创新发展配套工具 增强固井作业能力

随着石油天然气勘探开发的深入,钻井工作量及难度逐渐增加,给固井工具及附件的技术发展带来了严峻的挑战,同时也提供了难得的机遇,文章简要回顾了国内近年来固井工具及附件取得的主要成绩,指出了目前固井工具存在的问题,提出了固井工具及附件今后的发展方向。     

相国寺储气库固井井筒密封完整性技术

确保安全运行是相国寺储气库建设的首要原则,而井筒长期注采的密封性是保证储气库长寿命、安全运行的关键。文中从固井工艺技术、套管串密封完整性技术、水泥浆体系优化等方面入手,通过室内试验研究、软件模拟及现场试验,形成了地层动态承压试验、提高顶替效率、预应力固井、气密封性检测、管外封隔器以及韧性水泥浆等系列技术,能够保证注采井井筒的长期密封完整性,使固井质量满足相国寺储气库注采井固井的需求。相储8井准244.5 mm尾管固井施工综合运用了该套技术,CBL测井显示水泥胶结合格率达到93.1%,且固井后未发生环空带压现象。     

固井质量刻度模型井群的研制

为了满足固井质量检测方法的研究和仪器刻度的需要，江汉测井研究所研制了具备多种参数的套管井模型井群。本文对这一规模较大的实验设施作了具体介绍。     

双泵固井水泥车的研制

中原石油勘探局特种车辆修造总厂与国外公司合作，开发研制的双泵固井水泥车以VOLVO二类底盘为基座，车上装备有构架、柴油机三缸柱塞泵、Allison液力变速器、水柜、入井管系、液压系统、自动混浆系统等。该车除用于固井、压裂外，也可用于压井、洗井和防砂等作业。车中主要部件均采用进口成熟产品，整车结构设计合理，自动化程度高，具有功率大、压力高、排量大、效率高等特点。     

NC5340TGJ型双机双泵固井水泥车研制

针对山区、沙漠和丘陵地区油气田的开发要求,为解决高压力、持续固井和泥浆密度控制精度等问题,开展NC5340TGJ型双机双泵固井水泥车的研制工作,攻克了电控系统集成、自动混配算法、行驶稳定性校核等关键技术。该型号固井水泥车采用2套驱动和泵送装置,可实现同时或单独施工作业,其输出最高压力为100 MPa,最大排量3 m³/min,且具备手动、自动、半自动3种混浆模式。整车布局合理,结构紧凑,运行稳定性和可靠性满足当前油气田固井作业要求。NC5340TGJ型固井水泥车已完成表层套管固井、技术套管固井等多口井施工作业,水泥浆密度波动值为±0.02 g/cm³。     

库车山前构造高温高压储层环空密封固井技术

塔里木油田库车山前构造白垩系储层埋藏深,温度压力高,地层复杂,裂缝发育,安全固井密度窗口窄,油气活跃,整体固井质量较差,固完井后环空易气窜,严重影响后期安全生产。文中在分析库车山前构造白垩系储层固井难点的基础上,针对性地提出了提高库车山前高温高压储层环空密封能力固井技术,从变排量注替设计、防漏堵漏水泥浆体系、环空辅助密封工具应用3个方面综合提高固井后的环空密封能力,并在KS地区某井进行了配套技术的现场应用。现场应用表明:提高库车山前构造高温高压储层环空密封能力的固井技术,能够有效解决该地区储层固井易漏失、固井质量差、环空气窜等固井难题,为类似复杂易漏深井储层尾管固井提供了宝贵的经验。     

双泵固井水泥车的研制

中原石油勘探局特种车辆修造总厂与国外公司合作 ,开发研制的双泵固井水泥车以VOLVO二类底盘为基座 ,车上装备有构架、柴油机三缸柱塞泵、Allison液力变速器、水柜、入井管系、液压系统、自动混浆系统等。该车除用于固井、压裂外 ,也可用于压井、洗井和防砂等作业。车中主要部件均采用进口成熟产品 ,整车结构设计合理 ,自动化程度高 ,具有功率大、压力高、排量大、效率高等特点     

南海高温高压气井固井存在的问题及其对策

从高温高压井的概念出发,阐述高温高压气井固井中存在的主要问题,分析影响固井质量的因素,由此提出了提高固井质量的途径与方法;重点介绍采用套管外封隔器提高固井质量的作用机制;最后针对高温高压气井提出用常规套管封隔器存在的问题及解决该问题的初步设想.     

固井水泥头的研制与系列化

固井水泥头是固井作业中必不可少的井口工具。文中对长庆油田固井水泥头的结构设计及各主要部件的工作原理及性能进行了介绍。     

SJG-A型双级注水泥器的研制与应用

介绍了ＳＪＧ－Ａ型双级注水泥器的结构特点、使用要求及现场应用情况。胜利及青海油田近３０口井应用表明，该双级注水泥器打开顺利、关闭可靠，能满足固井施工要求。     

套管固井分段压裂滑套关键技术分析

套管固井滑套分段压裂技术是近年来兴起的一种储层改造技术,目前国外各大公司已经在该技术的研究上取得了较大进展。概述了套管固井滑套分段压裂技术的工艺原理,详细介绍了其关键技术,包括滑套打开方式、内套定位机构、密封方式、滑套包覆层技术和胶塞顶替技术,同时通过对各关键技术优缺点的对比分析,指出套管固井滑套应朝着高开关稳定性、高密封性能和高施工可靠性等方向发展。     

新型高压水泥头的研制

针对深井、超深井的固井特点及其特殊要求，研制了系列新型高压水泥头。该系列水泥头由顶盖、本体、胶塞指示器、挡销、平衡管等部件组成，具有主要承力件强度大、新型平衡管更易于拆卸和保养等特点。同时该系列水泥头选用高强度材料，采用最优化设计方法设计，运用实体设计模拟软件进行模拟，达到更为安全可靠的目的。该系列水泥头已在塔河、胜利、华北等油田广泛应用，并取得了良好的应用效果。     

长宁-威远页岩气示范区水平井固井技术

四川盆地长宁-威远页岩气示范区油层套管固井时,由于井眼不规则,水平段长,水泥浆与油基钻井液兼容性差,钻井液密度高、黏切大,难以实现高效顶替,而且后期大型改造易造成套管变形、环空气窜等现象。针对以上难点,通过室内与现场试验探索,形成了一套页岩气水平井固井技术,从而提高了页岩气水平井的顶替效率和体积压裂下的井筒密封性,为下一步页岩气水平井固井提供了有益的借鉴。     

BFD低伤害油层封窜剂的应用

针对中原油田油水井固井水泥环窜漏问题,研制出BFD化学封窜剂。该封窜剂由20%~30%网架结构剂、60%~70%胶结材料和5%~10%膨胀剂组成。运用模拟井况封堵模型,评价了BFD挤入深度、封堵强度、流变性和初凝时间等性能,并分析了挤注压力、温度对挤入深度和封堵强度的影响,研究了封堵强度在封堵层和井筒内的变化规律。试验结果表明,BFD在封住油水井水泥环窜槽的前提下对油层伤害小,挤入油层深度0.3~0.5m,通过重炮可解除对油层污染,封堵强度不小于25MPa,初凝时间不小于6h。施工安全性高,流变性、稳定性好,适用于30~150℃封堵油水井管外窜槽、封油井底水和全封再射作业。现场应用12井次,成功率100%,有效率95%。     

南海高温高压气井固井存在的问题及其对策

从高温高压井的概念出发,阐述高温高压气井固井中存在的主要问题,分析影响固井质量的因素,由此提出了提高固井质量的途径与方法;重点介绍采用套管外封隔器提高固井质量的作用机制;最后针对高温高压气井提出用常规套管封隔器存在的问题及解决该问题的初步设想。     

GJT25-09型煤层气专用固井半挂车研制

煤层气勘探开发井的钻井深度浅、固井作业压力低、水泥浆用量少,使用常规固井设备时操作复杂、经济性不高。采用一体化结构设计,实现固井车的混浆单元、泵送单元、供灰单元、供气单元的集成设计。利用“双泵合流-双马达串/并联切换”技术,实现设备全液压驱动,开发了煤层气专用固井半挂车,并介绍了该车的技术参数、技术与结构特点、测试应用情况。可对煤层气固井作业起到较好的降本增效作用,对煤层气的大力开发提供支持。     

深水固井低温水泥外加剂的开发及应用

针对深水固井面临的低温、海底松软地层、浅层流等技术难题,采用单体复配技术开发了新型深水固井低温早强剂PC-DA92S、PC-DA93L,采用悬浮聚合技术开发了低温降滤失剂PC-DG72S。根据南海海域钻探的实际井况,研制出了适合现场应用的2种低温水泥浆,对该水泥浆在深水环境下的性能进行了评价。在南海LH16-1-1井的现场应用结果表明,2种低温水泥浆体系低温早强效果良好,具有失水量小、防气窜能力良好、稠化时间易于调整、水泥浆性能稳定等优点,能够满足现场施工要求,可用于海洋深水表层套管固井。      

固井工具自动试压系统的研制

目前国内各油田固井工具试压采用固井水泥车及其连接管汇构成的简易试压系统进行,这种试压方式无安全防护设施,试压过程存在较大的安全隐患,试压数据难以采集和记录。为此,研制了固井工具自动试压系统。固井工具自动试压系统能够检测和试验固井工具的密封性能和抗压强度是否达到固井施工的要求,有效地改善了国内各油田固井工具试压系统简陋不安全的状况。系统通过远程监控和计算机控制,实现固井工具试压,数据采集与修正。经过现场运用证明,该系统是安全高效的先进检测装置。