薛飞
胜利石油工程有限公司固井技术服务中心山西项目部 山东东营257000
摘要:针对A井固井施工存在环空间隙小、循环压耗高、施工易憋堵、套管居中度差、水泥环薄等技术难题,在明确施工难点与技术措施的基础上,实施尾管固井施工等多项针对性技术措施,顺利完成该井的现场施工,固井质量达到甲方要求,为存同类复杂地层、小间隙非常规尾管固井施工提供了技术与实践借鉴和参考。
关键词:固井技术;复杂地层;小间隙;尾管固井
A井位于济阳坳陷东营凹陷博兴洼陷南部金家—樊家鼻状构造带中部。该井目的为了揭示向东北扩大高94井区沙四下—孔店组含油气范围,完钻井深3922m,二开至沙三上2303.55m时发生井漏,钻井液进多出少,井底岩性灰色细砂岩。漏失时钻井液性能:密度1.14g/cm3,粘度43s,失水4.8ml,PH值9,降低排量边循环边加入单向压力封闭剂、随钻堵漏剂堵漏,同时从储备罐提取泥浆补充。在后续施工中至完钻2907m,投入大量的泥浆处理剂及堵漏材料,分段循环,堵漏成功。鉴于井下复杂情况,为保证后续钻进的安全,决定进行扩眼补下75/8技套,完井采用75/8*5尾管固井,给固井施工带来环空间隙小、循环压耗高、施工易憋堵、套管居中度差、水泥环薄等难题。
1井身结构
开钻次序 井眼尺寸×井深
mm×m 套管尺寸×下深
mm×m 壁厚 水泥返高 完井
方式
一开 444.5×403 339.7×401.28 8.15 地面 内插
二开 241.3×2907 193.7×2905.41 10.92 1800 常规
三开 162.1×3922 127×3920.65 9.19 2759 尾管
2施工难点与技术措施
2.1施工难点
(1)封固段1107m,较长的封固段易压漏地层,造成固井期间漏失及低返;(2)由于进行扩眼作业,造成井径不规则,最大井径达17寸,最小10寸,“糖葫芦”情况严重,给固井施工安全和质量带来很大隐患;(3)连续三次扩眼作业,井壁反复被破坏,造成井壁不稳定,固井施工时易发生砂堵憋泵。(4)钻进及扩眼时均发生不同程度井漏,虽在完井时堵漏成功,但固井时发生漏失的风险依然很大。
2.2技术措施:
(1)为防止固井期间发生漏失,固井领浆采用增韧低密度水泥浆体系,水泥浆密度控制在1.50-1.55g/cm3,有效降低水泥浆液柱压力。(2)由于裸眼段较长,应控制水泥浆的失水量,防止水泥浆失水稠化。(3)进行流变学平衡压力固井设计,在不压漏地层的情况下,尽量提高排量,提高顶替效率。(4)采用多凝水泥浆体系设计,领浆采用增韧低密度水泥浆体系,稠化时间控制在300min左右,中间采用低失水增韧水泥浆体系,稠化时间控制在200min左右,底部采用低失水微膨胀水泥浆体系,稠化时间控制在120min左右。
2.3现场施工情况
下完套管,单凡尔建立循环,三凡尔800rpm循环,压力10MPa,提转速至900rpm,压力11-13MPa不稳,替至1000rpm,压力12-14MPa,提至11rpm,压力13-15MPa,提转速至1200rpm,压力14-15MPa,此时粘度由115s降至80s,循环至压力14MPa稳定,开始固井。注低密度增韧水泥浆11m3,低失水增韧水泥浆18m3,低失水微膨胀水泥浆15m3,共计44m3,施工期间压力正常,碰压明显,施工顺利。
3尾管固井施工技术
3.1施工难点
(1)井深较深3922m,封固段较长,环空间隙小,裸眼段平均每米环容只有13.6L,悬挂器位置单边间隙只有5-6mm,座挂后过流面积更小,因此易发生憋泵等复杂情况,施工风险大。
(2)循环压力较高,替浆施工压力高,施工风险高。
(3)井底温度高,井底静止温度145℃,对水泥浆体系、固井工具要求高。
(4)送入钻具为4寸钻杆,为转化为31/2钻杆扣型,钻柱两端均接钻杆变扣短节,整个钻柱两端通径变化较大,对钻杆胶塞整体质量要求较高。
(5)由于水泥浆较泥浆更强的携砂能力,当水泥浆在小间隙环空时发生岩屑堆积形成憋泵等复杂情况,因此在固井施工时需要采用更加精确的合理施工排量。
(6)施工前和施工中如何做好压稳工作,也是保证固井质量的重点。
3.2技术措施
(1)为保证压稳,控制油气上窜速度,通井时进行全井加重,由1.21g/cm3提至1.26g/cm3,保证压稳油气层。
(2)调整钻井液性能,调整时要分段进行,不可降的过快,造成井壁的不稳定,要以保证井壁稳定为前提。
(3)下套管过程灌泥浆一根一灌,每15-20根一灌满,见到液面后再继续下;下钻时一柱一灌,连续灌浆,每10柱一灌满,以见到液面为准。下套管和下钻过程中要控制好下放速度,严禁猛刹猛顿。
(4)由于是非常规尺寸,环空间隙小,因此套管下到位后,要先单凡尔小排量顶通,待井下正常后在逐步将排量提起来,最终达到循环洗井要求排量,此时再调整泥浆性能,当一切正常后,固井前一周再适当降粘切,为固井施工做好准备。
(5)采用EZCem水泥浆体系,降低井下高温对水泥石强度的影响。做好水泥浆和钻井液的污染试验,确保施工安全。
(6)严格控制现场施工排量和水泥浆密度,替浆时采用固井流量计与井队泥浆罐共同计量,确保顶替量计量准确。
固井情况:注前置液3m3,前置液粘度60s,排量0.6m3/min,泵压3MPa。注水泥浆19m3,排量0.6-0.7m3/min,泵压9-1MPa,1.75-1.80g/cm33m,1.85-1.88g/cm312m3,1.95g/cm3以上4m3。注压塞液1m3。开泵替浆,初始排量1.25m3/min,尾管替入1.82g/cm3的重浆。替浆9m3时水泥浆刚进入环空,降排量至0.9m3/min,替至13m3左右起泵压,压力缓慢平稳上升。立管压力为15MPa,计量替量为26.5m3,超出计算量1.1m3,为防止替空决定停泵,起钻六柱,循环候凝。
3结论和认识
(1)A井固井施工顺利,电测结果显示技套、尾管固井质量合格,创同类型井固井质量最优。
(2)通过现场针对性技术措施的应用,较好的解决了今后同类型井施工难题,对窄密度窗口、小间隙固井提供了可借鉴的依据。
(3)增韧纤维水泥浆体系具有非常理想的控制失水、防漏失、改善水泥石性能的效果。
(4)A井成功固井施工,对今后该区块类似井的固井施工起到一定参考作用。
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作者简介:薛飞,男,河北衡水人,大学本科,工程师,项目经理副主任师,专业方向:固井工程。