超深井注水泥塞技术

近几年,超深井逐年增多,由于井下落物、井斜超标、封隔高压层等原因,超深井注水泥塞也在增加。文章分析了超深井注水泥塞存在井下高温对水泥浆性能要求高;井下高压气层使水泥塞质量不好保证;井眼小、注灰量少,易混浆;井深替浆量大,准确计量困难等技术难点。针对以上问题进行研究,并根据川东北和塔里木注超深井水泥塞的现场实践经验,从做好水泥塞设计、水泥浆化验与损害试验、现场施工控制等方面介绍了注超深井水泥塞的技术对策,以川东北超深井YB3井(井深7450m)和塔里木超深井YQ6井(井深7510m)为例介绍了注超深水泥塞施工的技术措施与实施效果,并提出了注超深井水泥塞的建议,为今后超深井注水泥塞施工提供重要的借鉴作用。     

塔北地区高温高压井注水泥塞技术研究

塔里木油田塔北地区注水泥塞作业面临井深、高温、高压、地质条件复杂等诸多挑战。注水泥塞施工的风险高、难度大,容易出现"插旗杆"、"灌香肠"、无水泥塞等事故,给施工造成了较大困难。为了应对这些挑战需要将注水泥塞作业从粗放式向精细化转变,建立精细化管理流程。通过科学地分析、设计、施工、评估注水泥塞全过程,有效地提高了水泥塞施工成功率,为油气井寿命、油田开发、环境保护等提供了最大保障。     

川西地区超深井注水泥塞技术实践

近年来中石油西南油气田在川西地区部署的井井深大多超过7 000ｍ。进入深部地层后,井漏、垮塌等钻井复杂情况越来越多,实践发现对复杂井段进行注水泥塞作业,通过堵漏、补壁、承压等作业,效果良好。但在深部复杂井段进行注水泥塞作业存在较大的技术难点和较高的施工风险。文章从深井复杂井段注水泥塞作业技术难点及风险、关键配套技术、组织管理等方面进行了研究,形成了一套应对高温高压超深井中的小井眼复杂井段的注水泥塞施工作业的技术工艺。该套技术工艺在中石油川西地区双鱼石构造ST6井进行了现场试验,获得成功,为同类型的井处理类似复杂提供技术参考。     

超细防气窜水泥浆在华北油田潜山井的应用

华北油田冀中探区潜山油气藏井底温度高达170℃,注水泥作业难度大,部分天然气井或含气油井由于水泥与地层界面胶结质量较差,发生层间互窜现象,造成能源流失和油气井产量下降。超细防气窜水泥浆体系具有防气窜、低密度、低失水、抗水泥石高温强度退化等优点,适用于超深油气井注水泥作业。在现场应用中,该体系成功地完成了多次固井注水泥作业和打塞注水泥作业,解决了超深天然气井固井技术难题。     

免钻塞分级注水泥完井管柱

内管法免钻塞固井技术存在注水泥排量受限制,达不到紊流所需的顶替排量,固井质量不理想等问题;无内管不钻塞半程注水泥技术虽然解决了原钻塞的工序问题,但由于它采用缩径台阶,给采油作业带来了麻烦,尤其是影响了大直径工具的使用。为此,研制了一种免钻塞分级注水泥完井管柱。它在注水泥管柱中采用带定位机构的堵塞器来代替原完井管柱中的盲板,省去了钻塞工序。免钻塞分级注水泥完井管柱已在胜利油田、车排子油田应用30余口水平井,平均完井周期比原来缩短1 d,施工成功率100%。大通径完井给后续作业施工带来了极大的便利,减少了不必要的作业次数,降低了成本。     

快速永久弃井方法在海洋临时弃井探井中的应用

使用水下井口的油田弃置时,需要对储层按要求做永久弃井,而井口仍保留下来的临时弃井探井进行永久弃井作业。常规弃井方法是用半潜式钻机割生产套管后,打一个浅层环保水泥塞,然后于泥线以下4 m割表层套管和导管。使用半潜式钻机弃井的费用高昂,探索使用海洋工程船打环保弃井水泥塞并从泥线以下4 m割各层套管进行永久弃井的方法将会大大降低永久弃井费用。研制的“射孔、打水泥塞联作工具”允许一次性下入联作工具,通过射孔配合双封隔器的使用得以在两个环空中打环保弃井水泥塞。高压水力射流喷砂套管切割工具把液体的压力能转换为动能形成水力割刀,一次性可切割多层次套管串。利用海洋工程船,配合“射孔、打水泥塞联作工具”和高压水力射流喷砂套管切割工具,可以方便地把临时弃井的探井进行永久弃井施工,其施工费用较半潜式钻机弃井费用大大降低。该弃井方法在Chanter-15井成功地尝试,为作业者弃井施工提供了一种新的降本增效方法。     

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。     

不钻塞分级注水泥器简化固井作业工序

使用常规的分级注水泥器进行固井作业,在候凝结束后,需下小钻具将分级注水泥器部位的关闭塞、关闭座及重力打开塞等部件钻除。这样就存在有以下不足：必须上趟小钻具,不仅增加了施工工序,延长了完井周期,又增加了作业费用;钻除作业完成后容易在分级注水泥器内形成不规则的台阶,钻除作业减小了通径,井下作业工具通过时容易发生碰挂,损坏封隔器胶筒等;钻塞过程中,由于环空水泥没有完全凝固胶结,钻塞的碰撞会影响环空水泥的胶结质量。不钻塞分级注水泥器可避免上述因素的产生,简化施工工序,并保证井眼内通径和固井质量。研制开发性能稳定、可靠性高的不钻塞分级注水泥器能解决常规分级注水泥器固井中产生的一些弊端,有效地降低作业成本,为后续作业施工提供良好条件,为分级注水泥技术提供工具支持,产生可观经济效益。     

小井眼免钻塞注水泥装置的研制与应用

需要钻塞的分级箍固井工艺是注水泥完成后，要将留井工具钻掉，钻除过程中存在落物、钻偏、钻漏套管等风险，直接影响后期的施工和油气井的寿命。免钻塞固井工艺是固井完成后把装置内部的构件全部提出井筒外即可，省去了钻塞过程，缩短了完井时间，减少了井下事故发生的概率。但是这种免钻塞装置的尺寸较大，仅适用于7in或5 1/2in井眼中，在目前以经济效益为导向的经济开发方式下，老油田的挖潜增效，常常为减少投资成本利用废旧老井，如侧钻井，这种井的井眼尺寸小，已有的免钻塞注水泥装置在小井眼的井筒中无法排布。为此，研制了一种小井眼免钻塞注水泥装置。     

油气井注水泥顶替机理研究进展

油气井固井时,保持注水泥顶替界面的稳态,不仅能减少水泥浆对钻井液的污染,而且还可显著改善注水泥顶替效果。目前的注水泥顶替机理研究成果,尚未建立描述在任意井斜角、偏心环空内的注水泥顶替界面变化数学模型,对注水泥顶替设计的实际指导意义不大。为此,在综述影响注水泥顶替效果的主要因素以及注水泥顶替理论研究现状的基础上,重点分析了“平板流模型”和“Hele Shaw模型”两种理论在顶替机理研究中应用情况。平板流顶替模型将环空中的顶替看作一维轴向顶替,且无法获得顶替界面在环空的整体形态,只适用于直井内的注水泥顶替;Hele Shaw顶替模型是考虑轴向和周向速度的二维顶替模型,能够追踪顶替界面在环空中发展情况,有利于确定流体之间界面稳定的定量条件。两者相比,Hele Shaw顶替模型更接近注水泥顶替实际,且不受井斜角的限制。因此,积极开展基于Hele Shaw模型的注水泥顶替理论研究具有重要的科学意义和应用价值。     

塔里木盆地超深天然气井全过程塞流防漏注水泥技术

塔里木盆地库车坳陷山前构造带是典型的超深超高压高温复杂天然气藏,盐膏层段和储层钻井均为多压力层段,如何保障尾管固井既要压稳产层又要防止水泥浆漏失,成为该区块确保气井水泥环完整性的关键。为此,提出了全过程塞流注替水泥浆解决方案,以控制注水泥当量循环密度(ECD)和水泥浆雷诺数为核心,建立了裸眼地层承压能力获取、塞流注替排量和下套管速度计算方法 ;结合盐膏层和储层井段小间隙、偏心、高温以及塞流注替时间长的特点,完成了固井工作液外加剂、外掺料优选以及工作液用量设计。该区4井次现场应用试验结果表明,以控制ECD、水泥浆雷诺数为核心的塞流注替方法能有效防止漏失,隔离液、水泥浆体系能满足全过程塞流注替要求。结论认为,该项固井技术能降低漏失风险,提高顶替效率,提高尾管固井质量,为解决库车山前构造带"三超"气井固井难题提供了新的技术途径。     

不钻塞选择性完井工艺在塔里木油田的应用

为满足塔里木油田碳酸盐岩储层水平段封隔水层、漏失层和减少储层污染等的要求,在分析塔里木油田碳酸盐岩储层结构特点的基础上,设计了选择性完井不钻塞筛管顶部注水泥工艺的管柱结构,剖析了主要工具结构特点、工作原理,推荐了现场易于操作及控制的工艺流程。研究结果表明,采用"筛管+盲板+管外封隔器+固井开孔短节"的管柱结构,工具安放位置不受井斜控制,固井开孔短节可反复开关循环孔,安全可靠性高,施工后套管内不留水泥塞,节约了扫塞时间。在塔里木油田试验6口井,完井作业顺利。现场试验表明,该工艺可实现碳酸盐储层水平井的分段开采,提高油田开发效果。      

油井封堵注水泥一次不留管柱堵水工具

吉林油田开发到中后期,油井出水现象日趋复杂,以往的注水泥堵水技术均不能满足现状的要求。鉴于此,研制出油井封堵注水泥一次不留管柱堵水工具,并形成了水泥堵水新工艺。该工具的核心为封堵注水泥装置,由打压坐封总成、胶塞座丢手总成、注水泥器本体总成和单流定压器总成等4部分组成,具有打压坐封、注水泥、投胶塞和丢手等一次性功能。经过现场6口井的施工,无一口井发生卡井事故,施工有效率100%,成功率100%。     

膨胀式尾管悬挂器在高压气井固井中的应用

固井作业中的环空漏失是高压气井及异常高压气井固井作业中所面临的难题,常规边漏失边固井的现场固井技术无法使固井质量得到有效保障,给后期开采作业带来安全隐患,甚至导致部分井的报废。鉴于膨胀管技术的进展及其优势,介绍了膨胀式尾管悬挂器的结构组成、工作原理与技术特点,并结合塔里木油田迪那2 8井的固井实例,分析了膨胀式尾管悬挂器在异常高压气井固井中的应用效果。结果表明,在异常高压气井应用膨胀式尾管悬挂器固井不仅质量良好,而且可以彻底解决卡瓦式尾管悬挂器在固井中的环空泄漏问题,施工工艺简单,安全性更高。该技术的应用为异常高压气井固井提供了新的途径。     

BH系列尾管悬挂器在老井挖潜中的应用研究

二连油田在阿南和蒙古林区块的开发井以ø139.7 mm套管完井方式居多,在近几年老井挖潜改造的悬挂器固井施工作业中,遇到小间隙井眼固井施工困难的问题。为满足开发需要,引进了渤海钻探公司研发的BH-XGY系列ø139.7 mm带顶封装置的尾管悬挂器。该悬挂器针对二连油田小间隙井眼的固井施工,从锥套结构导流设计、钻杆胶塞和尾管复合胶塞结构优化方面入手,改进了多项结构。通过理论计算和现场应用对比分析,解决了二连油田小间隙井眼固井作业中井筒循环压力高、胶塞碰压难、固井质量不高的技术难题,在现场施工中取得了良好的效果。     

双心钻头在塔里木地区的应用

塔里木盆地地质情况复杂、井深，有许多钻井技术难题。下第三系的复合盐岩层分布广、埋藏深，用双心钻头钻进可有效地推迟或消除地层塑性蠕变而造成的卡钻；取心井段用双心钻头扩眼，可提高再取心时的岩心收获率；加深井钻进，用双心钻头可增大环空间隙，提高固井质量。“九五”期间塔里木深井、起深井增多，双心钻头在深井、超深井复杂井段和小井眼扩眼段有广阔的推广前景。     

双心钻头在塔里木地区的应用

塔里木盆地地质情况复杂、井深,有许多钻井技术难题。下第三系的复合盐岩层分布广、埋藏深,用双心钻头钻进可有效地推迟或消除地层塑性蠕变而造成的卡钻;取心井段用双心钻头扩眼,可提高再取心时的岩心收获率;加深井钻进,用双心钻头可增大环空间隙,提高固井质量。"九五"期间塔里木深井、起深井增多,双心钻头在深井、超深井复杂井段和小井眼扩眼段有广阔的推广前景。     

防污染带压注灰装置设计及应用

防污染带压注灰装置解决了溢流井在实施注灰措施时需要压井、注灰,造成油层污染以及灰面不准、灰速凝、＂插旗杆＂、＂灌香肠＂等一系列问题。介绍了该装置结构、工作原理、参数、操作步骤及应有效果。     

挤注封堵管柱在塔河油田水平井的应用

针对水平井生产过程中,因层间窜通、管外窜、边底水锥进等原因造成高含水的问题,在已有成熟的直井段挤注、封堵管柱工艺的基础上,对挤注桥塞、可钻桥塞、坐封工具及管柱工艺进行了改进,研发了以挤注桥塞及防中途坐封桥塞为核心工具的水平井挤注、封堵管柱工艺.2口井的挤注试验和8井次封堵试验表明,水平井挤注、封堵管柱工艺是解决层间窜通、固井质量不好等问题行之有效的手段.该技术为适应水平井井况而特殊设计,减少了管柱施工的时间、成本和风险,可视情况单独或组合使用,可对高含水层及管外窜进行有效挤注、封堵作业.