深水固井水泥头关键技术研究

深水固井水泥头是重要的井口装备,因为其技术集成度高、科技含量高,所以一直被国外公司所垄断。从固井工艺、井深结构、安全可靠性和经济性等方面阐述了深水固井水泥头的功能特点及技术要求,分析了深水固井水泥头的结构模块化、高压旋转密封、功能机构集成、机构气动驱动和远程操控等几项关键技术的原理及性能特点,指明了深水固井水泥头将来的发展方向。研究结果可为国内相关机构开展深水固井水泥头的研制提供参考。     

新型固井水泥头设计

为确保固井质量，根据我国石油矿场固井水泥头现状，吸收国外标准化、系列化固井水泥头在性能上，结构上的特点，设计了３５－５￣１／２ｉｎ新型固井水泥头。经实验室耐压实验和现场使用表明：所设计的新型固井水泥头具有安全可靠、结构合理、使用操作方便、省力等优点，深受现场欢迎、值得各油田推广应用。     

深水顶部驱动固井水泥头技术现状分析

介绍了国外最新典型深水顶部驱动固井水泥头的结构和功能原理,分析了其技术性能、产品特性,并对比了国外典型产品的优缺点。分析表明,国外深水顶部驱动固井水泥头具有高耐压、高承载及高承扭特点。建议根据我国深水固井作业实际需求,合理定位产品性能和产品特性,从产品功能实现、远程控制技术、固井自动化和一体化技术等方向,加快深水顶部驱动固井水泥头研制。     

远程控制水泥头的研制及性能试验

深井、超深井尾管固井作业中施工压力高,井口固井水泥头的操作难度和安全风险较大,为此,在对常规水泥头机械结构进行改进的基础上研制了远程控制水泥头,结合水泥头机械结构的特点设计了气动驱动系统,并采用无线通讯控制技术进行气动驱动系统远程操控,从而实现远程控制水泥头投塞、投球和固井管汇通断。室内测试结果表明,远程控制水泥头满足现场试验要求。远程控制水泥头在某地热井固井作业中进行了现场试验,通过远程控制水泥头控制终端,顺利完成了各项功能动作,达到了设计使用要求。远程控制水泥头的成功研制,为井口高压环境下固井作业安全提供了保障。      

远程控制顶部驱动水泥头技术现状分析

介绍了3家国外公司的远程控制顶部驱动水泥头(Halliburton公司CommanderTM1000水泥头、Weatherford公司BA-RCTDH水泥头及Baker Hughes公司Launch PROTM水泥头)的结构、工作原理等技术情况。对比分析了3种水泥头技术性能、胶塞投放方式和控制方式等特点。分析结果表明,远程控制顶部驱动水泥头具有高耐压、高承载及高承扭等特点,是适用于套管及尾管固井的高端固井工具。最后指出我国需加快研制具有自主知识产权的水泥头产品。     

双塞水泥头的设计与产品系列化

双塞水泥头是双级固井和双胶塞固井必不可少的井下工具。文中对结构设计及各主要部件的工作原理及性能进行了介绍，并提出了水泥头产品如何实现系列化。     

顶驱型钻杆水泥头的研制及应用

随着钻井技术发展,顶驱钻机应用得到推广,特别是深井、超深井及海洋平台钻井,而固井作业配套顶驱式钻杆水泥技术相对滞后,为解决顶驱固井技术高效、安全及旋转技术难题,研制了顶驱型钻杆水泥头,该水泥头主要由旋转密封单元、胶塞预置及投放单元、憋压球投放单元、胶塞指示单元等组成。地面性能试验结果表明,顶驱型钻杆水泥头满足现场应用需求。顶驱型钻杆水泥头在巴基斯坦EUP油田进行了现场应用,带压旋转6h,不停泵投球,胶塞投掷及指示动作均顺利完成,满足了现场使用需求。顶驱型钻杆水泥头的研制,为满足当前固井作业需求提供了保障。     

国内目前固井面临的新问题及发展方向

结合国内固井界普遍存在的问题,提出今后国内固井研究的主攻方向为：①固井液新材料技术：开展固井新材料基础研究,研究可固化多功能钻井液、抗腐蚀水泥体系及具有变形协调能力的水泥体系,特别是从水泥水化微观角度出发提出的水泥石基质塑化增韧思想设计具有长期层间封隔效能及较强力学形变能力的全新“水泥环”将是固井新材料发展的新方向;②井下工具技术：开展变径扶正器、可旋转水泥头及与柔管钻井完井配套的小尺寸固井工具研究,以及开展机电一体化与计算机自动控制作业装备的研究,实现井下工具与地面装备的专业化与自动化;③远程控制与决策支持系统：开展仿真模拟及卫星通讯在固井领域的应用研究,建立专家知识系统实现在线诊断、远程控制及人机交互;④复杂井及特殊结构井固井工艺技术：开展深井与超深井、特殊轨迹井、小间隙井等特殊工艺井的固井工艺研究。新材料、新工具、新工艺及计算机辅助工程将是固井学科发展的新方向,固井水泥环对油气井寿命的影响将越来越受到人们的重视。     

新型固井水泥头的研制及应用

近年来, 随着钻井工程的日益正规化, 对固井水泥头的质量和使用提出了更高的要求。水泥头作为1 种重要的井口装置, 其结构的合理性, 质量的可靠性事关固井作业的效率与成败。     

国内外水泥头现状及发展

水泥头是固井施工中必不可少的一种井口工具,经过多年的发展,已形成了一套较为完整的规格型号和结构体系。介绍了水泥头的结构及功能改进,并列举了国内外几种新型水泥头的结构及功能;阐述了套管水泥头和钻杆水泥头的发展方向,并对国内水泥头的研发方向提出了建议。     

介绍一种新型水泥头

在固井施工中,使用水泥头的目的是为了使固井胶塞能够在不开启套管顶部的情况下,被放入套管内,同时可连接井下套管和地面注水泥设备。     

旋转式下井水泥头

为了改进固井工艺,提高固井质量,我队在“鼓足干劲,力争上游,多快好省地建设社会主义”总路线的指引下,密切结合生产实际,设计试验成功了一种新式固井工具——旋转式下井水泥头。     

DDS系列水泥头的开发与应用

近年来 ,随着双级、多级固井技术的发展 ,套管水泥头得到了广泛地应用。自 1 992年以来 ,德州大陆架油气高科技有限公司一直致力于水泥头的开发与研制工作 ,并研制成功了 DDS系列水泥头。该系列水泥头适用于 1 39.7mm、 1 77.8mm、2 4 4 .5mm、339.7mm套管的固井作业 ,结构简单 ,现场应用方便 ,在全国各大油田固井作业中得到了普遍应用。一、结构特点1 .筒体是水泥头的主体 ,用来安放胶塞和控制胶塞的释放。它上面焊有指示器、挡销座、平衡管接头和 3个 50 .8mm由壬接头 ,下面的 2个由壬接头分别用来连接替浆和注水泥管线 ,上面…     

AWG抗渗固井水泥研究与应用

本文介绍了新型固井材料AWG抗渗水泥的各项物理性能。通过室内实验,确定了AWG水泥体系增强剂、AWG水泥浆体系缓凝剂和分散剂,研究了AWG水泥浆体系的配伍的现场应用及缓凝剂对水泥浆体系性能的影响。AWG抗渗固井水泥属于硫铝酸盐水泥系列的一种新型国井材料,AWG水泥具有速凝、早强、短候凝、抗渗、防水气窜、微膨胀、耐腐蚀、抗锈蚀等特性。通过在大庆油田萨中、萨南东部和杏七区、北一区4口井现场应用表明,使用AWG水泥国井后8h测声幅,得到良好的固井质量,达到国内领先水平。AWG水泥在高、低压共存的多压力层系复杂地质情况下使用,能有效地提高调整井、疑难井的固井质量,适用于调整井、疑难井固井、小眼井固井、各种表层套管固井及海上固井。     

提高复杂油气井固井质量技术研究——保证水泥环长期密封性的技术措施

随着勘探开发的持续深入发展,面临的井下地质条件越来越恶化,井身结构变得十分复杂,固井后水泥环密封失效问题越来越突出。从水泥环自身特性及外界条件导致水泥环密封失效的原因等方面,对复杂深井超深井固井、复杂天然气井固井、酸性气藏固井、页岩气及致密油气固井、储气库固井、海外复杂区块固井、海洋低温深水固井水泥环密封性面临的挑战进行了分析,提出了目前保证水泥环长期密封性的技术措施：提高顶替效率;切实做到“三压稳”,采用平衡压力固井;设计满足封固要求的水泥浆体系;水泥石力学性能应能承受井下温度、压力、应力的变化。在此基础之上,提出了下一步需要开展的研究工作。     

预防延时声变测井遇阻技术

针对水泥面控制工具固井采用清水顶替的技术难点,研制出悬浮隔离液及合理的水泥面控制工具固井顶替技术方案;通过改进水泥面控制工具关闭技术,可实现清水顶替,解决了延时声变测井遇阻问题.通过现场应用,形成了一套完善的水泥面控制工具固井配套技术和实施方案,为确保固井质量,提高大庆油田的控制水泥面固井技术及预防套损起到了积极的推进作用.     

川庆钻探工程有限公司长庆固井公司

川庆钻探工程有限公司长庆固井公司是一个集固井施工设计、注水泥作业、固井技术研究及水泥化验为一体的综合性固井工程技术公司。作业区域横跨陕、甘、宁、蒙等省区及中亚等国家和地区。     

一种新型风动下灰罐的设计

目前对于油田上固井用水泥多用运灰车载两个 4t运灰罐运送至井场储灰罐中再进行固井。固井所需水泥量大 ,而且成分不同 ,需要运输车往返几十次。尤其对于油田超深井固井 ,现场固井水泥的储量及下灰速度一直影响着固井质量的优质率。本文介绍的 2 5m3风动下灰立式罐有效地解决了     

新型液压分级注水泥器

分级注水泥技术,是目前石油工业普遍采用的一项固井工艺技术。它主要用于解决渗透性地层及低压油气井固井漏失问题;深井及超深井固井中水泥封固段长、水泥浆量大、施工时间长、中途稠化时间长影响施工的间题;解决高温差及高温梯度井固井问题;减少水泥浆失重造成的危害;减少气侵危害,提高固井质量;降低水泥浆液柱高度,减少注水泥作业对储层的伤害。     

异常状态下的尾管固井技术

尾管在装水泥头时卡钻，处理过程中送入工具因年久锈蚀而断裂。在尾管内下封隔器，循环确信尾管环空畅通后下入水泥承留器固井。但因裸眼段渗透性漏失较大，水泥未能完全封固住尾管环空。测试地层吸收量后，采用自动沉降挤水泥法补救。经测试，固井合格。