情况吻合较好 ,说明该方法切实可行。     

苏里格气田气井废弃条件研究

苏里格气田是典型的低渗透气田,要准确计算其采收率和可采储量,必需确定气井的废弃条件。考虑产能方程系数在开采过程中的变化,推导出计算气井任意时刻的二项式系数计算公式,由此可得到气井废弃时的稳定二项式方程。以经济评价结合地面工程论证,确定气井废弃产量和废弃井口流压,进而根据垂直管流法计算气井废弃井底流压,最终求得较可靠的废弃地层压力。     

页岩气水平井固井碰压关井阀的研制及应用

针对目前页岩气水平井固井中套管浮箍浮鞋可靠性低、关井不严、磨塞困难等问题,研制了固井碰压关井阀。其工作原理是,利用固井胶塞作为驱动部件,固井碰压时的压力作为驱动力,移动滑套永久关闭井底液流通道。室内试验及现场应用结果表明：碰压阀关闭压力为14 MPa,并可根据销钉直径来调节关闭压力;正向和反向均可承压25 MPa以上。该工具操作简便,易于安装,可靠性高,可与浮箍浮鞋配合使用,能够有效提高水平井固井作业后的井下关井成功率,降低水平井磨塞风险,防止因水泥浆倒流造成的水平段窜槽和微环隙的产生,对提高页岩气水平井固井质量具有积极的意义。     

苏里格气田气井废弃产量预测

气井废弃产量是气田开发的一项重要技术经济参数,也气田最终采收率预测的主要依据,而该参数的确定一直停留在静态方法计算阶段。然而,气井生产时间一般长达十多年甚至几十年,目前采用的静态计算方法与气井生产实际存在差异。为了确定苏里格气田各类气井生产经济寿命期,在油藏工程方法预测气井产量变化规律的基础上,对该气田不同类型井采用类比方法预测了气井20a采气成本以及相关费用;运用现金流法分别计算了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类井的废弃产量和气井经济废弃时间。结果表明:Ⅰ类井经济生产期大于20a;Ⅱ类井经济生产期为16a,废弃产量为0.102×104m3/d;Ⅲ类井经济生产期为8a,废弃产量为0.11×104m3/d。研究成果为该气田不同类型气井生产寿命的确定和对策制定以及不同类型气井最终经济可采储量的确定提供了依据。     

开关井不同程度应力敏感效应对井底压力动态的影响

依据渗流实验建立的应力敏感效应经验关系式,从渗流力学基本理论出发,建立了考虑渗透率应力敏感、井筒储存效应和表皮效应影响的均质气藏试井分析数学模型。应用摄动技术和拉普拉斯变换方法求解数学模型,据此研究应力敏感性气藏的渗流特征以及开关井不同程度应力敏感效应对井底压力动态的影响。研究表明,随着渗透率应力敏感效应的增大,压降压力导数曲线向上翘起的幅度增大,而压恢压力导数曲线则可能出现下掉。当升、降压对渗透率的应力敏感不可逆时,升压过程不能使渗透率完全复原,其压力恢复的程度则更低。     

注水井井筒完整性设计方法

注水井服役工况复杂,管柱腐蚀、疲劳断裂、密封失效等情况时有发生,给井筒完整性管理带来巨大挑战。现行的井筒完整性标准并未对生产井与注水井严格区分,注水井的井筒屏障划分方法尚有诸多缺陷。参考挪威NORSOK D-010标准,结合注水开发现状分析了注水井井筒工作状态的特殊性,探讨了井筒屏障失效原因,明确了应重点关注的井屏障部件。建立了注水井的井筒屏障系统,将井下安全阀从第一级屏障划出,将井口至井下安全阀之间的油管柱及部件、采油树二号主阀纳入第一级屏障范畴。讨论了关键部件的验收标准,从井屏障设置、腐蚀控制、寿命预测、作业参数控制及井资料记录五个方面探讨了注水井井筒完整性设计内容。最终形成了注水井井筒完整性设计流程,对各油田维持注水开发的安全稳定、经济高效具有重要指导意义。